Servizi per la didattica
PORTALE DELLA DIDATTICA
01NZRMV
A.A. 2019/20
Biomeccanica e biodinamica sperimentale/Biomeccanica del sistema cardiovascolare (Biomeccanica del sistema cardiovascolare)
L'insegnamento, obbligatorio per tutti gli studenti che scelgono l'indirizzo Bioingegneria industriale,si compone di due moduli: Biomeccanica e biodinamica sperimentale e Biomeccanica del sistema cardiovascolare Biomeccanica e biodinamica sperimentale il modulo ha il fine di presentare le principali metodologie sperimentali in campo biomeccanico con riferimento alla scelta dei sensori, all¿impostazione della strumentazione di acquisizione e all¿analisi dei dati sperimentali. Particolare attenzione viene rivolta all¿analisi tensionale e/o deformativa con riferimento alla caratterizzazione di protesi ortopediche ed alle misure di accelerazione sul corpo umano in senso lato. Vengono proposte, come esempi, applicazioni riguardanti il campo della ricerca, l'ambito clinico, l'ambito dello sport e della medicina del lavoro; vengono organizzate esercitazioni pratiche sul campo e in laboratorio. Biomeccanica del sistema cardiovascolare Il modulo ha il fine di presentare le tecniche correntemente utilizzate in ambito cardiovascolare per lo studio di fenomeni bio-fluidodinamici e biomeccanici di interesse per la fisiopatologia cardiovascolare, la chirurgia e i dispositivi biomedici impiantabili. Esso ha lo scopo di fornire gli strumenti teorici, numerici e sperimentali per la descrizione e la comprensione dei fenomeni fluidodinamici che avvengono nel sistema circolatorio (grandi vasi arteriosi, vene, microcircolazione), e nei principali dispositivi biomedici.
Biomeccanica e biodinamica sperimentale/Biomeccanica del sistema cardiovascolare (Biomeccanica e biodinamica sperimentale)
L'insegnamento, obbligatorio per tutti gli studenti che scelgono l'indirizzo Bioingegneria industriale,si compone di due moduli: Biomeccanica e biodinamica sperimentale e Biomeccanica del sistema cardiovascolare Biomeccanica e biodinamica sperimentale il modulo ha il fine di presentare le principali metodologie sperimentali in campo biomeccanico con riferimento alla scelta dei sensori, all¿impostazione della strumentazione di acquisizione e all¿analisi dei dati sperimentali. Particolare attenzione viene rivolta all¿analisi tensionale e/o deformativa con riferimento alla caratterizzazione di protesi ortopediche ed alle misure di accelerazione sul corpo umano in senso lato. Vengono proposte, come esempi, applicazioni riguardanti il campo della ricerca, l¿ambito clinico, l¿ambito dello sport e della medicina del lavoro; vengono organizzate esercitazioni pratiche sul campo e in laboratorio. Biomeccanica del sistema cardiovascolare Il modulo ha il fine di presentare le tecniche correntemente utilizzate in ambito cardiovascolare per lo studio di fenomeni bio-fluidodinamici e biomeccanici di interesse per la fisiopatologia cardiovascolare, la chirurgia e i dispositivi biomedici impiantabili. Esso ha lo scopo di fornire gli strumenti teorici, numerici e sperimentali per la descrizione e la comprensione dei fenomeni fluidodinamici che avvengono nel sistema circolatorio (grandi vasi arteriosi, vene, microcircolazione), e nei principali dispositivi biomedici.
Biomeccanica e biodinamica sperimentale/Biomeccanica del sistema cardiovascolare (Biomeccanica del sistema cardiovascolare)
Cardiovascular System Biomechanics The module of Cardiovascular system biomechanics is designed to provide the students with cognitive elements currently used in the study of transport and biomechanical phenomena in the cardiovascular system, which are particularly important in cardiovascular physiopathology, cardiovascular surgery and implantable devices. The course has as objective to give the theoretical, numeric and experimental basis required to understand fluid dynamics phenomena in the circulatory system (large arteries, veins, microcirculations) and in biomedical devices.
Biomeccanica e biodinamica sperimentale/Biomeccanica del sistema cardiovascolare (Biomeccanica e biodinamica sperimentale)
The course is compulsory for the Biomechanics address and is composed by two modules: Biodynamics and experimental biomechanics and Cardiovascular system biomechanics. Biodynamics and experimental biomechanics The module aims to present the main experimental methodologies in the biomechanical field with reference to the choice of sensors, to the setting of the acquisition instrumentation and to the analysis of the experimental data. Particular attention is given to stress and / or strain experimental analysis with reference to the characterization of orthopedic prostheses and to the acceleration measures on the human body. As examples, applications concerning the research, clinical , sport and occupational field are proposed. Cardiovascular system biomechanics The module of Cardiovascular system biomechanics is designed to provide the students with cognitive elements currently used in the study of transport and biomechanical phenomena in the cardiovascular system, which are particularly important in cardiovascular physiopathology, cardiovascular surgery and implantable devices. The course has as objective to give the theoretical, numeric and experimental basis required to understand fluid dynamics phenomena in the circulatory system (large arteries, veins, microcirculations) and in biomedical devices.
Biomeccanica e biodinamica sperimentale/Biomeccanica del sistema cardiovascolare (Biomeccanica del sistema cardiovascolare)
Biomeccanica e biodinamica sperimentale Calcolo errori sistematici e di precisione: errori di: accuratezza, isteresi, ripetibilità, non linearità, di zero, di sensibilità. Derive e stabilità termica. Processo di calibrazione statica di un sistema di misura. La sperimentazione su processi dinamici: errori relativi alla misura di quantità variabili nel tempo. Comportamento dinamico dei sistemi di misura, definizione di ordine del sistema sensore e condizionatore di segnale. Errori legati alla trasmissione dei segnali; connessioni a terra, interferenza elettromagnetica sui cavi, schermatura. Cenni di diafonia sulle linee brevi con modello capacitivo ed induttivo. Scelta di un sistema di acquisizione dei dati: individuazione delle specifiche di un sistema per la conversione analogico digitale. Misura sperimentale ed analisi delle funzioni di risposa in frequenza: estrazione di parametri modali caratteristici del sistema. Principali sensori con e senza contatto per il rilievo di: spostamento, velocità, accelerazione, forza, pressione, flusso, temperatura. Rilievo puntuale ed a pieno campo dello stato deformativo e tensionale su solidi sollecitati: fotoelasticità ed analisi termoelastica delle tensioni. Il corso si pone l¿obiettivo di fornire allo studente la capacità di impostare un¿attività sperimentale, mediante opportuna scelta dei sensori, del sistema di acquisizione e della procedura di prova, con specifico riferimento all¿ambito biomeccanico. Il senso critico e l¿autonomia di giudizio costituiscono caratteristiche irrinunciabile da trasmettersi ad ogni studente. Nello specifico, per conseguire tali finalità vengono proposte esercitazioni ¿aperte¿ in cui sifocalizza l¿attenzione verso il risultato sperimentale, mentre non viene definita a priori la scelta dei sensori, del sistema di acquisizione e della procedura di prova più opportuna. Le abilità comunicative vengono sviluppate particolarmente in laboratorio, nel quale viene svolta attività sperimentale che richiede agli studenti di lavorare in gruppo e di confrontarsi con i compagni per l¿individuazione delle procedure più idonee. Pur utilizzando sostanzialmente un solo software commerciali per l¿acquisizione dei dati, l¿insegnamento fornisce agli studenti nozioni sufficienti per confrontare prodotti differenti esistenti sul mercato anche in ottica di un aggiornamento continuo. Agli studenti viene inoltre richiesto di elaborare alcune tesine relative alle esperienze di laboratorio in cui devono essere motivate le scelte progettuali effettuate, riportando e commentando anche i risultati ottenuti conseguentemente a errori di impostazioni, sintetizzando le principali nozioni acquisite. Biomeccanica del sistema cardiovascolare Conoscenza e capacità di comprensione: Conoscenze relative alle strutture fluidodinamiche che caratterizzano la emodinamica in distretti cardiovascolari in condizioni fisiologiche e alle grandezze emodinamiche di interesse clinico, alla fisiopatologia della circolazione sanguigna e all’ausilio che la meccanica dei fluidi fornisce alla clinica, alla progettazione dei dispositivi medici e alla loro valutazione. Conoscenze relative alla definizione di modelli emodinamici complessi di tipo personalizzato, come strumento di ausilio di tipo diagnostico/prognostico. Conoscenze relative ai metodi in silico per lo studio della meccanica dei fluidi biologici. Conoscenze degli strumenti computazionali per l’analisi della fluidodinamica indotta da impianto di sostituti funzionali per il sistema cardiovascolare. Comprensione delle problematiche connesse alla emodinamica locale e alla insorgenza e sviluppo di patologie della parete vascolare. Capacità di applicazione della conoscenza acquisita allo studio in silico della emodinamica locale su modelli vascolari patient-specific. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: L'insegnamento contribuisce a sviluppare l’analisi critica, l'autonomia di giudizio e la capacità di proporre soluzioni innovative da parte degli studenti mediante una frequente attività di laboratorio orientata alla applicazione pratica delle nozioni introdotte a lezione Risultati di apprendimento attesi: Conoscenze relative alle strutture fluidodinamiche che caratterizzano la emodinamica in distretti cardiovascolari in condizioni fisiologiche e alle grandezze emodinamiche di interesse clinico, alla fisiopatologia della circolazione sanguigna e all’ausilio che la meccanica dei fluidi fornisce alla clinica, alla progettazione dei dispositivi medici e alla loro valutazione. Conoscenze relative alla definizione di modelli emodinamici complessi di tipo personalizzato, come strumento di ausilio di tipo diagnostico/prognostico. Conoscenze relative ai metodi in silico per lo studio della meccanica dei fluidi biologici. Conoscenze degli strumenti computazionali per l’analisi della fluidodinamica indotta da impianto di sostituti funzionali per il sistema cardiovascolare. Comprensione delle problematiche connesse alla emodinamica locale e alla insorgenza e sviluppo di patologie della parete vascolare. Capacità di applicazione della conoscenza acquisita allo studio in silico della emodinamica locale su modelli vascolari patient-specific. L'insegnamento contribuisce a sviluppare l’analisi critica, l'autonomia di giudizio e la capacità di proporre soluzioni innovative da parte degli studenti mediante una frequente attività di laboratorio orientata alla applicazione pratica delle nozioni introdotte a lezione
Biomeccanica e biodinamica sperimentale/Biomeccanica del sistema cardiovascolare (Biomeccanica e biodinamica sperimentale)
Biomeccanica e biodinamica sperimentale Il corso si pone l'obiettivo di fornire allo studente la capacità di impostare un¿attività sperimentale, mediante opportuna scelta dei sensori, del sistema di acquisizione e della procedura di prova, con specifico riferimento all'ambito biomeccanico. Il senso critico e l'autonomia di giudizio costituiscono caratteristiche irrinunciabile da trasmettersi ad ogni studente. Nello specifico, per conseguire tali finalità vengono proposte esercitazioni aperte in cui sifocalizza l'attenzione verso il risultato sperimentale, mentre non viene definita a priori la scelta dei sensori, del sistema di acquisizione e della procedura di prova più opportuna. Le abilità comunicative vengono sviluppate particolarmente in laboratorio, nel quale viene svolta attività sperimentale che richiede agli studenti di lavorare in gruppo e di confrontarsi con i compagni per l'individuazione delle procedure più idonee. Pur utilizzando sostanzialmente un solo software commerciali per l'acquisizione dei dati, l'insegnamento fornisce agli studenti nozioni sufficienti per confrontare prodotti differenti esistenti sul mercato anche in ottica di un aggiornamento continuo. Agli studenti viene inoltre richiesto di elaborare alcune tesine relative alle esperienze di laboratorio in cui devono essere motivate le scelte progettuali effettuate, riportando e commentando anche i risultati ottenuti conseguentemente a errori di impostazioni, sintetizzando le principali nozioni acquisite. Biomeccanica del sistema cardiovascolare Conoscenza e capacità di comprensione: Conoscenze relative alle strutture fluidodinamiche che caratterizzano la emodinamica in distretti cardiovascolari in condizioni fisiologiche e alle grandezze emodinamiche di interesse clinico, alla fisiopatologia della circolazione sanguigna e all’ausilio che la meccanica dei fluidi fornisce alla clinica, alla progettazione dei dispositivi medici e alla loro valutazione. Conoscenze relative alla definizione di modelli emodinamici complessi di tipo personalizzato, come strumento di ausilio di tipo diagnostico/prognostico. Conoscenze relative ai metodi in silico per lo studio della meccanica dei fluidi biologici. Conoscenze degli strumenti computazionali per l’analisi della fluidodinamica indotta da impianto di sostituti funzionali per il sistema cardiovascolare. Comprensione delle problematiche connesse alla emodinamica locale e alla insorgenza e sviluppo di patologie della parete vascolare. Capacità di applicazione della conoscenza acquisita allo studio in silico della emodinamica locale su modelli vascolari patient-specific. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: L'insegnamento contribuisce a sviluppare l’analisi critica, l'autonomia di giudizio e la capacità di proporre soluzioni innovative da parte degli studenti mediante una frequente attività di laboratorio orientata alla applicazione pratica delle nozioni introdotte a lezione Risultati di apprendimento attesi: Conoscenze relative alle strutture fluidodinamiche che caratterizzano la emodinamica in distretti cardiovascolari in condizioni fisiologiche e alle grandezze emodinamiche di interesse clinico, alla fisiopatologia della circolazione sanguigna e all’ausilio che la meccanica dei fluidi fornisce alla clinica, alla progettazione dei dispositivi medici e alla loro valutazione. Conoscenze relative alla definizione di modelli emodinamici complessi di tipo personalizzato, come strumento di ausilio di tipo diagnostico/prognostico. Conoscenze relative ai metodi in silico per lo studio della meccanica dei fluidi biologici. Conoscenze degli strumenti computazionali per l’analisi della fluidodinamica indotta da impianto di sostituti funzionali per il sistema cardiovascolare. Comprensione delle problematiche connesse alla emodinamica locale e alla insorgenza e sviluppo di patologie della parete vascolare. Capacità di applicazione della conoscenza acquisita allo studio in silico della emodinamica locale su modelli vascolari patient-specific. L'insegnamento contribuisce a sviluppare l’analisi critica, l'autonomia di giudizio e la capacità di proporre soluzioni innovative da parte degli studenti mediante una frequente attività di laboratorio orientata alla applicazione pratica delle nozioni introdotte a lezione.
Biomeccanica e biodinamica sperimentale/Biomeccanica del sistema cardiovascolare (Biomeccanica del sistema cardiovascolare)
Cardiovascular System Biomechanics Knowledge on fluid dynamics structures characterizing the hemodynamics in cardiovascular districts in physiological conditions; Knowledge on hemodynamic quantities of clinical interest; Knowledge on physiopathology on blood circulation and on the support given by fluid dynamics to clinical needs, devices design and their evaluation; Knowledge on in silico methods to study biological fluid mechanics and dynamics; Knowledge on the definition and scope of personalized complex hemodynamic models, and use of such models to support diagnosis/prognosis (personalized medicine approach); Knowledge on computational tools to analyze the fluid dynamics generated by implants of functional substitutes of the cardiovascular system. Understanding on the problems related to local hemodynamics and the onset and progression of arterial wall pathologies. Ability to apply the acquired knowledge to the study of local hemodynamics in silico by using patient-specific vascular models. The course contributes to develop critical thinking, autonomy in the assessments and to propose innovative solutions from the student through a frequent laboratory activity, oriented to the practical applications of the acquired knowledge.
Biomeccanica e biodinamica sperimentale/Biomeccanica del sistema cardiovascolare (Biomeccanica e biodinamica sperimentale)
Biodynamics and experimental biomechanics The course aims to provide students with the ability to set up an experimental activity, through appropriate selection of the sensors, the acquisition system and the test procedure, with specific reference to the biomechanical field. The critical sense and the autonomy of judgment are indispensable characteristics to be transmitted to each student. Specifically, in order to achieve these aims, open exercises are proposed in which the focus is on the desired result, while the choice of sensors, the acquisition system and the most appropriate test procedure is not defined a priori. Communication skills are developed especially in the lab, where experimental activities are carried out, which requires students to work in groups and to compare themselves with their peers for the identification of the most suitable procedures. Although using only one commercial software for data acquisition, the course provides students with notions sufficient to compare different products existing on the market, also with a view to continuous updating. Students are also asked to draw up a few relations related to the laboratory experiences in which the design choices must be motivated, reporting and commenting also the results obtained when there exixt errors in settings, summarizing the main concepts acquired. Cardiovascular system biomechanics Knowledge on fluid dynamics structures characterizing the hemodynamics in cardiovascular districts in physiological conditions; Knowledge on hemodynamic quantities of clinical interest; Knowledge on physiopathology on blood circulation and on the support given by fluid dynamics to clinical needs, devices design and their evaluation; Knowledge on in silico methods to study biological fluid mechanics and dynamics; Knowledge on the definition and scope of personalized complex hemodynamic models, and use of such models to support diagnosis/prognosis (personalized medicine approach); Knowledge on computational tools to analyze the fluid dynamics generated by implants of functional substitutes of the cardiovascular system. Understanding on the problems related to local hemodynamics and the onset and progression of arterial wall pathologies. Ability to apply the acquired knowledge to the study of local hemodynamics in silico by using patient-specific vascular models. The course contributes to develop critical thinking, autonomy in the assessments and to propose innovative solutions from the student through a frequent laboratory activity, oriented to the practical applications of the acquired knowledge.
Biomeccanica e biodinamica sperimentale/Biomeccanica del sistema cardiovascolare (Biomeccanica del sistema cardiovascolare)
Biomeccanica e biodinamica sperimentale Analisi ed elaborazione di segnali biomedici. Nozioni di meccanica strutturale con riferimento al calcolo tensionale e deformativo. Bioingegneria meccanica Biomeccanica del sistema cardiovascolare Conoscenze di base di matematica, fisica, informatica e di bioingegneria meccanica, come già appreso nel Corso di laurea triennale in Ingegneria Biomedica. Conoscenze di meccanica dei fluidi, con particolare riferimento alla biomeccanica dei fluidi.
Biomeccanica e biodinamica sperimentale/Biomeccanica del sistema cardiovascolare (Biomeccanica e biodinamica sperimentale)
Biomeccanica e biodinamica sperimentale Analisi ed elaborazione di segnali biomedici. Nozioni di meccanica strutturale con riferimento al calcolo tensionale e deformativo. Bioingegneria meccanica Biomeccanica del sistema cardiovascolare Conoscenze di base di matematica, fisica, informatica e di bioingegneria meccanica, come già appreso nel Corso di laurea triennale in Ingegneria Biomedica. Conoscenze di meccanica dei fluidi, con particolare riferimento alla biomeccanica dei fluidi.
Biomeccanica e biodinamica sperimentale/Biomeccanica del sistema cardiovascolare (Biomeccanica del sistema cardiovascolare)
Cardiovascular System Biomechanics Basic knowledge of mathematics, physics, informatics, and mechanical engineering as learned in the 3-year program of Biomedical Engineering. Basic knowledge of biomechanics. Basic knowledge of fluid mechanics and biofluid mechanics.
Biomeccanica e biodinamica sperimentale/Biomeccanica del sistema cardiovascolare (Biomeccanica e biodinamica sperimentale)
Biodynamics and experimental biomechanics Analysis and processing of biomedical signals. Notions of structural mechanics with reference to stress and strain calculations. Mechanical bioengineering Cardiovascular system biomechanics Basic knowledge of mathematics, physics, informatics, and mechanical engineering as learned in the 3-year program of Biomedical Engineering. Basic knowledge of biomechanics. Basic knowledge of fluid mechanics and biofluid mechanics.
Biomeccanica e biodinamica sperimentale/Biomeccanica del sistema cardiovascolare (Biomeccanica del sistema cardiovascolare)
Biomeccanica del sistema cardiovascolare TEORIA: - Richiami di meccanica dei fluidi. - La meccanica cardiaca e dei vasi sanguigni. - Il moto in regime oscillatorio e pulsatile, la teoria di Dean; la teoria di Womersley. - Il flusso in vasi collassabili, il moto dei fluidi in presenza di biforcazioni e grandi curvature, la sollecitazione alla parete dei vasi, la reologia dei fluidi non newtoniani, la reologia del sangue nella microcircolazione. - Modelli emodinamici di tipo image-based: dalle immagini cliniche alla ricxostruzione di modelli tridimensionali di distretti cardiovascolari. - Introduzione all’uso del metodo dei Volumi Finiti per la fluidodinamica computazionale. - Approccio multiscala a problemi biofluidodinamici complessi. - Il budget di incertezza nella emodinamica computazionale. – Patologie della parete vascolare e emodinamica locale: l’ipotesi emodinamica. – Indici di valutazione della fluidodinamica locale in distretti vascolari (biforcazioni, curvature, stenosi), con particolare riferimento alla interazione flusso-parete vascolare. LABORATORI: Ricostruzione di geometrie 3D di distretti vascolari a partire da immagini cliniche. Emodinamica computazionale personalizzata nei grandi vasi: integrazione di immagini cliniche e dei metodi della fluidodinamica computazionale
Biomeccanica e biodinamica sperimentale/Biomeccanica del sistema cardiovascolare (Biomeccanica e biodinamica sperimentale)
Biomeccanica e biodinamica sperimentale Calcolo errori sistematici e di precisione: errori di: accuratezza, isteresi, ripetibilità, non linearità, di zero, di sensibilità. Derive e stabilità termica. Processo di calibrazione statica di un sistema di misura. La sperimentazione su processi dinamici: errori relativi alla misura di quantità variabili nel tempo. Comportamento dinamico dei sistemi di misura, definizione di ordine del sistema sensore e condizionatore di segnale. Errori legati alla trasmissione dei segnali; connessioni a terra, interferenza elettromagnetica sui cavi, schermatura. Cenni di diafonia sulle linee brevi con modello capacitivo ed induttivo. Scelta di un sistema di acquisizione dei dati: individuazione delle specifiche di un sistema per la conversione analogico digitale. Misura sperimentale ed analisi delle funzioni di risposa in frequenza: estrazione di parametri modali caratteristici del sistema. Principali sensori con e senza contatto per il rilievo di: spostamento, velocità, accelerazione, forza, pressione, flusso, temperatura. Rilievo puntuale ed a pieno campo dello stato deformativo e tensionale su solidi sollecitati: fotoelasticità ed analisi termoelastica delle tensioni. Biomeccanica del sistema cardiovascolare - Richiami di meccanica dei fluidi. - La meccanica cardiaca e dei vasi sanguigni. - Il moto in regime oscillatorio e pulsatile, la teoria di Dean; la teoria di Womersley. - Il flusso in vasi collassabili, il moto dei fluidi in presenza di biforcazioni e grandi curvature, la sollecitazione alla parete dei vasi, la reologia dei fluidi non newtoniani, la reologia del sangue nella microcircolazione. - Modelli emodinamici di tipo image-based: dalle immagini cliniche alla ricxostruzione di modelli tridimensionali di distretti cardiovascolari. - Introduzione all’uso del metodo dei Volumi Finiti per la fluidodinamica computazionale. - Approccio multiscala a problemi biofluidodinamici complessi. - Il budget di incertezza nella emodinamica computazionale. – Patologie della parete vascolare e emodinamica locale: l’ipotesi emodinamica. - Indici di valutazione della fluidodinamica locale in distretti vascolari (biforcazioni, curvature, stenosi), con particolare riferimento alla interazione flusso-parete vascolare. LABORATORI: Ricostruzione di geometrie 3D di distretti vascolari a partire da immagini cliniche. Emodinamica computazionale personalizzata nei grandi vasi: integrazione di immagini cliniche e dei metodi della fluidodinamica computazionale
Biomeccanica e biodinamica sperimentale/Biomeccanica del sistema cardiovascolare (Biomeccanica del sistema cardiovascolare)
Cardiovascular System Biomechanics THEORY - Fluid mechanics compendium - Cardiac and vascular mechanics - Fluid motion under oscillatory and pulsatile conditions. Dean theory, Womersley theory - Fluid dynamics in compliant vessels, fluid motion in presence of bifurcations and large curvatures, vessel wall deformation, non-Newtonian rheology, microcirculation blood rheology - Image-based hemodynamic models: from clinical images to the reconstruction of three-dimensional models of cardiovascular districts - Introduction to the finite volume methods for computational fluid dynamics - Multiscale approach to complex biofluidynamics problems - Uncertainty in computational hemodynamics - Vascular disease and deranged hemodynamics: the hemodynamic hypothesis - Metrics for the evaluation of local fluid dynamics in vascular districts (bifurcations, curvature, stenosis), with particular reference to the interaction between flow and vascular wall LAB: - Reconstruction of 3D geometries of vascular segments from clinical imaging - Personalized computational hemodynamics in large arteries: integration of clinical imaging into a finite volume-based CFD framework
Biomeccanica e biodinamica sperimentale/Biomeccanica del sistema cardiovascolare (Biomeccanica e biodinamica sperimentale)
Biodynamics and experimental biomechanics Systematic and precision errors: accuracy, hysteresis, repeatability, non-linearity, of zero, of sensitivity. Thermal drifts and stability. Static calibration process of a measurement system. Dynamic analysis: errors related to the measurement of quantities that vary over time. Dynamic behavior of measurement systems, order definition of sensor and of signal conditioner. Errors related to the transmission of signals; ground connections, electromagnetic interference on cables, shielding. Elements of crosstalk on short lines with a capacitive and inductive model. Set up of a data acquisition system: identification of the specifications of A/D converter. Measure and analysis of the frequency response functions: extraction of the characteristic modal parameters of the system. Conctact and conctactless sensors for: displacement, speed, acceleration, force, pressure, flow, temperature. Point and full-field measurementes of the strain and stress state on solids: photoelasticity and thermoelastic analysis of strain. Cardiovascular system biomechanics - Fluid mechanics compendium - Cardiac and vascular mechanics - Fluid motion under oscillatory and pulsatile conditions. Dean theory, Womersley theory - Fluid dynamics in compliant vessels, fluid motion in presence of bifurcations and large curvatures, vessel wall deformation, non-Newtonian rheology, microcirculation blood rheology - Image-based hemodynamic models: from clinical images to the reconstruction of three-dimensional models of cardiovascular districts - Introduction to the finite volume methods for computational fluid dynamics - Multiscale approach to complex biofluidynamics problems - Uncertainty in computational hemodynamics - Vascular disease and deranged hemodynamics: the hemodynamic hypothesis - Metrics for the evaluation of local fluid dynamics in vascular districts (bifurcations, curvature, stenosis), with particular reference to the interaction between flow and vascular wall LAB: - Reconstruction of 3D geometries of vascular segments from clinical imaging - Personalized computational hemodynamics in large arteries: integration of clinical imaging into a finite volume-based CFD framework
Biomeccanica e biodinamica sperimentale/Biomeccanica del sistema cardiovascolare (Biomeccanica del sistema cardiovascolare)
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Lezioni in aula con proiezione di slides e uso della lavagna Esercitazioni in laboratorio a gruppi (2) con uso di codici commerciali e open source di fluidodinamica computazionale e software open source dedicati alla ricostruzione di modelli anatomici tridimensionali. Lezioni frontali (40 ore) + laboratori (20 ore). Sono previste ore di tutoraggio libero (10 ore) tutoraggio in laboratorio (10 ore). La frequenza ai laboratori è non obbligatoria per poter accedere all’esame finale. Gli argomenti oggetto delle attività di laboratorio sono tuttavia materia di esame.
Biomeccanica e biodinamica sperimentale/Biomeccanica del sistema cardiovascolare (Biomeccanica e biodinamica sperimentale)
Biomeccanica e biodinamica sperimentale Lezioni in aula con proiezione di slides e uso della lavagna Esercitazioni in aula a gruppi (2) con uso di codice matematico Esercitazioni nel laboratorio DEXPILAB (DIMEAS) a gruppi (4) Lezioni frontali (30 ore), esercitazioni (20 ore) e laboratori (10ore). La frequenza ai laboratori è obbligatoria per poter accedere all’esame finale. Gli argomenti oggetto delle attività di laboratorio sono inserite nei compiti di esame. Biomeccanica del sistema cardiovascolare Lezioni in aula con proiezione di slides e uso della lavagna Esercitazioni in laboratorio a gruppi (2) con uso di codici commerciali e open source di fluidodinamica computazionale e software open source dedicati alla ricostruzione di modelli anatomici tridimensionali. Lezioni frontali (40 ore) + laboratori (20 ore). Sono previste ore di tutoraggio libero (10 ore) tutoraggio in laboratorio (10 ore). La frequenza ai laboratori è non obbligatoria per poter accedere all’esame finale. Gli argomenti oggetto delle attività di laboratorio sono tuttavia materia di esame.
Biomeccanica e biodinamica sperimentale/Biomeccanica del sistema cardiovascolare (Biomeccanica del sistema cardiovascolare)
Lessons in class with slides projection and blackboard. Labs activities (2 different groups) focusing on commercial/open source CFD codes e sw open source for 3D modeling reconstruction from medical imaging. Frontal lessons (40 h) + Labs (20 h). Tutoring (10 h) plus tutoring in Lab (10 h) are also delivered. Attending Labs is not mandatory to take the final examination, but the arguments presented as labs activities are matter of examination.
Biomeccanica e biodinamica sperimentale/Biomeccanica del sistema cardiovascolare (Biomeccanica e biodinamica sperimentale)
Biodynamics and experimental biomechanics Lessons in class with slides projection and blackboard. Classroom exercises (2 different groups) focusing on math software Lab activities (4 differente groups) c/0 DEXPILAB (DIMEAS) Frontal lessons (30h), exercises (20 h) and labs (10 h). Attending Labs is mandatory to take the final examination, the arguments presented as labs activities are always matter of examination. Cardiovascular system biomechanics Lessons in class with slides projection and blackboard. Labs activities (2 different groups) focusing on commercial/open source CFD codes e sw open source for 3D modeling reconstruction from medical imaging. Frontal lessons (40 h) + Labs (20 h). Tutoring (10 h) plus tutoring in Lab (10 h) are also delivered. Attending Labs is not mandatory to take the final examination, but the arguments presented as labs activities are matter of examination.
Biomeccanica e biodinamica sperimentale/Biomeccanica del sistema cardiovascolare (Biomeccanica del sistema cardiovascolare)
Slide, articoli e testi del laboratorio forniti dal docente. Dati e immagini cliniche forniti durante le sessioni di laboratorio. Codice Virtual Modeling ToolKit (VMTK) per impratichirsi nellricostruzione di modelli 3D di distretti vascolari a partire da immagini cliniche. Manuali ed esempi base di applicazione dei codici CFD utilizzati in laboratorio.
Biomeccanica e biodinamica sperimentale/Biomeccanica del sistema cardiovascolare (Biomeccanica e biodinamica sperimentale)
Biomeccanica e biodinamica sperimentale Wheeler, Ganji - Introduction to engineering experimentation - Prenctice hall Slide, articoli e testi del laboratorio forniti dal docente. Codice Labview per acquisizione di dati sperimentali. Biomeccanica del sistema cardiovascolare Slide, articoli e testi del laboratorio forniti dal docente. Dati e immagini cliniche forniti durante le sessioni di laboratorio. Codice Virtual Modeling ToolKit (VMTK) per impratichirsi nellricostruzione di modelli 3D di distretti vascolari a partire da immagini cliniche. Manuali ed esempi base di applicazione dei codici CFD utilizzati in laboratorio.
Biomeccanica e biodinamica sperimentale/Biomeccanica del sistema cardiovascolare (Biomeccanica del sistema cardiovascolare)
Slides, articles and laboratory assignments provided by the teacher. Data and images provided during lab sessions. Virtual Modeling ToolKit (VMTK) code for 3D geometries reconstruction of vascular districts. CFD codes tutorials.
Biomeccanica e biodinamica sperimentale/Biomeccanica del sistema cardiovascolare (Biomeccanica e biodinamica sperimentale)
Biodynamics and experimental biomechanics Wheeler, Ganji - Introduction to engineering experimentation - Prenctice hall Slides, articles and laboratory assignments provided by the teacher. Labview code for in lab data acquisition. Cardiovascular system biomechanics Slides, articles and laboratory assignments provided by the teacher. Data and images provided during lab sessions. Virtual Modeling ToolKit (VMTK) code for 3D geometries reconstruction of vascular districts. CFD codes tutorials.
Biomeccanica e biodinamica sperimentale/Biomeccanica del sistema cardiovascolare (Biomeccanica del sistema cardiovascolare)
Modalità di esame: Prova scritta (in aula);
Biomeccanica e biodinamica sperimentale/Biomeccanica del sistema cardiovascolare (Biomeccanica e biodinamica sperimentale)
Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Elaborato grafico individuale; Elaborato scritto individuale;
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Exam: Written test;
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Exam: Written test; Individual graphic design project; Individual essay;
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L’esame è volto ad accertare la conoscenza degli argomenti elencati nel programma ufficiale del corso e la capacità di applicare la teoria ed i relativi metodi di calcolo alla soluzione di esercizi. Le valutazioni sono espresse in trentesimi e l’esame è superato se la votazione riportata è di almeno 18/30. Il voto finale verrà calcolato sommando i seguenti punteggi: - esame scritto: fino a 18/32 punti - discussione orale dell’elaborato scritto, per confermare la valutazione - nel caso in cui il voto finale sarà pari a 32 verrà assegnata la Lode. L'esame scritto consiste in un numero da 2 a 5 domande aperte e/o a risposta multipla relative a aspetti teorici e pratici, che dovranno mettere in evidenza il livello di conoscenza e autonomia raggiunto dall’allievo. La durata della prova scritta è di massimo 1.5 ore. Durante lo svolgimento dell'esame non è consentito tenere e consultare quaderni, libri, fogli con esercizi, formulari, calcolatrici.
Biomeccanica e biodinamica sperimentale/Biomeccanica del sistema cardiovascolare (Biomeccanica e biodinamica sperimentale)
Biomeccanica e biodinamica sperimentale L'esame si svolge con modalità scritta e ha una durata di due ore durante le quali non è possibile consultare testi o appunti. Comprende due domande di teoria e lo svolgimento due esercizi. Il voto finale è determinato sommando il risultato ottenuto nella parte teorica (16 punti) con quella di esercizi (16 punti); nel caso di superamento dei 30 punti la commissione valuta l'assegnazione della lode. Biomeccanica del sistema cardiovascolare Il voto finale verrà calcolato sommando i seguenti punteggi: - esame scritto: fino a 18/32 punti - discussione orale dell’elaborato scritto, per confermare la valutazione - nel caso in cui il voto finale sarà pari a 32 verrà assegnata la Lode. L'esame scritto consiste in un numero da 2 a 5 domande aperte e/o a risposta multipla relative a aspetti teorici e pratici, che dovranno mettere in evidenza il livello di conoscenza e autonomia raggiunto dall’allievo.
Biomeccanica e biodinamica sperimentale/Biomeccanica del sistema cardiovascolare (Biomeccanica del sistema cardiovascolare)
Exam: Written test;
Biomeccanica e biodinamica sperimentale/Biomeccanica del sistema cardiovascolare (Biomeccanica e biodinamica sperimentale)
Exam: Written test; Individual graphic design project; Individual essay;
Biomeccanica e biodinamica sperimentale/Biomeccanica del sistema cardiovascolare (Biomeccanica del sistema cardiovascolare)
The final mark will be obtained as the sum of the three following scores: - Written examination: up to 18/32 points - Oral discussion on written examination, to confirm the evaluation obtained - In the case the final mark is equal to 32, the “Laude” will be assigned. The written examination will include from 2 to 5 open questions and/or multiple answers, focusing on practical and theoretical aspects, formulted in order to establish the level of knowledge and autonomy reached by the student. The written examination will have a duration of 1.5hours max. During the written examination, any book, notebook, device etc is not allowed.
Biomeccanica e biodinamica sperimentale/Biomeccanica del sistema cardiovascolare (Biomeccanica e biodinamica sperimentale)
Biodynamics and experimental biomechanics The final mark will be obtained with a written examination which lasts two hours, no text nor note can be consulted. The examination consisting of 2 open theory questions and 2 exercises. The final mark is obtained by averaging marks relative to theory (16 points) and exercises (16 ponts); when the final vote exceeds 30 points the commission evaluates the award of the merit. Cardiovascular system biomechanics The final mark will be obtained as the sum of the three following scores: - Written examination: up to 18/32 points - Oral discussion on written examination, to confirm the evaluation obtained - In the case the final mark is equal to 32, the “Laude” will be assigned. The written examination will include from 2 to 5 open questions and/or multiple answers, focusing on practical and theoretical aspects, formulted in order to establish the level of knowledge and autonomy reached by the student.