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STRUMENTAZIONE BIOMEDICA

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Biomedical Instrumentation

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Anno accademico 2015/2016

Codice dell'attività didattica
MED3181
Docenti
Prof. Roberto SACCHI (Docente Responsabile del Corso Integrato)
Dott. Sonia COSTANTINO (Docente Titolare dell'insegnamento)
Prof. Valentina GIANNINI (Docente Titolare dell'insegnamento)
Dott. Federico GUY (Docente Titolare dell'insegnamento)
Corso di studi
[f007-c316] laurea i^ liv. in tecniche audioprotesiche (ab.pr.san.audioprot.) - a torino
Anno
1° anno
Tipologia
--- Nuovo Ordinamento ---
Crediti/Valenza
7
SSD dell'attività didattica
FIS/07 - fisica applicata (a beni culturali, ambientali, biologia e medicina)
ING-INF/06 - bioingegneria elettronica e informatica
ING-INF/07 - misure elettriche ed elettroniche
MED/50 - scienze tecniche mediche applicate
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Obbligatoria
Tipologia d'esame
Scritto ed orale
Prerequisiti
Nessuno
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

L’insegnamento si propone di introdurre lo studente alle problematiche di  utilizzo della strumentazione elettronica per impieghi biomedici e della tecnologia delle misurazioni elettriche ed elettroniche. Dovrà essere in grado di determinare le prestazioni e l'affidabilità di un dispositivo, valutare un dispositivo in termini di costi/benefici, effettuare una verifica sulla sicurezza elettrica di un dispositivo, definire le specifiche funzionali e tecniche di un dispositivo. Verrà inoltre approfondita la fisica acustica e verranno  illustrate le metodiche soggettive ed oggettive per l'effettuazione dei test audiometrici liminari, sopraliminari, vocali, impedenzometrici.

The course aims to introduce students to the problems of use of electronic instrumentation for biomedical use and technology of electric and electronic measurements. Must be able to determine the performance and reliability of a device, evaluating a device in terms of cost / benefit, to perform a check on the electrical safety of a device, define the functional and technical specifications of a device. Will also deepen physical acoustics and will explain the subjective and objective methods for carrying out the hearing tests (pure tone audiometry, speech audiometry, impedance audiometry -  tympanometry and acoustic reflex).

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Risultati dell'apprendimento attesi

Gli studenti devono raggiungere gli obiettivi formativi previsti per l’insegnamento.

Students must achieve educational targets specified in teaching.

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Modalità di insegnamento

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Modalità di verifica dell'apprendimento

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Attività di supporto

PROGRAMMA DELLE ESERCITAZIONI: Verranno simulate varie situazioni di interesse audiometrico tra gli studenti, presentati casi clinici avvalendosi delle cartelle audiometriche e di materiale audiovisivo.

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Programma

Fisica applicata 2. Proprietà di logaritmi ed esponenziali. Moto armonico semplice. Oscillatore armonico semplice. Oscillatore smorzato. Oscillatore forzato e risonanza. Cavità acustiche. Oscillatori accoppiati. Generalità sulle onde. Onde semplici, principio di sovrapposizione. Legge del quadrato della distanza. Interferenza e battimenti. Onde stazionarie. Onde acustiche. Effetto doppler. Riflessione e rifrazione, diffrazione. Il suono e le sue caratteristiche. Pressione efficace e impedenza acustica. Orecchio medio. Livello di pressione e intensità. Acuità uditiva e curve isofoniche.
Misure elettriche ed elettroniche. Definizione dei seguenti termini: elettrico, elettronico, elettricità, circuito elettrico, dispositivo elettronico, circuito elettronico. Definizione di corrente elettrica. Leggi di Ohm. Definizioni di rete elettrica, generatore ideale di tensione, generatore reale di tensione, resistenza e resistore. Elementi in serie e in parallelo; Principi di Kirchhoff e loro applicazione; Partitore di tensione e partitore di corrente;  Capacità elettrica e condensatori;  Carica e scarica di un condensatore. Andamenti temporali di tensione e corrente in un circuito RC. Condensatori in serie e in parallelo. Legame tra i fenomeni elettrici e i fenomeni magnetici;  Induzione magnetica e legge di Faraday;  Induttanza;  Carica e scarica di un induttore. Andamenti temporali di tensione e corrente in un circuito RL. Corrente alternata: frequenza, ampiezza, fase. Concetto di impedenza. Impedenza di una resistenza, di un induttore, di un condensatore. Energia e potenza dissipata da un circuito. Legge di Joule.  Generalità sulle misure e sugli strumenti di misura; Caratteristiche di uno strumento di misura. Tipi di errori. Materiali semiconduttori intrinseci e drogati. Giunzione PN e funzionamento del diodo. Circuiti raddrizzatori a singola e a doppia semionda. Struttura e funzionamento del transistor. Funzionamento come amplificatore e come raddrizzatore. Amplificatori operazionali. Principio di funzionamento. Funzionamento ad anello aperto e in configurazione retrazionata come amplificatore invertente e come amplificatore non invertente. Analogico e digitale: definizioni; Strumenti di misura analogici e strumenti di misura digitali. Conversione analogico digitale e definizione del passo di discretizzazione. Il campionamento. Frequenza di campionamento. Teorema di Shannon.
Bioingegneria elettronica e informatica. Problematiche associate all’uso di strumentazione biomedica. Caratteristiche dei segnali biomedici. Filtraggi. Elaborazioni dei segnali biomedici nel dominio del tempo e della frequenza. Metodi per l’analisi computerizzata di dati biomedici. Problematiche legate all’uso di software medicali.
Scienze audioprotesiche 2. Introduzione: Definizione ed applicazioni dell'audiometria. Anamnesi audiologica di base dell'adulto e del bambini e cenni di otoscopia
Audiometria: Audiogramma clinico ed esame audiometrico. Perdite quali-quantitative, disturbi uditivi e classificazione delle ipoacusie. Tecnica di mascheramento. Acufeni ed acufenometria. Audiometria vocale e test correlati. Prove di simulazione. Protesi acustica, protesizzazione e fornitura protesica. Casi clinici di interesse generale. Cenni di audiologia infantile in età scolare.

Applied physics 2. Properties of logarithms and exponentials. Simple harmonic motion. Simple harmonic oscillator. Damped oscillator. Driven oscillator and resonance. Acoustic cavity. Coupled oscillators. General information on the waves. Simple waves, superposition principle. Law of the square of the distance. Interference and beats. Standing waves. Acoustic waves. Doppler effect. Reflection and refraction, diffraction. The sound and its characteristics. Effective pressure and acoustic impedance. Middle ear. Pressure level and intensity. Auditory acuity and equal loudness curves.
Electrical and electronic measurements. Definition of: electric, electronic, electricity, electric circuit, electronic device, electronic circuit; Electric current;  Ohm’s laws;  Voltage, current, resistance; Series and parallel circuits; Kirchhoff’s laws and their applications;  Voltage divider and current divider; Capacitance and capacitors; Capacitor charge and discharge. RC circuit transient response - Voltage and current calculations; Series and parallel capacitors; Magnetism and electromagnetism; Faraday’s law; Inductance - Series and parallel inductors; Inductor charge and discharge. RL circuit transient response - Voltage and current calculations; Alternating current, frequency, amplitude and phase; Impedance; Energy and power dissipated in a circuit. Joule’s law. Measurements and measure instruments- Their characteristics; Basic information about error theory; Solid state device theory ; P-N junction and diodes; Transistor. Transistor as an amplifier;  Operational amplifier. How they work. Inverting amplifier and non-inverting amplifier.
Analog and digital – definitions; Analog and digital measurement instruments. A/D conversion;  Sampling theory. Sampling frequency. Shannon’s theorem.
Electronic bioengineering and computer science. Biomedical instrumentation management and criteria for a safe and correct use. Biomedical signals characteristics. Filtering methods. Biomedical signal processing both in time and frequency domain. Methods for computerized biomedical data analysis. Medical software.
Hearing aid science and technology 2. Introduction: Definition and applicationd of audiometry. The anamnesis of audiological basis of the adult and child and nods of otoscope.
Audiometer: Audiogram clinical and audiometric test. Quantitative loss, hearing disorders and the classification of hearing loss. Masking technique. Tinnitus and acufenometria. Speech audiometry and related texts. Simulation test. Hearing aids, prostheses and prosthetic supply. Clinical cases of general interest. Outline of infantil audiology.

Testi consigliati e bibliografia

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Sono possibili aggiornamenti all'inizio dell'anno accademico.

Appunti e dispense fornite dal docente.



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Note

II SEMESTRE

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Moduli didattici

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Ultimo aggiornamento: 29/02/2016 12:21
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