L'insegnamento ha come obiettivo fornire le conoscenze base relative al panorama normativo europeo, ai principali aspetti di sicurezza elettrica in ambito ospedaliero, alle metodiche ed ai problemi tipici del prelievo di biopotenziali ed ai principi di funzionamento e di corretta gestione dei principali tipi di apparecchi elettromedicali di tipo diagnostico e terapeutico.

Al termine del corso lo studente dovrà essere in grado di valutare il livello di rischio al quale pazienti ed operatori sono esposti a causa dell’uso di strumentazione biomedica ed individuare le misure di prevenzione e protezione in grado di contenerlo; inoltre, per tutte le tipologie di apparecchi elettromedicali considerate, lo studente dovrà conoscere i principi di funzionamento, il grado di evoluzione tecnologica, i rischi specifici associati all’apparecchio considerato e le misure di prevenzione e protezione in grado di contenerli. Lo studente dovrà inoltre essere in grado di affrontare una prima fase di progettazione a blocchi della strumentazione trattata tenendo conto degli aspetti funzionali e di sicurezza applicabili. Infine, lo studente conoscerà il panorama normativo europeo e le norme generali, collaterali e particolari relative alla strumentazione trattata.

Lo studente deve avere una buona conoscenza degli argomenti trattati nei corsi di fisica, elettrotecnica, elettronica e fisiologia con elementi di anatomia umana.

- Il panorama normativo europeo: direttiva dispositivi medici 93/42, 47/2007, IEC601-1 (cenni), collaterali e particolari. - Sicurezza elettrica in ambito ospedaliero: suddivisione degli apparecchi elettromedicali in classi e tipi (I, II, III, B, BF, CF); macroshock per contatto diretto ed indiretto, interruttore magnetotermico, interruttore differenziale, impianto di messa a terra; microshock, nodo equipotenziale, uso di strumentazione di tipo CF. - Prelievo di biopotenziali: caratteristiche del front-end, interferenza di rete (CMRR finito, asimmetria elettrodi, accoppiamenti capacitivi), scelta dei valori desiderati di resistenza di ingresso e CMRR. Una generica catena di amplificazione per biopotenziali. - Il segnale elettrocardiografico: cenni di elettrofisiologia cardiaca, il ciclo elettrocardiografico e sua suddivisione, derivazioni agli arti, aumentate e toraciche. Gli artefatti tipici dell’elettrocardiografia. Esempio di catena di amplificazione ECG. Elettrocardiografia dinamica (Holter): problematiche tecnologiche ed utilità clinica. - Il segnale elettroencefalografico: generazione del segnale e sue caratteristiche, suddivisione in bande. Utilità clinica del segnale EEG. sistemi di elettrodi (il sistema 10-20), sistemi di elettrodi per EEG ad alta risoluzione. Gli artefatti tipici dell’elettroencefalografia: esempi di tracciati corrotti dai diversi tipi di artefatti. Catena di amplificazione del segnale EEG. Cenni all’interpretazione del segnale EEG. Analisi nel dominio delle frequenze. Cenni alla soluzione del problema inverso per la localizzazione delle sorgenti. - Potenziali evocati somatosensoriali, visivi ed uditivi: metodi di eccitazione e prelievo, cenni alla tecnica dell’averaging. - Lampade scialitiche: le diverse tipologie di lampade scialitiche, costituzione, rischi associati all’uso delle lampade scialitiche. La norma particolare specifica. Manutenzione e verifiche preventive. - Apparecchi per elettrochirurgia: principi di funzionamento, evoluzione dello stadio di uscita e rischi legati all’uso dello strumento, monitor paziente e monitor di elettrodo. Un moderno elettrobisturi: analisi delle prestazioni. Elettrobisturi utilizzati in chirurgia mini-invasiva:problematiche e soluzioni. La norma particolare specifica e le linee guida. Manutenzione e verifiche periodiche. - Defibrillatore – cardioversore: principi di funzionamento, dimensionamento del circuito di scarica, monitoraggio dell’energia ceduta. La norma particolare specifica e le linee guida. Manutenzione e verifiche periodiche. - Pompe di infusione: principi di funzionamento, le diverse tipologie di pompa di infusione. La norma particolare specifica. Manutenzione e verifiche periodiche. - Preparatori per emodialisi: principi di funzionamento e problematiche specifiche. I principali rischi per operatori e pazienti. Costituzione di un preparatore “tipo”. La norma particolare specifica. Sistemi di allarme e sicurezza. Manutenzione e verifiche periodiche.

L'insegnamento è articolato in lezioni frontali ed esercitazioni di calcolo in aula. Le lezioni frontali costituiscono circa i due terzi del corso le esercitazioni il terzo rimanente.

I docenti metteranno a disposizione degli studenti il materiale presentato a lezione e durante le esercitazioni in aula ed eventuale altro materiale per approfondimenti. Parte del programma è contenuto nella dispensa: Bioingegneria elettronica e sicurezza, Prof. Marco Knaflitz, edita da Levrotto & Bella.

Modalità di esame: Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;

La prova d'esame intende verificare l’apprendimento da parte dello studente delle nozioni teoriche presentate durante il corso, la capacità di elaborarle in modo critico e la capacità degli studenti di svolgere esercizi di calcolo. Gli esercizi proposti durante l’esame sono simili a quelli trattati durante le esercitazioni, con possibili varianti tese a verificare la capacità dello studente di adattare quanto appreso alla soluzione di problemi differenti da quelli visti in aula. L'esame comprende una prima parte consistente in quindici domande a risposta guidata ed una seconda parte consistente in cinque domande a risposta numerica aperta. Le due parti si terranno nella stessa giornata. La prima parte ha la durata di 15 minuti. Per ogni domanda sono presentate cinque possibili risposte delle quali una sola è corretta. Lo studente potrà selezionare la risposta che ritiene corretta o astenersi dal rispondere. Alla prima parte sono attribuiti 15 punti, ottenuti come segue: ogni risposta corretta incrementa il totale di 1 punto, ogni risposta errata comporta la sottrazione di 0,25 punti ed ogni risposta non data non è considerata. La votazione minima che lo studente deve ottenere è pari a 6,25 punti; lo studente che non raggiunge la soglia è riprovato. La seconda parte dell’esame ha la durata di 45 minuti. Le cinque domande consisteranno ognuna in un problema che dovrà essere risolto e del quale dovrà essere fornita la risposta in forma numerica. Sarà specificato nel testo il massimo errore tollerabile (assoluto o percentuale, a seconda dei casi) e, se il risultato non fosse un numero puro, l’unità di misura nella quale esprimerlo. Ogni risposta corretta varrà 3,6 punti ed ogni risposta errata o non data non sarà considerata (non c’è penalizzazione). Il punteggio massimo ottenibile è quindi pari a 18. La votazione finale sarà ottenuta sommando i punteggi riportati nella prima e seconda parte (sino a 15 punti per le domande a risposta guidata e sino a 18 punti per le domande a risposta numerica aperta). Il punteggio finale massimo ottenibile è quindi pari a 33: superando il punteggio di 30,5 allo studente sarà assegnata la lode. Nel corso della prova (entrambe le parti) non è consentita la consultazione di appunti, testi a stampa o qualunque altro materiale. È possibile usare unicamente la calcolatrice messa a disposizione dal sistema di proctoring. Nel caso in cui l’insegnamento sia parte di un insegnamento integrato, il voto finale è ottenuto mediando i voti non approssimati dei due moduli ed il risultato della media è approssimato all’intero più vicino. Se il voto così determinato è maggiore di 30,5 allo studente viene assegnata la lode.

Modalità di esame: Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;

La prova d'esame intende verificare l’apprendimento da parte dello studente delle nozioni teoriche presentate durante il corso, la capacità di elaborarle in modo critico e la capacità degli studenti di svolgere esercizi di calcolo. Gli esercizi proposti durante l’esame sono simili a quelli trattati durante le esercitazioni, con possibili varianti tese a verificare la capacità dello studente di adattare quanto appreso alla soluzione di problemi differenti da quelli visti in aula. L'esame comprende una prima parte consistente in quindici domande a risposta guidata ed una seconda parte consistente in cinque domande a risposta numerica aperta. Le due parti si terranno nella stessa giornata. La prima parte ha la durata di 15 minuti. Per ogni domanda sono presentate cinque possibili risposte delle quali una sola è corretta. Lo studente potrà selezionare la risposta che ritiene corretta o astenersi dal rispondere. Alla prima parte sono attribuiti 15 punti, ottenuti come segue: ogni risposta corretta incrementa il totale di 1 punto, ogni risposta errata comporta la sottrazione di 0,25 punti ed ogni risposta non data non è considerata. La votazione minima che lo studente deve ottenere è pari a 6,25 punti; lo studente che non raggiunge la soglia è riprovato. La seconda parte dell’esame ha la durata di 45 minuti. Le cinque domande consisteranno ognuna in un problema che dovrà essere risolto e del quale dovrà essere fornita la risposta in forma numerica. Sarà specificato nel testo il massimo errore tollerabile (assoluto o percentuale, a seconda dei casi) e, se il risultato non fosse un numero puro, l’unità di misura nella quale esprimerlo. Ogni risposta corretta varrà 3,6 punti ed ogni risposta errata o non data non sarà considerata (non c’è penalizzazione). Il punteggio massimo ottenibile è quindi pari a 18. La votazione finale sarà ottenuta sommando i punteggi riportati nella prima e seconda parte (sino a 15 punti per le domande a risposta guidata e sino a 18 punti per le domande a risposta numerica aperta). Il punteggio finale massimo ottenibile è quindi pari a 33: superando il punteggio di 30,5 allo studente sarà assegnata la lode. Nel corso della prova (entrambe le parti) non è consentita la consultazione di appunti, testi a stampa o qualunque altro materiale. È possibile usare unicamente la calcolatrice messa a disposizione dal sistema di proctoring. Nel caso in cui l’insegnamento sia parte di un insegnamento integrato, il voto finale è ottenuto mediando i voti non approssimati dei due moduli ed il risultato della media è approssimato all’intero più vicino. Se il voto così determinato è maggiore di 30,5 allo studente viene assegnata la lode.