LAUREA IN INGEGNERIA BIOMEDICA

Presentazione sul tema: "LAUREA IN INGEGNERIA BIOMEDICA"— Transcript della presentazione:

1 LAUREA IN INGEGNERIA BIOMEDICA

2 INGEGNERIA BIOMEDICA La biologia e' il nuovo paradigma dell'ingegneria come lo sono stati, nel recente passato, l'elettronica e l'informatica. L’Ingegneria Biomedica o Bioingegneria è una disciplina che, mediante l’integrazione delle scienze ingegneristiche (elettronica, informatica, meccanica, chimica) con quelle biomediche, consente di migliorare le conoscenze in ingegneria, biologia e medicina, ed inoltre di migliorare la cura della salute umana La Bioingegneria e' dunque fortemente interdisciplinare e rivolta al mondo dell'ingegneria, della biologia e della medicina.

3 PRINCIPALI SBOCCHI OCCUPAZIONALI
- sanita': servizi di ingegneria clinica, reparti di tecnologie biomediche, servizi di telemedicina; - industria biomedica: sistemi, apparecchiature, protesi, materiali per diagnosi, cura e riabilitazione; - industria farmaceutica, alimentare, biotecnologica e ambientale; - servizi e societa' di ingegneria: progettazione di sistemi sanitari, gestione delle tecnologie biomediche, progettazione e gestione di servizi di teleassistenza.

4 COSA FA L’INGEGNERE BIOMEDICO
L’Ingegnere Biomedico opera all’interno del sistema sanitario, nel mondo della ricerca e della produzione e rappresenta una figura indispensabile per molti compiti ESEMPIO 1 STUDIARE SISTEMI BIOLOGICI MEDIANTE L’USO DI METODI E MODELLI FISICO-MATEMATICI

5 STUDIO DI SISTEMI BIOLOGICI MEDIANTE L’USO DI METODI E MODELLI FISICO-MATEMATICI
POOL ACCESSIBILE A C B D + - MISURE dx/dt = f(x,t,p) + u(t) y(t) = g(t, x, p) + v(t) ... MODELLO MATEMATICO (=INSIEME DI EQUAZIONI) CHE DESCRIVE IL SISTEMA FISIOLOGICO Misure da cui si mettono a punto i modelli: funzioni del tempo monodimensionali (segnali) o bidimensionali (immagini) POOL ACCESSIBILE MISURE SISTEMA FISIOLOGICO ? Produzione, trasporto, utilizzazione Masse negli organi e nei tessuti Controlli ...

6 ESEMPIO 1a: Modello per stimare QUANTO BENE L’INSULINA REGOLA IL GLUCOSIO (malattia del diabete)
Tessuti Fegato Glucosio Insulina Plasmatica Insulina Remota Equazioni differenziali che descrivono il sistema glucosio-insulina

7 (es. uso nella diagnosi della stenosi carotidea)
ESEMPIO 1b: Imaging con Risonanza Magnetica dell’emodinamica cerebrale per stimare flusso e volume del sangue nel cervello ANALISI MATEMATICA Mappa del Flusso Ematico Mappa del Volume Ematico IMMAGINE DI RISONANZA LIVELLO DI PIXEL (es. uso nella diagnosi della stenosi carotidea)

8 ESEMPIO 1c: Modelli biomeccanici per lo studio del movimento umano
Z X Y Z O Gi z x y Gi-O X Y O x y z o y(cosbx, cosby, cosbz) z(cosgx, cosgy, cosgz) x(cosax, cosay, cosaz) o (ox, oy, oz)

9 ESEMPIO 1d: Applicazione di modelli biomeccanici all’ottimizzazione del gesto sportivo
Variazione del Centro di Pressione al Sedile durante 10 pagaiate

10 COSA FA L’INGEGNERE BIOMEDICO
L’Ingegnere Biomedico opera all’interno del sistema sanitario, nel mondo della ricerca e della produzione e rappresenta una figura indispensabile per molti compiti ESEMPIO 2 SVILUPPO DI METODI DI ELABORAZIONE E TRATTAMENTO DI DATI, SEGNALI E IMMAGINI BIOLOGICHE E MEDICHE

11 Elettroencefalogramma (es. diagnosi epilessia)
SVILUPPO DI METODI DI ELABORAZIONE E TRATTAMENTO DI DATI, SEGNALI E IMMAGINI BIOLOGICHE E MEDICHE ESEMPIO 2a: Analisi di segnali (elettroencefalografici, elettrocardiografici, elettromiografici, ...) o immagini per diagnosi Elettroencefalogramma (es. diagnosi epilessia)

12 Elettrocardiogramma (es. diagnosi aritmie)
Elettromiogramma (es. diagnosi neuropatie)

13 ESEMPIO 2b: identificazione automatizzata dei contorni cellulari nell’endotelio corneale per valutare l’utilizzabilita’ per trapianto. ESEMPIO 2c: analisi di fotografie della retina ottenuta con fundus camera per diagnosticare retinopatie in modo automatizzato.

14 ESEMPIO 2d: Capire quali geni si esprimono e come interagiscono tra loro in varie situazioni sfruttando dati di microarray di dna (BIOINFORMATICA) Studio in vitro di cellule muscolari (incubate in insulina), con un campionamento ogni 10 minuti ... 20 40 60 80 min livello espressione GRa4 nestin GAD65 10 GENE NETWORK Analisi delle sequenze temporali del livello di espressione dei vari geni

15 COSA FA L’INGEGNERE BIOMEDICO
L’Ingegnere Biomedico opera all’interno del sistema sanitario, nel mondo della ricerca e della produzione e rappresenta una figura indispensabile per molti compiti ESEMPIO 3 SVILUPPARE STRUMENTAZIONE E DISPOSITIVI DIAGNOSTICI E TERAPEUTICI A TECNOLOGIA AVANZATA

16 ESEMPIO 3a: strumentazione di misura per elettrocardiografia
ESEMPIO 3b: pacemaker per il controllo della pulsatilita’ cardiaca

17 ESEMPIO 3c: robot per uso in interventi chirurgici

18 COSA FA L’INGEGNERE BIOMEDICO
L’Ingegnere Biomedico opera all’interno del sistema sanitario, nel mondo della ricerca e della produzione e rappresenta una figura indispensabile per molti compiti ESEMPIO 4 SVILUPPARE TECNOLOGIE PER LA DISABILITA’, PROTESI E ORGANI ARTIFICIALI

19 ESEMPIO 4a: Impianto cocleare (“orecchio bionico”) per sordi profondi

20 ESEMPIO 4b: Protesi dentali
filling 93% filling 100% filling 96% filling 95% Modello virtuale solido e numerico di un sistema implantare multiplo

21 ESEMPIO 4c: Ginocchio artificiale
Radiografia e illustrazione di un'articolazione sana. Radiografia e immagine di articolazione affetta da artrosi.

22 COSA FA L’INGEGNERE BIOMEDICO
L’Ingegnere Biomedico opera all’interno del sistema sanitario, nel mondo della ricerca e della produzione e rappresenta una figura indispensabile per molti compiti ESEMPIO 5 STUDIO DI BIOMATERIALI E INGEGNERIA DEI TESSUTI BIOLOGICI

23 ESEMPIO 5a: Sintesi di pelle artificiale per curare lesioni alla cute

24 COSA FA L’INGEGNERE BIOMEDICO
L’Ingegnere Biomedico opera all’interno del sistema sanitario, nel mondo della ricerca e della produzione e rappresenta una figura indispensabile per molti compiti ESEMPIO 6 SVILUPPO DI TECNOLOGIE DELL’INFORMATICA E DELLE TELECOMUNICAZIONI PER LA SANITA’

25 ESEMPIO 6a: gestione informatizzata di dati sanitari
Amministrazione Reparti Accettazione Laboratori analisi Radiologia PACS Rete Locale (LAN) Elaboratore centrale

26 Sistema di telecomunicazione
ESEMPIO 6b: sistemi di Telemedicina Centro clinico Casa Paziente Medici Paziente Medical Unit Patient Unit Strumento di misura Sistema di telecomunicazione Protocollo terapia Dati del paziente

27 LAUREE IN INGEGNERIA BIOMEDICA IN ITALIA

28 12 LAUREE TRIENNALI ATTUALMENTE ATTIVE
Politecnico di MILANO " " " " " PAVIA " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " PADOVA " " Politecnico di TORINO " " " " " " " " " " " " " " " BOLOGNA GENOVA " " " " " " " " " " " " " " " " PISA " " " " Politecnico delle Marche - ANCONA " " " " " " " " " " " " " " Università Campus Biomedico - ROMA " " " " " " " " " " " " NAPOLI " " " " " " " " " " " " CAGLIARI " " " CATANZARO " " " " " " " " " " " " " " " Inoltre, Indirizzo “Ingegneria Biomedica” in: Laurea in Ingegneria Elettronica a TRIESTE Lauree in Ingegneria Elettronica e Meccanica a FIRENZE

29 14 LAUREE SPECIALISTICHE ATTUALMENTE ATTIVE
Politecnico di MILANO " " " " " " " TRIESTE PAVIA " " " " " " " " " " " " " " " " " " " PADOVA " " " Politecnico di TORINO " " " " " " " " " " " " " BOLOGNA " " GENOVA " " " " " " " " " FIRENZE " " " " " " " " PISA " " " " Politecnico delle Marche - ANCONA " " " Università Tor Vergata - ROMA Università La Sapienza - ROMA Università Campus Biomedico - ROMA " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " NAPOLI " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "

30 PERCHE’ A PADOVA

31 Diploma in Ingegneria Biomedica dal 1994/95 al 2002/2003
NOTE STORICHE 1968: Corso di “Elettronica Biomedica”, primo dell’area Bioingegneria in Italia, presso la Facoltà di Ingegneria dell’Università Padova (titolare Prof. G.Francini) 1968: Laboratorio di Elettronica Biomedica presso il Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) di Padova Indirizzo in Ingegneria Biomedica nella Laurea in Ingegneria Elettronica dal 1992/93 Diploma in Ingegneria Biomedica dal 1994/95 al 2002/2003 Dottorato di Ricerca in Bioingegneria dal 1984

32 SITUAZIONE ATTUALE A PADOVA: TRE LIVELLI DI FORMAZIONE
SCUOLA DI DOTTORATO IN INGEGNERIA DELL’INFORMAZIONE (ind. BIOINGEGNERIA) LAUREA TRIENNALE IN INGEGNERIA BIOMEDICA LAUREA SPECIALISTICA IN BIOINGEGNERIA Laurea Triennale in Ingegneria Biomedica dal 2001/02 (85 iscritti nel 01/02, 109 nel 02/03, 127 nel 03/04, 138 nel 04/05, 158 nel 05/06) Laurea Specialistica in Bioingegneria (+2) dal 2004/05 (35 iscritti nel 04/05, 60 nel 05/06) Scuola di Dottorato di Ricerca in Ingegneria dell’Informazione - indirizzo Bioingegneria (3 anni) dal 2004/05

33 LAUREA TRIENNALE IN INGEGNERIA BIOMEDICA: PIANO DI STUDI
II° ANNO ELETTROTECNICA SEGNALI E SISTEMI FONDAMENTI DI ELETTRONICA FOND.INF.2 e ARCH. ELABORATORI MECCANICA E DINAMICA FLUIDI FONDAMENTI DI AUTOMATICA BIOMATERIALI INGLESE (VERIFICA) I° ANNO MATEMATICA A FONDAMENTI DI INFORMATICA 1 MATEMATICA B FISICA 1 FISICA 2 MATEMATICA C CHIMICA PER BIOINGEGNERIA

34 LAUREA TRIENNALE IN INGEGNERIA BIOMEDICA: PIANO DI STUDI
III° ANNO Corsi obbligatori MISURE ELETTRONICHE BIOMECCANICA BIOLOGIA E FISIOLOGIA MODELLI E CONTROLLO DI SISTEMI BIOLOGICI STRUMENTAZIONE BIOMEDICA ECONOMIA ED ORG. AZIENDALE Due corsi a scelta tra: Elab. dati, segnali e immagini biomed. Meccanica dei tessuti biologici Bioingegneria Meccanica Misure Compatibilità EM e Sicur. Elettrica Dati e Algoritmi Elettronica Digitale Fondamenti di Comunicazioni Economia e Organizzazione Aziendale 2 TIROCINIO PROVA FINALE NB. Dal 1994 ad oggi, oltre una cinquantina di aziende/industrie private e ASL della zona hanno stipulato convenzioni con l’Università di Padova per lo svolgimento dei tirocini di studenti.

35 LAUREA SPECIALISTICA IN BIOINGEGNERIA: PIANO DI STUDI
I° ANNO Corsi obbligatori BIOMATERIALI 2 INFORMATICA SANITARIA BIOINGEGNERIA CELLULARE BIOINGEGNERIA DEL MOVIMENTO STRUMENTAZIONE BIOMEDICA 2 Un corso obbligatorio a scelta tra Fisica matematica Analisi reale e complessa Corsi a scelta Dati ed algoritmi 2 Elettronica Digitale Fondamenti di Comunicazioni Ricerca Operativa II° ANNO Corsi a scelta Analisi di Dati Biologici Bioelettromagnetismo Bioimmagini Bioingegneria per la genomica Informatica e biologia computazionale Neuroingegneria TESI DI LAUREA SPECIALISTICA Corsi obbligatori MODELLI E CONTR. DI SISTEMI BIOL. 2 ELABORAZIONE DI SEGNALI BIOLOGICI BIOMECCANICA COMPUTAZIONALE

36 SCUOLA DI DOTTORATO IN INGEGNERIA DELL’INFORMAZIONE – indirizzo BIOINGEGNERIA
Il corso intende formare ricercatori di alta qualificazione, in grado di operare da soli o in collaborazione con medici, biologi, fisici ecc. sia all'interno di Università ed enti pubblici di ricerca, che nell'ambito del Servizio Sanitario Nazionale e in imprese di produzione e servizio. Il corso è triennale e comprende insegnamenti e seminari specialistici tenuti presso l'Università di Padova oppure presso Università estere dove gli studenti possono trascorrere parte del loro corso di dottorato. In particolare, agli studenti viene offerta la possibilità di partecipare al programma di dottorato in cotutela con la City University di Londra.

37 RICERCA IN BIOINGEGNERIA A PADOVA

38 Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione
Dipartimento di Costruzioni e Trasporti Dipartimento di Processi Chimici dell'Ingegneria Dipartimento di Innovazione Meccanica e Gestionale Dipartimento di Ingegneria Meccanica DIPARTIMENTI UNIVERSITARI ALTRI ISTITUTI Istituto di Ingegneria Biomedica, CNR

39 EVENTI PERIODICI A PADOVA: BIONOVA
SITO DELL’EDIZIONE 2005 Prossima edizione: aprile 2007

40 RICERCA IN BIOINGEGNERIA IN ITALIA

41 EVENTI ANNUALI: SCUOLA DI BIOINGEGNERIA A BRESSANONE (BZ)
1982 METODI DI ANALISI DEI SISTEMI NEUROSENSORIALI 1983 IL CALCOLATORE NELLA PRATICA CLINICA 1984 BIOMATERIALI: DALLA RICERCA DI BASE ALL’APPLICAZIONE CLINICA 1985 BIOINGEGNERIA EIDETICA 1986 BIOINGEGNERIA DEL SISTEMA CARDIOVASCOLARE 1987 BIOINGEGNERIA DELLA RIABILITAZIONE 1988 LA STRUTTURAZIONE DEL SAPERE BIOMEDICO 1989 BIOINGEGNERIA CELLULARE E MOLECOLARE 1990 BIOINGEGNERIA DEGLI ORAGNI ARTIFICIALI 1991 NEUROSCIENZE E SCIENZE DELL'ARTIFICIALE 1992 BIOELETTRONICA E NANOTECNOLOGIE PER LA BIOINGEGNERIA 1993 BIOSISTEMI E COMPLESSITA‘ 1994 TECNOLOGIE BIOMEDICHE E SANITARIE 1995 PROTESI E AUSILI PER LA COMUNICAZIONE 1996 I SISTEMI INFORMATIVI SANITARI 1997 MECCANICA DEI TESSUTI BIOLOGICI 1998 BIOINGEGNERIA DEI SISTEMI METABOLICI 1999 TECNOLOGIE E METODOLOGIE PER LE IMMAGINI FUNZIONALI 2000 ANALISI E MODIFICA DI BIOMOLECOLE E CELLULE 2001 BIOINGEGNERIA DEL SISTEMA RESPIRATORIO 2002 INGEGNERIA DEI TESSUTI BIOLOGICI 2003 BIOINGEGNERIA DELLA POSTURA E DEL MOVIMENTO TECNICHE AVANZATE DI ANALISI DI SEGNALI BIOMEDICI BIOMATERIALI: DAGLI IMPIANTI PROTESICI ALLA MEDICINA RIGENERATIVA NEURO-ROBOTICA: LA FUSIONE DI NEUROSCIENZE E ROBOTICA PER LO SVILUPPO DI MACCHINE INTELLIGENTI Periodo: fine settembre