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1 LAUREA IN INGEGNERIA BIOMEDICA

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Presentazione sul tema: "1 LAUREA IN INGEGNERIA BIOMEDICA"— Transcript della presentazione:

1 1 LAUREA IN INGEGNERIA BIOMEDICA

2 2 La biologia e' il nuovo paradigma dell'ingegneria come lo sono stati, nel recente passato, l'elettronica e l'informatica. INGEGNERIA BIOMEDICA La Bioingegneria e' dunque fortemente interdisciplinare e rivolta al mondo dell'ingegneria, della biologia e della medicina. LIngegneria Biomedica o Bioingegneria è una disciplina che, mediante lintegrazione 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

3 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 4 LIngegnere Biomedico opera allinterno del sistema sanitario, nel mondo della ricerca e della produzione e rappresenta una figura indispensabile per molti compiti COSA FA LINGEGNERE BIOMEDICO ESEMPIO 1 STUDIARE SISTEMI BIOLOGICI MEDIANTE LUSO DI METODI E MODELLI FISICO-MATEMATICI

5 5 STUDIO DI SISTEMI BIOLOGICI MEDIANTE LUSO DI METODI E MODELLI FISICO-MATEMATICI POOL ACCESSIBILE MISURE SISTEMA FISIOLOGICO ? Produzione, trasporto, utilizzazione Masse negli organi e nei tessuti Controlli... 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)

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

7 7 ESEMPIO 1b: Imaging con Risonanza Magnetica dellemodinamica 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 8 ESEMPIO 1c: Modelli biomeccanici per lo studio del movimento umano X Y Z O Gi z x y Gi-O y(cos x, cos y, cos z ) z(cos x, cos y, cos z ) x(cos x, cos y, cos z ) o (o x, o y, o z ) Z X Y O x y z o

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

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

11 11 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 12 Elettromiogramma (es. diagnosi neuropatie) Elettrocardiogramma (es. diagnosi aritmie)

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

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

15 15 LIngegnere Biomedico opera allinterno del sistema sanitario, nel mondo della ricerca e della produzione e rappresenta una figura indispensabile per molti compiti COSA FA LINGEGNERE BIOMEDICO ESEMPIO 3 SVILUPPARE STRUMENTAZIONE E DISPOSITIVI DIAGNOSTICI E TERAPEUTICI A TECNOLOGIA AVANZATA

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

17 17 ESEMPIO 3c: robot per uso in interventi chirurgici

18 18 LIngegnere Biomedico opera allinterno del sistema sanitario, nel mondo della ricerca e della produzione e rappresenta una figura indispensabile per molti compiti COSA FA LINGEGNERE BIOMEDICO ESEMPIO 4 SVILUPPARE TECNOLOGIE PER LA DISABILITA, PROTESI E ORGANI ARTIFICIALI

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

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

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

22 22 LIngegnere Biomedico opera allinterno del sistema sanitario, nel mondo della ricerca e della produzione e rappresenta una figura indispensabile per molti compiti COSA FA LINGEGNERE BIOMEDICO ESEMPIO 5 STUDIO DI BIOMATERIALI E INGEGNERIA DEI TESSUTI BIOLOGICI

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

24 24 LIngegnere Biomedico opera allinterno del sistema sanitario, nel mondo della ricerca e della produzione e rappresenta una figura indispensabile per molti compiti COSA FA LINGEGNERE BIOMEDICO ESEMPIO 6 SVILUPPO DI TECNOLOGIE DELLINFORMATICA E DELLE TELECOMUNICAZIONI PER LA SANITA

25 25 Amministrazione Reparti Accettazione Laboratorianalisi Radiologia PACS Rete Locale (LAN) Elaboratorecentrale ESEMPIO 6a: gestione informatizzata di dati sanitari

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

27 27 LAUREE IN INGEGNERIA BIOMEDICA IN ITALIA

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

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

30 30 PERCHE A PADOVA

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

32 32 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 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) Laurea Specialistica in Bioingegneria (+2) dal 2004/05 (35 iscritti nel 04/05, 60 nel 05/06) Scuola di Dottorato di Ricerca in Ingegneria dellInformazione - indirizzo Bioingegneria (3 anni) dal 2004/05 Scuola di Dottorato di Ricerca in Ingegneria dellInformazione - indirizzo Bioingegneria (3 anni) dal 2004/05 SITUAZIONE ATTUALE A PADOVA: TRE LIVELLI DI FORMAZIONE LAUREA TRIENNALE IN INGEGNERIA BIOMEDICA LAUREA SPECIALISTICA IN BIOINGEGNERIA SCUOLA DI DOTTORATO IN INGEGNERIA DELLINFORMAZIONE (ind. BIOINGEGNERIA)

33 33 LAUREA TRIENNALE IN INGEGNERIA BIOMEDICA: PIANO DI STUDI I° ANNO MATEMATICA A FONDAMENTI DI INFORMATICA 1 MATEMATICA B FISICA 1 FISICA 2 MATEMATICA C CHIMICA PER BIOINGEGNERIA 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)

34 34 III° ANNO 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 NB. Dal 1994 ad oggi, oltre una cinquantina di aziende/industrie private e ASL della zona hanno stipulato convenzioni con lUniversità di Padova per lo svolgimento dei tirocini di studenti. TIROCINIO PROVA FINALE LAUREA TRIENNALE IN INGEGNERIA BIOMEDICA: PIANO DI STUDI Corsi obbligatori MISURE ELETTRONICHE BIOMECCANICA BIOLOGIA E FISIOLOGIA MODELLI E CONTROLLO DI SISTEMI BIOLOGICI STRUMENTAZIONE BIOMEDICA ECONOMIA ED ORG. AZIENDALE

35 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 BioelettromagnetismoBioimmagini 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 36 SCUOLA DI DOTTORATO IN INGEGNERIA DELLINFORMAZIONE – 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 37 RICERCA IN BIOINGEGNERIA A PADOVA

38 38 Dipartimento di Ingegneria dellInformazione 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 39 EVENTI PERIODICI A PADOVA: BIONOVA SITO DELLEDIZIONE 2005 Prossima edizione: aprile 2007

40 40 RICERCA IN BIOINGEGNERIA IN ITALIA

41 41 EVENTI ANNUALI: SCUOLA DI BIOINGEGNERIA A BRESSANONE (BZ) 1982METODI DI ANALISI DEI SISTEMI NEUROSENSORIALI 1983IL CALCOLATORE NELLA PRATICA CLINICA 1984BIOMATERIALI: DALLA RICERCA DI BASE ALLAPPLICAZIONE CLINICA 1985BIOINGEGNERIA EIDETICA 1986BIOINGEGNERIA DEL SISTEMA CARDIOVASCOLARE 1987BIOINGEGNERIA DELLA RIABILITAZIONE 1988LA STRUTTURAZIONE DEL SAPERE BIOMEDICO 1989BIOINGEGNERIA CELLULARE E MOLECOLARE 1990BIOINGEGNERIA DEGLI ORAGNI ARTIFICIALI 1991NEUROSCIENZE E SCIENZE DELL'ARTIFICIALE 1992BIOELETTRONICA E NANOTECNOLOGIE PER LA BIOINGEGNERIA 1993BIOSISTEMI E COMPLESSITA 1994TECNOLOGIE BIOMEDICHE E SANITARIE 1995PROTESI E AUSILI PER LA COMUNICAZIONE 1996I SISTEMI INFORMATIVI SANITARI 1997MECCANICA DEI TESSUTI BIOLOGICI 1998BIOINGEGNERIA DEI SISTEMI METABOLICI 1999TECNOLOGIE E METODOLOGIE PER LE IMMAGINI FUNZIONALI 2000ANALISI E MODIFICA DI BIOMOLECOLE E CELLULE 2001BIOINGEGNERIA DEL SISTEMA RESPIRATORIO 2002INGEGNERIA DEI TESSUTI BIOLOGICI 2003BIOINGEGNERIA DELLA POSTURA E DEL MOVIMENTO 2004TECNICHE AVANZATE DI ANALISI DI SEGNALI BIOMEDICI 2005BIOMATERIALI: DAGLI IMPIANTI PROTESICI ALLA MEDICINA RIGENERATIVA 2006NEURO-ROBOTICA: LA FUSIONE DI NEUROSCIENZE E ROBOTICA PER LO SVILUPPO DI MACCHINE INTELLIGENTI Periodo: fine settembre


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