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Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica

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Page 1: Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica...STRUMENTAZIONE BIOMEDICA eHEALTH u) - Biomeccanica dei solidi/ Biomeccanica dei fluidi (10cfu) - Bionanotecnologie (6cfu) - Elaborazione

Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica

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Qualche dato numerico

• Numerosità studenti 2017/2018: circa 270 immatricolati (tutti i corsi obbligatori ed obbligatori di orientamento sono sdoppiati sia a livello di lezioni frontali che di esercitazioni ed attività di laboratorio)

• Percentuale studenti da altre sedi: circa 40%

• Corpo docente: la didattica è gestita dal Collegio di Biomedica che consiste in 55 membri effettivi e 27 membri invitati (2017/2018)

• Attività di laboratorio: molti degli insegnamenti prevedono attività di laboratorio come parte consistente (da un terzo a metà delle ore di didattica previste)

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Mobilità studentesca verso l’estero

• Accordi Erasmus + per Corsi/Final Project: 16 istituzioni straniere

• Accordi extra-UE per corsi: Hokkaido University (Japan)

• Accordi extra-UE per FP: 4 istituzioni straniere

• Sedi estere non Erasmus + per Final Project (tesi su proposta): 25 istituzioni straniere

• Studenti in mobilità Erasmus + per corsi/Final Project : circa 30 all’anno

• Studenti in mobilità UE/extra-UE per tesi su proposta: circa 50

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Requisiti di ammissione

• Adeguatezza preparazione personale: media ponderata sui crediti uguale o maggiore a 24/30

• Requisiti curricolari: minimo 40 crediti per le attività di base e minimo 60 crediti per le attività caratterizzanti ed affini

• Requisiti linguistici: certificazione conoscenza lingua inglese IELTS con punteggio 5.0 o sostitutiva

(https://didattica.polito.it/zxd/dati/allegato/17/INGLESE_2018_19.pdf)

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OBBLIGATORI 32 CFU

Organizzazione della Laurea Magistrale

ORIENTAMENTO 36 CFU

TABELLA BIO (min 12 cfu)

SCELTA LIBERA (max 12 cfu)

BIOMECCANICA

BIONANOTECNOLOGIE

STRUMENTAZIONE BIOMEDICA

eHEALTH

TESI

(2

8 c

fu)

- Biomeccanica dei solidi/ Biomeccanica dei fluidi (10cfu)

- Bionanotecnologie (6cfu)

- Elaborazione segnali biomedici (8cfu)

- Classificazione e interpretazione dati biomedici (8cfu)

ANNO 1 – SEMESTRE 1

ANNO 1 – SEMESTRE 2

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Insegnamenti a scelta Tabella BIO

• Tutti gli insegnamenti obbligatori degli altri orientamenti (ING-INF/06, ING-IND/34)

• Bioingegneria dell'esercizio fisico e dello sport

• Bioingegneria della riabilitazione

• Ingegneria del sistema neuromuscolare

• Modelli biomeccanici multiscala

• Dispositivi impiantabili attivi

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Insegnamenti a scelta libera

• Tutti gli insegnamenti obbligatori degli altri orientamenti (non ING-INF/06, ING-IND/34)

• Modelli matematici in biomeccanica e biomedicina

• Tecniche di modellazione numerica

• Materiali e superfici ingegnerizzate per applicazione in medicina

• Scienza delle bio e nano costruzioni

• Terapie termiche

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Tesi

• Durata: la tesi dura in media 6/8 mesi

• Tipologie: la tesi può essere svolta presso uno dei laboratori di ricerca del Politecnico, in collaborazione con una struttura sanitaria, in azienda, tramite la mobilità Erasmus, in una Università straniera (Europa o USA) usufruendo di una borsa per tesi all’estero

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• INTEGRATIVE ANALYSIS OF MIRNA AND MRNA DATA TO DETECT THERAPEUTIC MIRNA INVOLVED IN OVARIAN CANCER

• REALIZZAZIONE DI UN MODELLO FISICO DI RADICE AORTICA IN SILICONE, BASATO SU ANALISI STATISTICA DI CT SCAN, PER TEST IN VITRO DI PROTESI VALVOLARI DI TIPO BIOLOGICO

• SISTEMA DI MISURA MULTIASSIALE DI FORZE AD USO SPORTIVO

• ON THE RTV4420 AS SUBSTRATE MATERIAL FOR THE HYBRID MEMBRANE: A MECHANICAL & MECHANOBIOLOGICAL STUDY

• DEVELOPMENT OF AN AUTOMATIC ALGORITHM FOR SEGMENTATION OF CARDIAC CHAMBERS TO SUPPORT INTERVENTIONAL PROCEDURES

• ENGINEERING OF A COMPUTER-AIDED SYSTEM FOR THE AUTOMATED GLEASON SCORE GRADING

• METODOLOGIE PER L’INFORMATIZZAZIONE DEI PDTA: RICADUTE SULLA CARTELLA CLINICA ELETTRONICA

• ANALISI DEI TONI CARDIACI A SUPPORTO DELLA DIAGNOSI PRECOCE DELLO SCOMPENSO

Esempi di argomenti di tesi

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Eventuali richieste di informazioni

• Richieste relative alla valutazione di piani di studio: [email protected]

• Richieste relative al percorso di studi in generale: [email protected]

• Richieste relative all’orientamento di Biomeccanica: [email protected]

• Richieste relative all’orientamento Bionanotecnologie: [email protected]

• Richieste relative all’orientamento di Informatica medica: [email protected]

• Richeste relative all’orientamento Strumentazione biomedica: [email protected]

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IL PROGRAMMA ERASMUS

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IL PROGRAMMA ERASMUS

Cos’è il programma ERASMUS?

Il Programma LifeLong Learning Program (LLP) è stato istituito dall’Unione Europea nell’ottica di creare uno spazio europeo dell’istruzione e di incentivare la mobilità degli studenti, dei docenti e del personale coinvolto nelle attività legate all’istruzione. Il sottoprogramma Erasmus è dedicato nello specifico alle Istituzioni di istruzione superiore e quindi alla mobilità degli studenti e dei docenti a livello universitario.

• Destinazioni Europee definite mediante accordi bilaterali• Mobilità per corsi (i corsi sostenuti nella sede Europea vengono riconosciuti presso il Politecnico)• Mobilità per tesi (predisposizione parziale o totale della tesi di LM)

https://didattica.polito.it/outgoing/

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IL PROGRAMMA ERASMUS

Tipologie di mobilità previste dal CdL

Mobilità per corsi Mobilità per tesi Mobilità per corsi + tesi

Un semestre (primo o secondo) al II anno LM

Un semestre (primo o secondo) al II anno LM

Un anno al II anno LM

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IL PROGRAMMA ERASMUS

Destinazioni ERASMUS+BUSKERUD AND VESTFOLD UNIVERSITY COLLEGE

EPFL - SWISS FEDERAL INSTITUTE OF TECHNOLOGY LAUSANNE

HAUTE ECOLE SPECIALISEE DE SUISSE OCCIDENTALE - ECOLE D’INGENIEURS ET D’ARCHITECTES DE FRIBOURG- EIA-FR

INSTITUT NATIONAL DES SCIENCES APPLIQUES DE LYON (INSA)

KUNGLIGA TEKNISKA HOGSKOLAN (ROYAL INSTITUTE OF TECHNOLOGY) - STH

MONDRAGON UNIBERTSITATEA

PAZMANY P.CATHOLIC UNIVERSITY Faculty of Information Technology and Bionics

TAMPERE UNIVERSITY OF TECHNOLOGYTELECOM ParisTech

UNIVERSIDAD POLITECNICA DE CATALUNYA -EEBE

UNIVERSIDAD POLITECNICA DE MADRID - ETSI TELECOMUNICACION (ETSIT)

UNIVERSIDADE DE LISBOA - ISTITUTO SUPERIOR TECNICOUNIVERSITAT DE BARCELONA

UNIVERSITE DE FRANCHE-COMTEUNIVERSITE DE TECHNOLOGIE DE COMPIEGNE

UNIVERSITY COLLEGE CORKUNIVERSITY OF APPLIED SCIENCES TECHNIKUM WIEN

UNIVERSITY OF IOANNINA

Complessivamente 29 posizioni per un totale di 176 mensilità

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IL PROGRAMMA ERASMUS

Come partecipare alla mobilità?

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IL PROGRAMMA ERASMUS

Mobilità per corsi: il Learning Agreement

Esce il bandoPresentazione

domandaVincita borsa

PartenzaEventuale

modifica LARitorno e

conversione voti

LearningAgreement (LA)

• Tabella in cui lo studente dichiara, prima della partenza, quali corsi intende seguire in mobilità e quali corsi del Politecnico intende mutuare.

• La predisposizione del LA è obbligatoria e deve essere approvata dal referente del CdL.

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IL PROGRAMMA ERASMUS

Mobilità per corsi: conversione voti

Esce il bandoPresentazione

domandaVincita borsa

PartenzaEventuale

modifica LA

Learning Agreement

(LA)

Ritorno e conversione voti

• Al termine del periodo di mobilità, la sede ospitante invia a Polito ilTranscript of Records (ToR)

• I moduli presenti nel ToR non potranno più essere tolti dal LA

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IL PROGRAMMA ERASMUS

Mobilità per corsi: consigli

• Il semestre ideale per la mobilità è il secondo del secondo anno di LM

• E’ più agevole compilare il LA se si hanno a disposizione i corsi a scelta da mutuare

• E’ fondamentale informare il proprio referente di ogni necessità di modifica del LA

• Evitare LA che producano un piano carriera a macchia di leopardo

• Cura dello studente è consultare attentamente le offerte formative delle università partner in modo da verificare la disponibilità, presse le varie sedi, dei corsi di interesse

• La graduatoria (a cura dell’ufficio mobilità) è essenzialmente basata sul numero di CFU conseguiti e la media

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IL PROGRAMMA ERASMUS

Mobilità per tesi

• Possibile la partecipazione al bando Mobilità scegliendo una destinazione ERASMUS+ / EXTRA-UE

• Possibile la partecipazione al bando Mobilità scegliendo la tesi su proposta• All’atto dell’iscrizione al bando occorre avere un titolo di tesi approvato da un relatore Polito

• Tipicamente: mobilità non prima del secondo semestre del II anno di LM

CONSIGLIO:Ottenere dal gruppo di ricerca estero una descrizione scritta dell’argomento di tesi e sottoporla ai referenti, i quali vi aiuteranno nella scelta del relatore Polito

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BIOMECCANICA

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BIOMECCANICA

Insegnamenti obbligatori

Meccanica applicata ai sistemi biomedici

Progettazione di protesi e organi artificiali

Biomeccanica e biodinamica sperimentale / Biomeccanica

del sistema cardiovascolare

Materiali per la bioingegneria

Biomechanical design

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BIOMECCANICA

Meccanica applicata ai sistemi biomediciDescrizione

Approccio meccanico ai sistemi fisiologici perla loro analisi funzionaleComprensione dei meccanismi che li regolanoe dello studio di interazioni tra essi e i sistemitecnologici.

Attività di LaboratorioAttività di modellazione e simulazione al Laboratorio Informatico.

Risultati di Apprendimento AttesiConoscenza dei meccanismi di funzionamento di alcuni importanti sistemi fisiologici umani, capacità di affrontare lo studio di sistemi biomedici che prevedano interazioni uomo-macchina.

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BIOMECCANICA

Descrizione

• Indicazioni e metodi di progettazione riguardanti protesi esistemi di supporto alla vita.

• Es. sostituzione protesica articolare, con cenni alsupporto alla chirurgia dato dall'uso dei Navigatori.

• Protesi cardiovascolari.

Attività di LaboratorioAttività di laboratorio computazionale: piano pre-operatorio virtuale chepartendo dalla ricostruzione di un elemento osseo di un individuo portaall'analisi strutturale del sistema biomeccanico osso+protesi.

Risultati di Apprendimento AttesiConoscenze relative alla biomeccanica del sistema cardiocircolatorio.Conoscenze relative ai principi progettuali delle protesi articolari. Imparare a simulare e progettare un sistema biomeccanico per mezzo di analisi strutturale computazionale.Capacità progettuali di base proponendo l'esecuzione di un piano pre-operatorio virtuale.

Progettazione di protesi e organi artificiali

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BIOMECCANICA

Biomeccanica e biodinamica sperimentale / Biomeccanica del sistema cardiovascolare

Descrizione

BBS: metodologie sperimentali in campo biomeccanico -scelta dei sensori, impostazione della strumentazione diacquisizione, analisi dei dati sperimentali.BSCV: studio di fenomeni bio-fluidodinamici ebiomeccanici di interesse per la fisiopatologiacardiovascolare, la chirurgia e i dispositivi impiantabili.

Attività di LaboratorioBBS: esercitazioni pratiche sul campo e in laboratorio.BSCV: laboratorio computazionale per simulazione CFD di flussi arteriosi.

Risultati di Apprendimento AttesiBBS: capacità di impostare un'attività sperimentale in ambito biomeccanico.BSCV: conoscenza degli strumenti teorici, numerici e sperimentali per la descrizione e la comprensione deifenomeni fluidodinamici e biomeccanici nel sistema cardiovascolare e nei principali dispositivi biomedici.

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BIOMECCANICA

Materiali per la bioingegneriaDescrizione

Studia la progettazione, la lavorazione e l'utilizzo deimateriali per applicazioni biomediche, attraverso:• la descrizione dell'interfaccia fra i materiali protesici e i

tessuti biologici;• relazioni fra struttura, proprietà e settori di utilizzo;• criteri di scelta dei materiali e metodi di sintesi.

Attività di laboratorio«Case studies» relativi all’indagine sul fallimento di dispositivi.

Risultati di Apprendimento AttesiConoscenze necessarie per comprendere le potenzialità delle diverse classi di materiali utili allo studio e allaprogettazione di dispositivi biomedici e protesici, con particolare attenzione alle problematiche legate da un latoalla trasformazione dei materiali, dall’altro al loro impatto con il corpo umano e il mondo biologico.

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BIOMECCANICA

Biomechanical design DescrizioneFundamentals of biomechanical engineering applying a multiscale/multiphysics vision, from molecules to organs and beyond. Physical description of the organization of the cell and multi-cellular organisms and provides examples of the applications of biomolecular modeling at all levels of organization. The course will also provide information on the mechanisms responsible for emerging properties of living systems, such as biological information processing and consciousness.

Attività di laboratorioPractical cases will be the objective of specific class hands-on tutorials

Risultati di apprendimento attesiUnderstand and characterize the biomechanics of subcellular structures such as proteins, protein aggregates,membranes, polymers filament networks; understand and characterize the physical, chemical and mechanicalbehavior of cells, tissues and organs in physiological and pathological conditions.

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BIOMECCANICA

Indicazioni per insegnamenti a scelta

Modellazione di proteine, interazione

molecolari, e comportamenti

cellulari (es tumorali)

Modelli biomeccanici

multiscala

Rational Drug Design:

Principle and Applications

Metodi ingegneristici: progettazione e

processi di produzione (macchineutensili, 3D printing)

Tecniche di modellazione

numerica

Tecnologie e processi di

fabbricazione

Progettazione di dispositivi per la ricostruzione dei

tessuti (es. da cellule staminali)

Bioreattori

Ingegneria per la medicina rigenerativa

(immagini)

NewtoN’s three Laws of

Graduation

1. A student in procrastination tendsto stay in procrastination unless anexternal force is applied to it

2. The age of the graduation process ais directly proportional to thefatigue of the student F, andinversely proportional to thestudent’smotivation m (F=m a)

3. For every action towardsgraduation there is an opposite andequal distraction

Fonte: Piled Higher and Deeper

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BIOMECCANICA

Perché sceglierlo?Orientamento finalizzato all’acquisizione di metodologie di modelling e sperimentali per la comprensione del funzionamento delle strutture biologiche e per la progettazione biomeccanica nel senso più ampio del termine.

Orientamento scelto da chi è interessato a:- alla progettazione hardware dei dispositivi medici: resistenza strutturale statica, dinamica e a fatica,

comportamento fluidodinamico, attuazione di movimenti;- alla pianificazione pre-operatoria: modellazione paziente-specifica e previsione degli esiti post-operatori,

robotica chirurgica;- alla applicazione di metodi ingegneristici per la comprensione del sistema fisiologico e la diagnosi di

patologie con attenzione al passaggio di informazione tra le diverse scale di indagine: es. origine e progressione di aterosclerosi, stenosi, aneurismi, previsione del rischio di frattura in pazienti osteoporotici, meccanismi multiscala nelle patologie neurodegenerative, meccanismi di azione dei farmaci, meccano-trasduzione…..

Orientamento scelto da chi è interessato a lavorare:- in aziende produttrici di dispositivi medici (protesi e ortesi ortopediche, placche per fratture, stent, valvole

cardiache e dispositivi a ricircolo di sangue, dializzatori, tavoli operatori);- In aziende dove è presente l’ergonomia di prodotto;- In centri dove si simulano e si eseguono crash test o dove è rilevante l’interazione uomo-macchina;

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BIONANOTECNOLOGIE

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BIONANOTECNOLOGIE

Ingegneria per la medicina rigenerativa / Bioreattori

Sistemi biomimetici

Tecnologie e processi di fabbricazione

Materiali per la bioingegneria

Frontiers in Bioengineeringenabling nanotechnologies

Insegnamenti obbligatori

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BIONANOTECNOLOGIE

DescrizioneIl corso di Ingegneria per la Medicina Rigenerativa è finalizzato a fornire agli studenti elementi conoscitivi sulle strategie di Medicina Rigenerativa, quali:

• Progettazione di materiali biocompatibili Scaffold biomimetici

• Sistemi per il rilascio di farmaco• Strategie di terapia cellulare• Progettazione di bioreattori

Attività di laboratorioEsercitazioni su: 1) produzione di scaffold porosi attraverso varie tecniche e loro caratterizzazione meccanica e morfologica;

Risultati di apprendimento attesiConoscenze dei principali metodi per progettare soluzioni per la medicina rigenerativa (in particolare Tissue Engineering)Capacità di elaborare metodologie per la fabbricazione e funzionalizzazione di scaffold tessuto-specifici

Ingegneria per la medicina rigenerativa / BioreattoriTissue Engineering Bioreattori

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BIONANOTECNOLOGIE

Sistemi biomimeticiIl corso è finalizzato a fornire agli studenti elementi conoscitivi sulla progettazione di sistemi biomimetici principalmente per applicazioni biomedicali (ma non solo), prendendo ispirazione da strutture e processi presenti in Natura, ad esempio:

- Superfici antibatteriche ispirate alla pelle di geko o alle ali di insetti

- Superfici superidrofobiche autopulenti- Materiali adesivi ispirati alla cozza, etc.

Attività di laboratorioEsercitazione su analisi critica di letteratura scientifica finalizzata all’acquisizione della capacità di preparazione di una presentazione scientifica.

Risultati di apprendimento attesiConoscenza degli approcci biomimetici per applicazioni nel settore biomedicaleConoscenza delle principali strategie biomimetiche per la progettazione di dispositivi/scaffold per l’ingegneria dei tessuti

Superfici battericida biomimetiche delle ali di insetti (es. cicala)

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BIONANOTECNOLOGIE

Tecnologie e processi di fabbricazione DescrizioneL'insegnamento tratta i principali processimanifatturieri, che hanno lo scopo di dare aipezzi in lavorazione caratteristiche micro emacro geometriche e micro e macro-strutturali che li rendono adatti per lafabbricazione di dispositivi in uso nel settorebiomedico. Sono quindi descritti e analizzati iprocessi per deformazione plastica, le tecnichepiù avanzate di fonderia, le lavorazioni perasportazione, le lavorazioni non convenzionalie le lavorazioni additive.

Attività di laboratorioNell’ambito di alcuni degli argomenti sopradescritti, saranno condotte esercitazioni numeriche in aula, ed esercitazioni e visite in laboratorio tecnologico.

Risultati di apprendimento attesiAl termine dell'insegnamento l'allievo dovrà conoscere le relazioni tra materiali e processi di fabbricazione, le principali tecnologie di fabbricazione, i parametri fondamentali di processo e la loro relazione con le caratteristiche del manufatto (qualità, tolleranze, finiture superficiali etc.), i principali approcci per ottimizzare il processo in funzione di costi e tempi.

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BIONANOTECNOLOGIE

Materiali per la bioingegneriaDescrizioneL’insegnamento descrive le problematiche inerenti lostudio, la progettazione, la lavorazione e l'utilizzo deimateriali per applicazioni biomediche, attraverso:• la definizione di tossicità, biocompatibilità,

emocompatibilità e bioattività;• la descrizione dell'interfaccia fra i materiali

protesici e i tessuti biologici;• la spiegazione delle relazioni fra struttura,

proprietà e settori di utilizzo delle principali classidi biomateriali e dei dispositivi protesici;

• la descrizione dei i criteri di scelta dei materiali piùadatti alla realizzazione dei dispositivi protesici edei principali metodi di sintesi e di lavorazione

Attività di laboratorio: Non sono previste attività di laboratorio. Durante il corso saranno presentati alcuni «case studies» relativi all’indagine sulle cause di fallimento di alcuni dispositivi protesici.

Risultati di apprendimento attesi: Conoscenze necessarie per comprendere le potenzialità delle diverse classi di materiali per la progettazione di dispositivi biomedici e protesici, con particolare attenzione alle problematiche legate, da un lato alla trasformazione dei materiali, dall’altro al loro impatto con il corpo umano e il mondo biologico.

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BIONANOTECNOLOGIE

Frontiers in Bioengineering enabling nanotechnologiesDescrizioneIl corso ha l’obbiettivo di spiegare agli studenti i meccanismi biologici alla base delle malattie a forte impatto sociali e di difficile cura (quali ad esempio, cancro, malattie neurodegenerative, infezioni croniche e osteoporosi) e di insegnare loro i metodi per lo sviluppo di tecnologie avanzate che possono essere applicate nella cura di tale patologie.

Attività di laboratorioVisita in laboratorio con descrizione delle principali attività nel campo delle nanotecnologie avanzate

Risultati di apprendimento attesi- Capacità di progettazione di materiali e tecnologie per il trattamento malattie a forte impatto sociali e di difficile cura- Capacità di progettazione di materiali e dispositivi biomimetici o bioispirati- Capacità di applicare i concetti acquisiti nella progettazione di soluzioni per la nanomedicina

Organ on a chipAdvanced Therapy

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BIONANOTECNOLOGIE

Indicazioni per insegnamenti a scelta

Terapiemedicheavanzate

Bio-Micro&NanoSystems

Terapie termiche

Progettazione di biomateriali e

interfacce

Progettazione di protesi e organi

artificiali

Materiali e superfici

ingegnerizzate per applicazione

in medicina

Modellazione di sistemi biologici

e bioartificiali

Modelli matematici in

biomeccanica e biomedicina

Modelli di sistemi fisiologici

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BIONANOTECNOLOGIE

Perché sceglierlo?

Orientamento finalizzato a all’acquisizione di conoscenze teoriche e metodologie sperimentali e di progettazione dal punto di vista bionanotecnologico.

Orientamento scelto da chi è interessato a:- Progettazioni di biomateriali, superfici e interfacce smart per dispositivi medici- Sistemi integrati di diagnosi, ad es lab-on-chip- Progettazione di terapie avanzate in ambito medico

Orientamento scelto da chi è interessato a lavorare:

- Aziende produttrici di dispositivi medici impiantabili (es. NobilBio, Alvimedica)- Aziende produttrici di sistemi diagnostici (es. DiaSorin, Agilent)- Aziende farmaceutiche, - Spin off e start up biotech- Ricerca (centri di ricerca; Dottorato)

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eHEALTH

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eHEALTH

Progettazione di software medicali / Telemedicina

Bioinformatica

Programming for IoT applications

Elaborazione di immagini mediche

Clinical informatics

Insegnamenti obbligatori

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eHEALTH

Progettazione di software medicali / TelemedicinaL'insegnamento fornisce le conoscenze necessarie perprogettazione e la gestione dei software medicali. Questo tipo di software è ❑ alla base dell'informatizzazione dei processi clinici e

dei sistemi di telemedicina;❑ parte integrante dello sviluppo della strumentazione

biomedicaIn particolare verranno approfondite le conoscenze relative agli strumenti di modellizzazione dei processi, di analisi delle specifiche, di documentazione e testing del software, la normativa e le problematiche di gestione dei software medicali all'interno delle strutture sanitarie.

Attività di laboratorio[21 ore] Le attività di laboratorio consentono allo studente di imparare ad utilizzare gli strumenti visti a lezione. Ogni anno il laboratorio è incentrato su un problema di informatizzazione di processi clinici diversi in modo da simulare le problematichedi un contesto reale.

Risultati di apprendimento attesiAl termine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di collaborare con un team che sviluppa software medicale e di inserirsi in un servizio IT od ingegneria clinica di una struttura sanitaria.

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Progettazione di software medicali / TelemedicinaL'insegnamento ha il fine di illustrare gli strumenti e le metodologie che consentono di fruire dell'informazione (dati, segnali, immagini) di tipo medicale in modo distribuito sul territorio.

Attività di laboratorio[21 ore] Le attività di laboratorio consentono allo studente di imparare ad utilizzare gli strumenti visti a lezione. Ogni anno il laboratorio è incentrato su un problema diverso in modo da simulare le problematiche di un contesto reale.

Risultati di apprendimento attesiAl termine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di collaborare con un team che sviluppa piattaforme software nell’ambito della telemedicina e di inserirsi in un servizio IT od ingegneria clinica di una struttura sanitaria.

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BioinformaticaL’insegnamento fornisce le conoscenze relative alle soluzioni HW/SW per l’analisi di dati genetici forniti dalle biotecnologie di ultima generazione; alle problematiche computazionali/ algoritmiche per lo sviluppo di tool-flow per analisi complesse; alle soluzioni per la computazione e lo storage distribuito dei dati genetici.

Attività di laboratorio[30 ore] Le attività di laboratorio consentono allo studente di imparare ad utilizzare gli strumenti visti a lezione.

Risultati di apprendimento attesiLo studente deve acquisire conoscenze sulle biotecnologie di ultima generazione, capacità di ideare ed applicare soluzioni algoritmiche e computazionali efficienti a problemi biologici, conoscenza di tecniche di ottimizzazione SW su griglia/CLOUD.

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Programming for IoT applicationsL'insegnamento fornisce conoscenze e le competenze necessarie programmare dispositivi embedded connessi in rete utilizzando paradigmi di programmazione distribuita, parallela e object oriented. Lo scopo finale sarà la capacità di programmazione nel campo Internet-of-Things e quello dei dispositivi Cyber-Physical.

Attività di laboratorio[30 ore] Le attività di laboratorio consentono allo studente di imparare ad utilizzare gli strumenti visti a lezione e lo sviluppo di un progetto che gruppi di studenti (di minimo 3 elementi) porteranno avanti durante il corso e che porteranno

all’esame come parte della valutazione.

Risultati di apprendimento attesiIl corso ha l’obiettivo di fornire agli studenti la conoscenza della programmazione object oriented e degli strumenti per la sua implementazione in Python. Conoscenza dei protocolli per l’implementazione dei paradigmi di comunicazione web service oriented. Conoscenza dei principali strumenti per la programmazione in ambiente real-time, in presenza di sensori e attuatori. Strumenti di analisi dati da sensori, tecniche di machine learning per l’analisi dati da sensori.

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Elaborazione di immagini medicheL’insegnamento ha come obiettivo quello di fornire allo studente gli elementi fondamentali relativi all’elaborazione di immagini mediche. Obiettivo primario è quello di fornire una "visione" dell’elaborazione che vada al di là delle tecniche numeriche e computazionali, ma che tenga il quesito clinico (o scientifico) sempre come target primario

Attività di laboratorio[21 ore] Le attività di laboratorio consentono allo studente di applicare le tecniche di elaborazione viste a lezione. L'ambiente di lavoro per le esercitazioni sarà MATLAB e l'ambiente C/C++ necessario all'utilizzo di alcune librerie dedicate

Risultati di apprendimento attesiNello specifico settore dell’imaging medico, le conoscenze di base si caratterizzano per la capacità di distinguere la natura e la valenza di un’immagine, che rimane sempre una rappresentazione parziale di una realtà fisica/fisiologica.

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Clinical informaticsL'insegnamento fornisce conoscenze e le competenze sui metodi usati per: Raccogliere, memorizzare e analizzare dati clinici; Sviluppare sistemi di supporto alla decisione clinica; Ottimizzare il flusso delle informazioni all’interno dei processi clinici per massimizzare la sicurezza del paziente e la qualità delle cure.

Attività di laboratorio[30 ore] Le attività di laboratorio consentono allo studente di imparare ad utilizzare gli strumenti visti a lezione per lo sviluppo di sistemi CAD e KDD. Ogni anno il laboratorio è incentrato su un problema diverso in modo da simulare le problematiche di un contesto reale.

Risultati di apprendimento attesiL’insegnamento fornisce conoscenze relative agli strumenti di analisi e confronto di processi, data mining e la costruzione di sistemi di supporto alle decisioni.

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eHEALTH

Indicazioni per insegnamenti a scelta

SviluppoDispositivi medici

Progettazione di dispositivi biomedici

programmabili

Sensori e misure per la bioingegneria

Fondamenti di normativa per

dispositivi medici

Informatizzazioneprocessi clinici e

Telemedicina

Sensori e misure per la bioingegneria

«data base»

Sviluppo di sistemiCAD

Ottimizzazione per Machine Learning

«statistica»

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Perché sceglierlo?

Orientamento finalizzato a all’acquisizione di conoscenze teoriche e metodologie sperimentali e di progettazione per lo sviluppo di software medicali, sistemi per la telemedicina, sistemi di supporto alla decisione clinica, con particolare riguardo al settore dell’eHealth.

Orientamento scelto da chi è interessato a:- alla progettazione di software medicale;- alla progettazione di sistemi per la telemedicina (sistemi di monitoraggio, IoT aplications, …);- allo sviluppo di soluzioni HW/SW per l’analisi di dati genetici forniti dalle biotecnologie di ultima generazione

(biosensori, nanotecnologie, etc.), - alla progettazione di algoritmi di analisi di bioimmagini con particolare riguardo alla loro automazione;- allo sviluppo , implementazione e gestione di servizi di telemedicina e alla gestione dei software medicali.

Orientamento scelto da chi è interessato a lavorare:- in aziende produttrici di strumentazione elettromedicale;- in aziende dedicate allo sviluppo di sistemi per l’eHealth;- in aziende che sviluppano sistemi di acquisizione ed elaborazione di bioimmagini;- in aziende sanitarie;- nell’ambito della ricerca (centri di ricerca italiani ed esteri, dottorato di ricerca, …).

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STRUMENTAZIONE BIOMEDICA

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STRUMENTAZIONE BIOMEDICA

Progettazione di dispositivi biomedici programmabili/Sensori

e misure per la bioingegneria

Applicazioni biomedicali dei campi elettromagnetici

Elaborazione di immagini mediche

Bio-Micro&Nano Systems

Neuroengineering

Insegnamenti obbligatori

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STRUMENTAZIONE BIOMEDICA

DescrizioneL’insegnamento integrato è diviso in sue moduli: PDBP e SMB. Il primo modulo descrive le basi dell’elettronica digitale e fornisce una introduzione ai microcontrollori.Il secondo modulo descrive i principi di funzionamento dei sensori più comunemente utilizzati nella strumentazione medica.

Attività di laboratorioPer entrambi i moduli circa il 50% delle ore di didattica si svolge in laboratorio. Gli studenti, suddivisi in gruppi, devono sviluppare in modo autonomo un progetto di dispositivo medico basato su un microcontrollore.

Risultati di apprendimento attesi – Gli studenti saranno in grado di sviluppare un semplice progetto di

dispositivo medico contenente elettronica programmabile ed integrante la necessaria sensoristica.

Progettazione di dispositivi biomedici programmabili / Sensori e misure per la bioingegneria

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STRUMENTAZIONE BIOMEDICA

Applicazioni biomedicali dei campi elettromagneticiDescrizioneIl corso tratta gli effetti più importanti dei campi elettromagnetici non-ionizzanti sui sistemi biologici ed in particolare umani. Si considerano sia i campi utilizzati intenzionalmente come mezzo terapeutico o diagnostico, sia quelli presenti nell’ambiente per effetto delle attività umane, e la normativa relativa all’esposizione a tali campi.

Attività di laboratorioDurante le esercitazioni di calcolo verranno utilizzati strumenti software di simulazione. È prevista la possibilità di svolgere a gruppi un laboratorio opzionale su progetti che verranno di volta in volta concordati.

Risultati di apprendimento attesi - Conoscenza delle principali applicazioni cliniche dei campi

elettromagnetici. Capacità di comprendere le principali prospettive applicative, le problematiche tecnologiche, le normative e le raccomandazioni.

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STRUMENTAZIONE BIOMEDICA

Elaborazione di immagini medicheDescrizioneL’insegnamento descrive le tecniche più utilizzate nell’elaborazione di bioimmaginidi interesse clinico.Le tecniche presentate saranno applicate a diversi ambiti applicativi: dalla scala molecolare, sub-cellulare e cellulare, allo studio del sistema vascolare sino a livello di tessuto ed organo.

Attività di laboratorioÈ previsto un congruo numero di ore dedicate all’applicazione pratica delle tecniche presentate durante le ore di lezione. Tale attività sarà portata avanti in laboratori prevalentemente utilizzando ambiente Matlab©

Risultati di apprendimento attesi – Lo studente imparerà a distinguere natura e valenza di un’immagine

esaltandone la qualità e facilitando l’estrazione dall’immagine stessa di informazione di rilevanza clinica.

Cellular / Sub-cellular and Molecular

ImagingVascular Tissue / Organ

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STRUMENTAZIONE BIOMEDICA

Bio-Micro&Nano SystemsDescrizioneL'insegnamento di Bio-Micro&NanoSystems intende sviluppare la conoscenza dei cosiddetti Micro&Nano ElectroMechanical Systems (MEMS e NEMS) per quelle che sono le loro numerose applicazioni nei campi della Biologia, della Medicina e della Chimica BioMolecolare.

Attività di laboratorioL'insegnamento prevede un lavoro su CAD per microsistemi, quali Comsol e CoventorWare, in modo tale da permettere il progetto e la simulazione di un semplice MEMS/NEMS, sviluppato a gruppi di lavoro.

Risultati di apprendimento attesi - Lo studente nell'insegnamento di Bio-Micro&Nano Systems ha la

possibilità di applicare ed estendere le conoscenze delle micro e nano tecnologie, concentrando l'attenzione alle loro implicazioni nei campi della BioMedicina e delle applicazioni Bio Molecolari in genere.

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STRUMENTAZIONE BIOMEDICA

NeuroengineeringDescrizioneApplicando l’ingegneria alle neuroscienze, ilfilo conduttore del corso sarà l’analisi del cervello umano a diversi livelli d’integrazione: dalla singola cellula a piccole reti neurali, finoa considerare il cervello come organo, misurando quantitativamente il metabolismocerebrale e studiando le funzioni complessedel cervello come il controllo neurale dellesinergie muscolari, l’integrazione visuo-percettiva e il dual-task.

Attività di laboratorio – Sono previste circa 20 ore di laboratorio su simulazione di reti neuronali,

acquisizione ed elaborazione del segnale NIRS dalla corteccia frontale, estrazione di sinergie muscolari relative a differenti task motori e studio del controllo posturale. Le attività saranno di acquisizione segnali e di calcolo.

Risultati di apprendimento attesi - Lo studente otterrà l’abilità di acquisire segnali reali ed elaborarli

utilizzando algoritmi Matlab©. Lo studente acquisirà inoltre la conoscenza delle tecnologie in uso nellaneuroingegneria, sia tradizionali sia emergenti.

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STRUMENTAZIONE BIOMEDICA

Indicazioni per insegnamenti a scelta: esempi

Riabilitazione

Bioingegneria della

riabilitazione

Bioingegneria dell’esercizio fisico e dello

sport

Dispositiviterapeutici

Biomeccanica del sistema

cardiovascolare

Terapie termiche

Frontiers in Bioengineering

enabling technologies

Materiali e superfici

ingegnerizzate per applicazioni

in medicina

Microsistemi

Programming for IoT applications

Telemedicina

Dispositiviindossabili

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STRUMENTAZIONE BIOMEDICA

Perchè sceglierlo?L’orientamento è finalizzato alla preparazione di ingegneri biomedici con specifiche competenze di progettazione di dispositivi medici diagnostici e terapeutici basati principalmente su ICT. È possibile personalizzare l’orientamento utilizzando esami a scelta da uno qualsiasi degli altri tre orientamenti.

Orientamento scelto da chi è interessato a:- Acquisire competenze di progettazione di dispositivi medici ad elevato contenuto di tecnologie

dell’informazione- Acquisire competenze relative all’uso di dispositivi medici in ambito clinico e sportivo- Acquisire competenze relative allo sviluppo di microsistemi che integrano competenze ICT,

biomeccaniche e bionanotecnologiche

- …Orientamento scelto da chi è interessato a lavorare in:- Industrie di produzione dispositivi elettromedicali (ricerca e sviluppo)- Industrie di produzione/commercializzazione di dispositivi impiantabili attivi- Industrie di produzione di strumentazione per produzione di bioimmagini o loro elaborazione

- …