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PORTALE DELLA DIDATTICA

Dispositivi impiantabili attivi/Bioimmagini

01QGQMA

A.A. 2021/22

2020/21

Dispositivi impiantabili attivi

Dispositivi impiantabili attivi L'insegnamento ha lo scopo di presentare agli studenti i principali dispositivi impiantabili attivi. In particolare verranno trattati argomenti relativi ai dispositivi impiantabili attivi in generale (sorgenti energetiche, telemetria, programmabilità) e saranno poi descritti stimolatori cardiaci, defibrillatori-cardioversori impiantabili, monitor impiantabili del ritmo cardiaco, stimolatori urologici, stimolatori per il contenimento del tremore, stimolatori gastro-enterici e simili. La conoscenza dei dispositivi sarà ottenuta anche leggendo ed analizzando in modo critico manuali d'uso, al fine di fornire agli studenti un metodo che consenta loro di affrontare, nel corso della futura attività professionale, il bisogno di continuo aggiornamento. Saranno anche trattati i principali aspetti normativi relativi ai dispositivi impiantabili attivi. Bioimmagini L’insegnamento ha lo scopo dii fornire le conoscenze di base relative al funzionamento dei moderni dispositivi per imaging clinico. Esso intende approfondire le conoscenze di base relativamente ai principi fisici su cui si fondano le diverse metodiche di imaging clinico, mostrando come tali principi siano sfruttati nei dispositivi reali. Di ogni dispositivo verranno introdotte le criticità sia strumentali che di gestione, i costi, e le necessità di manutenzione e controllo periodico.

Dispositivi impiantabili attivi/Bioimmagini (Bioimmagini)

Dispositivi impiantabili attivi L'insegnamento ha lo scopo di presentare agli studenti i principali dispositivi impiantabili attivi. In particolare verranno trattati argomenti relativi ai dispositivi impiantabili attivi in generale (sorgenti energetiche, telemetria, programmabilità) e saranno poi descritti stimolatori cardiaci, defibrillatori-cardioversori impiantabili, monitor impiantabili del ritmo cardiaco, stimolatori urologici, stimolatori per il contenimento del tremore, stimolatori gastro-enterici e simili. La conoscenza dei dispositivi sarà ottenuta anche leggendo ed analizzando in modo critico manuali d'uso, al fine di fornire agli studenti un metodo che consenta loro di affrontare, nel corso della futura attività professionale, il bisogno di continuo aggiornamento. Saranno anche trattati i principali aspetti normativi relativi ai dispositivi impiantabili attivi. Bioimmagini L’insegnamento ha lo scopo dii fornire le conoscenze di base relative al funzionamento dei moderni dispositivi per imaging clinico. Esso intende approfondire le conoscenze di base relativamente ai principi fisici su cui si fondano le diverse metodiche di imaging clinico, mostrando come tali principi siano sfruttati nei dispositivi reali. Di ogni dispositivo verranno introdotte le criticità sia strumentali che di gestione, i costi, e le necessità di manutenzione e controllo periodico.

Dispositivi impiantabili attivi

Active implantable devices The course aims at presenting the most common implantable active medical devices. First, some issues that are common to the majority of implantable active devices will be discussed (power sources, telemetry, programmability) and then cardiac pacemakers, implantable cardiverter/defibrillators, loop recorders, urological stimulators, deep brain stimulators for tremor control, stimulators for gastro/entero-paresis, and other devices will be described in detail. The knowledge of devices will be obtained also by reading and analyzing their user manuals, to teach students a methodology for acquiring information about novel devices throughout their professional life. Finally, the main regulatory aspects about implantable medical devices will be introduced. Medical images The course provides the basic knowledge of the functioning mechanisms of the modern devices for clinical imaging. Starting from the basic knowledge of the physical principles on which the different clinical imaging modalities are based on, the course will delve into showing how such principles are used in real devices. For each class of devices the main technical and management criticalities, the costs, the maintenance and periodic control requirements will be introduced.

Dispositivi impiantabili attivi/Bioimmagini (Bioimmagini)

Active implantable devices The course aims at presenting the most common implantable active medical devices. First, some issues that are common to the majority of implantable active devices will be discussed (power sources, telemetry, programmability) and then cardiac pacemakers, implantable cardiverter/defibrillators, loop recorders, urological stimulators, deep brain stimulators for tremor control, stimulators for gastro/entero-paresis, and other devices will be described in detail. The knowledge of devices will be obtained also by reading and analyzing their user manuals, to teach students a methodology for acquiring information about novel devices throughout their professional life. Finally, the main regulatory aspects about implantable medical devices will be introduced. Medical images The course provides the basic knowledge of the functioning mechanisms of the modern devices for clinical imaging. Starting from the basic knowledge of the physical principles on which the different clinical imaging modalities are based on, the course will delve into showing how such principles are used in real devices. For each class of devices the main technical and management criticalities, the costs, the maintenance and periodic control requirements will be introduced.

Dispositivi impiantabili attivi

Dispositivi impiantabili attivi Conoscenza dei principi di funzionamento e delle principali caratteristiche di stimolatori cardiaci, defibrillatori-cardioversori impiantabili, monitor del ritmo cardiaco impiantabili, stimolatori antalgici, stimolatori del nervo frenico, stimolatori per la riduzione della rigidità nella malattia di Parkinson, stimolatori urologici, stimolatori gastro-enterici e impianti cocleari. Capacità di comprendere nel dettaglio le caratteristiche funzionali dei dispositivi citati e gli aspetti di sicurezza legati all'uso di detti dispositivi. Questo insegnamento contribuisce a sviluppare autonomia di giudizio grazie alla soluzione degli esercizi proposti nel corso dell’insegnamento. Questo insegnamento contribuisce ad aumentare le capacità di apprendimento in quanto nel corso di lezioni ed esercitazioni viene fornito agli studenti un metodo che consente loro di affinare la conoscenza di dispositivi sconosciuti utilizzando le norme di prodotto e le indicazioni che possono essere ritrovate su manuali d'uso u sui siti web dei produttori di strumentazione medicale. Bioimmagini Conoscenze relative ai principi fisici dell’imaging clinico. Conoscenza della struttura e tecnologia dei dispositivi per imaging clinico. Conoscenza delle potenzialità diagnostiche di ogni dispositivo e delle limitazioni intrinseche. Conoscenza delle criticità di ogni dispositivo anche in relazione alle problematiche di acquisto e manutenzione, in rapporto si servizi di ingegneria clinica. Dato un dispositivo per bioimmagini, lo studente sarà in grado di dettagliarne il grado di sviluppo tecnologico e la fascia di mercato in cui esso si colloca. Inoltre, grazie alla conoscenza acquisita sulla tecnologia, sulla normativa vigente e sull’offerta di dispositivi commerciali, lo studente sarà in grado di stilare un allegato tecnico per l’acquisto di un dispositivo per imaging. Questo insegnamento contribuisce a sviluppare l’autonomia di giudizio durante le esercitazioni di laboratorio. Questo insegnamento contribuisce a migliorare le abilità comunicative scritte e orali mediante i laboratori. Questo insegnamento contribuisce a fornire allo studente gli strumenti per un aggiornamento continuo, richiedendogli la consultazione di siti web relativi ai maggiori produttori di dispositivi per immagini. Questa attività ha lo scopo di illustrare come sia possibile, tramite la rete, acquisire la documentazione per un’analisi di mercato preliminare dello stato dell’arte tecnologico.

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Dispositivi impiantabili attivi Conoscenza dei principi di funzionamento e delle principali caratteristiche di stimolatori cardiaci, defibrillatori-cardioversori impiantabili, monitor del ritmo cardiaco impiantabili, stimolatori antalgici, stimolatori del nervo frenico, stimolatori per la riduzione della rigidità nella malattia di Parkinson, stimolatori urologici, stimolatori gastro-enterici e impianti cocleari. Capacità di comprendere nel dettaglio le caratteristiche funzionali dei dispositivi citati e gli aspetti di sicurezza legati all'uso di detti dispositivi. Questo insegnamento contribuisce a sviluppare autonomia di giudizio grazie alla soluzione degli esercizi proposti nel corso dell’insegnamento. Questo insegnamento contribuisce ad aumentare le capacità di apprendimento in quanto nel corso di lezioni ed esercitazioni viene fornito agli studenti un metodo che consente loro di affinare la conoscenza di dispositivi sconosciuti utilizzando le norme di prodotto e le indicazioni che possono essere ritrovate su manuali d'uso u sui siti web dei produttori di strumentazione medicale. Bioimmagini Conoscenze relative ai principi fisici dell’imaging clinico. Conoscenza della struttura e tecnologia dei dispositivi per imaging clinico. Conoscenza delle potenzialità diagnostiche di ogni dispositivo e delle limitazioni intrinseche. Conoscenza delle criticità di ogni dispositivo anche in relazione alle problematiche di acquisto e manutenzione, in rapporto si servizi di ingegneria clinica. Dato un dispositivo per bioimmagini, lo studente sarà in grado di dettagliarne il grado di sviluppo tecnologico e la fascia di mercato in cui esso si colloca. Inoltre, grazie alla conoscenza acquisita sulla tecnologia, sulla normativa vigente e sull’offerta di dispositivi commerciali, lo studente sarà in grado di stilare un allegato tecnico per l’acquisto di un dispositivo per imaging. Questo insegnamento contribuisce a sviluppare l’autonomia di giudizio durante le esercitazioni di laboratorio. Questo insegnamento contribuisce a migliorare le abilità comunicative scritte e orali mediante i laboratori. Questo insegnamento contribuisce a fornire allo studente gli strumenti per un aggiornamento continuo, richiedendogli la consultazione di siti web relativi ai maggiori produttori di dispositivi per immagini. Questa attività ha lo scopo di illustrare come sia possibile, tramite la rete, acquisire la documentazione per un’analisi di mercato preliminare dello stato dell’arte tecnologico.

Dispositivi impiantabili attivi

Active implantable devices Knowledge of the working principles and of the most important characteristics of cardiac pacemakers, implantable cardioverter/defibrillators, loop recorders, phrenic nerve stimulators, stimulators for reducing rigidity and tremor in subjects affected by Parkinson’s disease, urological stimulators, stimulators for gastro/entero-paresis, and cochlear implants. Capability of understanding in detail the functional characteristics of the presented devices and related safety issues. This course contributes in improving students’ learning capabilities, since students will be instructed to deepen the knowledge on each product by using specific requirements, user manuals, and information that can be found on web sites of producers of medical instrumentation. Medical images Knowledge on the physical principles of medical imaging. Knowledge of the structure and technology of the devices for medical imaging. Knowledge of the diagnostic potentialities of each device and of its intrinsic limitations. Knowledge of the criticalities of each device also in relation to its acquisition and maintenance. Considering a specific medical imaging device, the student will be able to detail the degree of technological development and the corresponding market segment of the device. Furthermore, using the acquired knowledge on the technology, regulations and device market, the student will be able to draft technical documents for buying imaging devices. This course contributes to the development of autonomous judgement during the laboratory assignments. This course contributes to improve communication skills, both written and oral, through laboratories. This course contributes to provide students with tools for continuous learning, requiring the consultancy of web sites of the main producers of imaging devices. This activity is aimed to illustrate how it is possible, through the internet, to obtain the documentation for a preliminary market analysis of the technological state-of-the-art.

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Active implantable devices Knowledge of the working principles and of the most important characteristics of cardiac pacemakers, implantable cardioverter/defibrillators, loop recorders, phrenic nerve stimulators, stimulators for reducing rigidity and tremor in subjects affected by Parkinson’s disease, urological stimulators, stimulators for gastro/entero-paresis, and cochlear implants. Capability of understanding in detail the functional characteristics of the presented devices and related safety issues. This course contributes in improving students’ learning capabilities, since students will be instructed to deepen the knowledge on each product by using specific requirements, user manuals, and information that can be found on web sites of producers of medical instrumentation. Medical images Knowledge on the physical principles of medical imaging. Knowledge of the structure and technology of the devices for medical imaging. Knowledge of the diagnostic potentialities of each device and of its intrinsic limitations. Knowledge of the criticalities of each device also in relation to its acquisition and maintenance. Considering a specific medical imaging device, the student will be able to detail the degree of technological development and the corresponding market segment of the device. Furthermore, using the acquired knowledge on the technology, regulations and device market, the student will be able to draft technical documents for buying imaging devices. This course contributes to the development of autonomous judgement during the laboratory assignments. This course contributes to improve communication skills, both written and oral, through laboratories. This course contributes to provide students with tools for continuous learning, requiring the consultancy of web sites of the main producers of imaging devices. This activity is aimed to illustrate how it is possible, through the internet, to obtain the documentation for a preliminary market analysis of the technological state-of-the-art.

Dispositivi impiantabili attivi

Entrambi i moduli Lo studente deve avere una buona preparazione di fisica e di elettronica. La conoscenza della Direttiva Dispositivi Medici 93/42 e dell'ampliamento 2007/47 costituisce prerequisito importante. Principi di funzionamento di apparecchi per il prelievo di biopotenziali e stimolazione ad alta o bassa energia, capacità di risolvere semplici circuiti elettrici ed elettronici, conoscenza degli aspetti principali relativi alla fisiologia dei principali apparati del corpo umano.

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Entrambi i moduli Lo studente deve avere una buona preparazione di fisica e di elettronica. La conoscenza della Direttiva Dispositivi Medici 93/42 e dell'ampliamento 2007/47 costituisce prerequisito importante. Principi di funzionamento di apparecchi per il prelievo di biopotenziali e stimolazione ad alta o bassa energia, capacità di risolvere semplici circuiti elettrici ed elettronici, conoscenza degli aspetti principali relativi alla fisiologia dei principali apparati del corpo umano.

Dispositivi impiantabili attivi

Both modules Students must be familiar with physics and electronics. The knowledge of the Medical Device Directive 93/42 and of the 47/2007 directive is an important prerequisite. Moreover, students must be familiar with the working principles of devices for biopotential detection and electrical stimulation with low and high energy. Moreover, students are supposed to know how to solve simple electrical circuits, and, finally, they should be familiar with the physiology of the most important organs and systems of the human body.

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Both modules Students must be familiar with physics and electronics. The knowledge of the Medical Device Directive 93/42 and of the 47/2007 directive is an important prerequisite. Moreover, students must be familiar with the working principles of devices for biopotential detection and electrical stimulation with low and high energy. Moreover, students are supposed to know how to solve simple electrical circuits, and, finally, they should be familiar with the physiology of the most important organs and systems of the human body.

Dispositivi impiantabili attivi

Dispositivi impiantabili attivi Nel corso dell’insegnamento saranno descritte nel dettaglio le funzioni dei dispositivi di seguito elencati. Per ogni dispositivo verranno inoltre presentati e discussi alcuni aspetti progettuali caratterizzanti. Saranno sempre sottolineati gli aspetti relativi all’alimentazione dei dispositivi ed alla valutazione, sotto questo aspetto della loro fattibilità. Per la maggior parte dei dispositivi saranno presentati e commentati filmati di procedure di impianto. - Sorgenti energetiche per dispositivi impiantabili attivi: descrizione, funzionamento e principali caratteristiche. - Telealimentazione mediante accoppiamento transcutaneo. - Telemetria bidirezionale: il metodo dell’impedenza riflessa ed altre soluzioni. - Fisiologia dei tessuti eccitabili: curva intensità – durata e parametri caratteristici. - Stimolatori cardiaci: circuito di uscita e forme d’onda tipiche nella stimolazione cardiaca, il modello elettrico del catetere di stimolazione, principali funzioni di uno stimolatore cardiaco, il codice NBG e le differenti modalità di funzionamento, funzionalità dello stimolatore orientate alla diagnostica clinica ed al follow-up, compatibilità con la risonanza magnetica nucleare. Analisi di parti selezionate di un manuale di uno stimolatore reale. Stimolatori tricamerali. - Defibrillatori – cardioversori impiantabili: generalità, utilità clinica, circuito di carica del condensatore e suo dimensionamento, valutazione dell’autonomia di un dispositivo. La rivelazione statistica di un evento, curve ROC, parametri di rivelazione. Rivelazione di VF, VT ed FVT. Terapie VF, VT ed FVT. Terapie ATP. Pacing antibradicardico post-shock. - CRT-D: generalità, utilità clinica, posizionamento del catetere per stimolazione del ventricolo sinistro, stimolazione multipoint e determinazione dei parametri. - ICM (loop recorder): generalità, utilità clinica, rivelazione dell’onda R mediante soglia dinamica, episodi riconosciuti, riconoscimento episodi, funzione holter, diario episodi, autonomia e consumi. - Stimolatore del frenico: generalità, utilità clinica, parametri di stimolazione e loro giustificazione, valutazione dell’autonomia. - Stimolatori urologici: generalità, utilità clinica, tecniche di impianto degli elettrodi, la stimolazione della vescica paralitica e della vescica iperattiva. Parametri di stimolazione. - Stimolatori antalgici: generalità, utilità clinica, tecniche di impianto di elettrodi intratecali, parametri di stimolazione. - Infusori impiantabili: generalità, utilità clinica, costituzione di un infusore impiantabile, considerazioni energetiche, modi di funzionamento. - Stimolatori encefalici: generalità, utilità clinica, tecniche di impianto elettrodi di stimolazione, parametri di stimolazione, la stimolazione ad anello chiuso. - Stimolatori gastro-intestinali: generalità, utilità clinica, tecniche di impianto, parametri di stimolazione. Uso del segnale elettro gastro entero grafico per la verifica dell’efficacia della stimolazione. - Impianti cocleari, generalità, fisiologia dell’apparato uditivo, costituzione di un sistema, tecniche di impianto. Bioimmagini Il programma del corso consiste nella descrizione dei più diffusi dispositivi per imaging medico a partire dai principi fisici. Pertanto, per ogni classe di dispositivi, verranno prima introdotte le caratteristiche dell’energia sfruttata per ottenere l’immagine e, successivamente, verrà discussa la tecnologia che consente al clinico di sfruttare tale interazione energia-materia in ottica di imaging diagnostico. Gli argomenti principali del corso sono i seguenti: - Introduzione alle bioimmagini (2h) - Dispositivi radiologici planari (8h) - Dispositivi per tomografia computerizzata e tomosintesi (8h) - Medicina nucleare, scintigrafia, dispositivi PET e SPECT (8h) - Ultrasonografia e dispositivi flussimetrici (8h) - Dispositivi per risonanza magnetica (10h) - Applicazioni diagnostiche (2h) - Normativa e dimensionamento dispositivi (4h)

Dispositivi impiantabili attivi/Bioimmagini (Bioimmagini)

Dispositivi impiantabili attivi Nel corso dell’insegnamento saranno descritte nel dettaglio le funzioni dei dispositivi di seguito elencati. Per ogni dispositivo verranno inoltre presentati e discussi alcuni aspetti progettuali caratterizzanti. Saranno sempre sottolineati gli aspetti relativi all’alimentazione dei dispositivi ed alla valutazione, sotto questo aspetto della loro fattibilità. Per la maggior parte dei dispositivi saranno presentati e commentati filmati di procedure di impianto. - Sorgenti energetiche per dispositivi impiantabili attivi: descrizione, funzionamento e principali caratteristiche. - Telealimentazione mediante accoppiamento transcutaneo. - Telemetria bidirezionale: il metodo dell’impedenza riflessa ed altre soluzioni. - Fisiologia dei tessuti eccitabili: curva intensità – durata e parametri caratteristici. - Stimolatori cardiaci: circuito di uscita e forme d’onda tipiche nella stimolazione cardiaca, il modello elettrico del catetere di stimolazione, principali funzioni di uno stimolatore cardiaco, il codice NBG e le differenti modalità di funzionamento, funzionalità dello stimolatore orientate alla diagnostica clinica ed al follow-up, compatibilità con la risonanza magnetica nucleare. Analisi di parti selezionate di un manuale di uno stimolatore reale. Stimolatori tricamerali. - Defibrillatori – cardioversori impiantabili: generalità, utilità clinica, circuito di carica del condensatore e suo dimensionamento, valutazione dell’autonomia di un dispositivo. La rivelazione statistica di un evento, curve ROC, parametri di rivelazione. Rivelazione di VF, VT ed FVT. Terapie VF, VT ed FVT. Terapie ATP. Pacing antibradicardico post-shock. - CRT-D: generalità, utilità clinica, posizionamento del catetere per stimolazione del ventricolo sinistro, stimolazione multipoint e determinazione dei parametri. - ICM (loop recorder): generalità, utilità clinica, rivelazione dell’onda R mediante soglia dinamica, episodi riconosciuti, riconoscimento episodi, funzione holter, diario episodi, autonomia e consumi. - Stimolatore del frenico: generalità, utilità clinica, parametri di stimolazione e loro giustificazione, valutazione dell’autonomia. - Stimolatori urologici: generalità, utilità clinica, tecniche di impianto degli elettrodi, la stimolazione della vescica paralitica e della vescica iperattiva. Parametri di stimolazione. - Stimolatori antalgici: generalità, utilità clinica, tecniche di impianto di elettrodi intratecali, parametri di stimolazione. - Infusori impiantabili: generalità, utilità clinica, costituzione di un infusore impiantabile, considerazioni energetiche, modi di funzionamento. - Stimolatori encefalici: generalità, utilità clinica, tecniche di impianto elettrodi di stimolazione, parametri di stimolazione, la stimolazione ad anello chiuso. - Stimolatori gastro-intestinali: generalità, utilità clinica, tecniche di impianto, parametri di stimolazione. Uso del segnale elettro gastro entero grafico per la verifica dell’efficacia della stimolazione. - Impianti cocleari, generalità, fisiologia dell’apparato uditivo, costituzione di un sistema, tecniche di impianto. Bioimmagini Il programma del corso consiste nella descrizione dei più diffusi dispositivi per imaging medico a partire dai principi fisici. Pertanto, per ogni classe di dispositivi, verranno prima introdotte le caratteristiche dell’energia sfruttata per ottenere l’immagine e, successivamente, verrà discussa la tecnologia che consente al clinico di sfruttare tale interazione energia-materia in ottica di imaging diagnostico. Gli argomenti principali del corso sono i seguenti: - Introduzione alle bioimmagini (2h) - Dispositivi radiologici planari (8h) - Dispositivi per tomografia computerizzata e tomosintesi (8h) - Medicina nucleare, scintigrafia, dispositivi PET e SPECT (8h) - Ultrasonografia e dispositivi flussimetrici (8h) - Dispositivi per risonanza magnetica (10h) - Applicazioni diagnostiche (2h) - Normativa e dimensionamento dispositivi (4h)

Dispositivi impiantabili attivi

Implantable active devices During the lessons the teacher will present in detail the working principles and features of the devices listed below. For each device, specific design issues will be discussed. The evaluation of the feasibility of a device based on the possibility of obtaining the necessary power trough available power sources will be carried out. Implant procedures of most devices will be presented through movies that will be discussed and explained. - Power sources for implantable active devices: description, workings, and main characteristics. - Remote powering through transcutaneous coupling. - Bidirectional telemetry. - Physiology of excitable tissues: intensity-duration curve and its parameters. - Cardiac stimulators: output circuit and typical waveforms of cardiac stimulation, the electrical model of the stimulation catheter, main functions of a cardiac stimulator, the NBG code and different pacing modalities, pacemaker functions oriented to diagnosis and follow-up, magnetic resonance compatibility. Analysis of selected parts of the user manual of a stimulator. Three-chamber stimulators (resynchronization therapy). - Implantable cardioverters/defibrillators: introduction, clinical need, design of the capacitor charging circuit, longevity of a device. Statistical detection of an event, ROC curves, detection parameters. Detection of ventricular fibrillation (VF), ventricular tachycardia (VT), and fast ventricular tachycardia (FVT). VF, VT, and FVT therapies. ATP therapies. Post shock pacing. - CRT-D: introduction, clinical need, positioning of the left ventricle stimulation lead, multipoint stimulation and parameter selection. - ICM (loop recorder): introduction, clinical need, dynamic threshold for R-wave detection, detected episodes, episode detection, holter function, episode log, longevity and power issues. - Phrenic nerve stimulator: introduction, clinical need, stimulation parameters, longevity evaluation. - Urological stimulators: introduction, clinical need, implant procedures of electrodes, electrical stimulation of hyper- and hypo-active bladder. Stimulation parameters. - Stimulators for pain control: introduction, clinical needs, implant procedures for intrathecal electrodes, stimulation parameters. - Implantable pumps: introduction, clinical need, different kinds of pumps, energy issues, working modalities. - Deep brain stimulators: introduction, clinical need, implant procedures of electrodes, stimulation parameters, closed loop stimulation. - Gastro/entero-stimulators: introduction, clinical need, implant procedures, stimulation parameters. How to exploit the EGEG signal to verify the effectiveness of stimulation. - Cochlear implants: introduction, clinical need, physiology of the auditory system, typical solution, implant techniques. Medical images The course describes the most widely used devices for medical imaging, starting from the physical principles upon which they are based on. Therefore, for each class of devices, the student will be first introduced to the properties of each kind of energy used to obtain the image. Secondly, the student will analyze the technologies that, taking advantage of each type of energy-matter interaction, allow the clinicians to perform diagnostic imaging. The main topics are: - Introduction to medical imaging (2 h) - Planar radiological devices (8 h) - Devices for computed tomography and tomosynthesis (8h) - Nuclear medicine, scintigraphy, PET and SPECT devices (8h) - Ultrasonography and Doppler flowmetry (8h) - Devices for magnetic resonance imaging (10h) - Diagnostic applications (2h) - Regulations and device dimensioning (4h)

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Implantable active devices During the lessons the teacher will present in detail the working principles and features of the devices listed below. For each device, specific design issues will be discussed. The evaluation of the feasibility of a device based on the possibility of obtaining the necessary power trough available power sources will be carried out. Implant procedures of most devices will be presented through movies that will be discussed and explained. - Power sources for implantable active devices: description, workings, and main characteristics. - Remote powering through transcutaneous coupling. - Bidirectional telemetry. - Physiology of excitable tissues: intensity-duration curve and its parameters. - Cardiac stimulators: output circuit and typical waveforms of cardiac stimulation, the electrical model of the stimulation catheter, main functions of a cardiac stimulator, the NBG code and different pacing modalities, pacemaker functions oriented to diagnosis and follow-up, magnetic resonance compatibility. Analysis of selected parts of the user manual of a stimulator. Three-chamber stimulators (resynchronization therapy). - Implantable cardioverters/defibrillators: introduction, clinical need, design of the capacitor charging circuit, longevity of a device. Statistical detection of an event, ROC curves, detection parameters. Detection of ventricular fibrillation (VF), ventricular tachycardia (VT), and fast ventricular tachycardia (FVT). VF, VT, and FVT therapies. ATP therapies. Post shock pacing. - CRT-D: introduction, clinical need, positioning of the left ventricle stimulation lead, multipoint stimulation and parameter selection. - ICM (loop recorder): introduction, clinical need, dynamic threshold for R-wave detection, detected episodes, episode detection, holter function, episode log, longevity and power issues. - Phrenic nerve stimulator: introduction, clinical need, stimulation parameters, longevity evaluation. - Urological stimulators: introduction, clinical need, implant procedures of electrodes, electrical stimulation of hyper- and hypo-active bladder. Stimulation parameters. - Stimulators for pain control: introduction, clinical needs, implant procedures for intrathecal electrodes, stimulation parameters. - Implantable pumps: introduction, clinical need, different kinds of pumps, energy issues, working modalities. - Deep brain stimulators: introduction, clinical need, implant procedures of electrodes, stimulation parameters, closed loop stimulation. - Gastro/entero-stimulators: introduction, clinical need, implant procedures, stimulation parameters. How to exploit the EGEG signal to verify the effectiveness of stimulation. - Cochlear implants: introduction, clinical need, physiology of the auditory system, typical solution, implant techniques. Medical images The course describes the most widely used devices for medical imaging, starting from the physical principles upon which they are based on. Therefore, for each class of devices, the student will be first introduced to the properties of each kind of energy used to obtain the image. Secondly, the student will analyze the technologies that, taking advantage of each type of energy-matter interaction, allow the clinicians to perform diagnostic imaging. The main topics are: - Introduction to medical imaging (2 h) - Planar radiological devices (8 h) - Devices for computed tomography and tomosynthesis (8h) - Nuclear medicine, scintigraphy, PET and SPECT devices (8h) - Ultrasonography and Doppler flowmetry (8h) - Devices for magnetic resonance imaging (10h) - Diagnostic applications (2h) - Regulations and device dimensioning (4h)

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Dispositivi impiantabili attivi

Dispositivi impiantabili attivi L’insegnamento è articolato in lezioni frontali ed esercitazioni in aula, nel corso delle quali vengono proposti agli studenti esercizi di calcolo o commento di procedure. Vengono presentate e commentate le procedure di impianto di alcuni dispositivi. Bioimmagini Il corso è organizzato in lezioni frontali, esercitazioni in aula, ed esercitazioni in laboratorio. I laboratori, nel numero di quattro, sono organizzati in squadre di quattro studenti e vengono distribuiti lungo il corso dell’insegnamento. Per ogni laboratorio è necessario consegnare una relazione sul lavoro svolto. Il programma dei laboratori verte sull’approfondimento delle nozioni teoriche apprese a lezione, in particolare per quanto concerne la normativa e gli ultimi ritrovati tecnologici dei diversi dispositivi per bioimmagini. Le esercitazioni hanno il compito di approfondire alcuni aspetti di dimensionamento tecnologico e/o energetico dei dispositivi per bioimmagini studiati.

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Dispositivi impiantabili attivi L’insegnamento è articolato in lezioni frontali ed esercitazioni in aula, nel corso delle quali vengono proposti agli studenti esercizi di calcolo o commento di procedure. Vengono presentate e commentate le procedure di impianto di alcuni dispositivi. Bioimmagini Il corso è organizzato in lezioni frontali, esercitazioni in aula, ed esercitazioni in laboratorio. I laboratori, nel numero di quattro, sono organizzati in squadre di quattro studenti e vengono distribuiti lungo il corso dell’insegnamento. Per ogni laboratorio è necessario consegnare una relazione sul lavoro svolto. Il programma dei laboratori verte sull’approfondimento delle nozioni teoriche apprese a lezione, in particolare per quanto concerne la normativa e gli ultimi ritrovati tecnologici dei diversi dispositivi per bioimmagini. Le esercitazioni hanno il compito di approfondire alcuni aspetti di dimensionamento tecnologico e/o energetico dei dispositivi per bioimmagini studiati.

Dispositivi impiantabili attivi

Implantable active devices The course consists of frontal lectures during which students are exposed at the description of different devices and exercise sessions during which they are requested to solve practical problems. Implant procedures are presented and fully commented. Medical images The course is organized in frontal lessons, class exercises, and laboratory activities. The laboratories are four, involve groups of four students and are distributed during the course delivery. It is necessary to deliver a report of each lab assignment. The lab activities focus on supplementary analyses of the theoretical notions learned during the lessons, specifically for what concerns the regulations and the technological upgrades of the different medical imaging devices. The class exercises are aimed to analyze in more details some aspects of technological and energetic dimensioning of the studied imaging devices.

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Implantable active devices The course consists of frontal lectures during which students are exposed at the description of different devices and exercise sessions during which they are requested to solve practical problems. Implant procedures are presented and fully commented. Medical images The course is organized in frontal lessons, class exercises, and laboratory activities. The laboratories are four, involve groups of four students and are distributed during the course delivery. It is necessary to deliver a report of each lab assignment. The lab activities focus on supplementary analyses of the theoretical notions learned during the lessons, specifically for what concerns the regulations and the technological upgrades of the different medical imaging devices. The class exercises are aimed to analyze in more details some aspects of technological and energetic dimensioning of the studied imaging devices.

Dispositivi impiantabili attivi

Dispositivi impiantabili attivi Il docente renderà disponibile tutto il materiale presentato a lezione. Saranno inoltre messi a disposizione degli studenti i manuali dei dispositivi presentati e discussi a lezione e altro materiale per eventuali approfondimenti. Sono disponibili le videoregistrazioni delle lezioni dell'anno precedente. Bioimmagini Slide fornite dal docente ed articoli scientifici di recente pubblicazione su tecniche particolari. Il testo consigliato è “Bioimmagini”, Valli e Coppini, Collana di Ingegneria Biomedica, Pàtron Editore.

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Dispositivi impiantabili attivi Il docente renderà disponibile tutto il materiale presentato a lezione. Saranno inoltre messi a disposizione degli studenti i manuali dei dispositivi presentati e discussi a lezione e altro materiale per eventuali approfondimenti. Sono disponibili le videoregistrazioni delle lezioni dell'anno precedente. Bioimmagini Slide fornite dal docente ed articoli scientifici di recente pubblicazione su tecniche particolari. Il testo consigliato è “Bioimmagini”, Valli e Coppini, Collana di Ingegneria Biomedica, Pàtron Editore.

Dispositivi impiantabili attivi

Implantable active devices The teacher will provide students with all the material presented during the course: handouts, user manuals, and other materials to deepen the knowledge. Medical images Slides provided by the teacher and recently published scientific papers on specific techniques. Book recommended: "Bioimmagini", Valli e Coppini, Collana di Ingegneria Biomedica, Pàtron Editore.

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Implantable active devices The teacher will provide students with all the material presented during the course: handouts, user manuals, and other materials to deepen the knowledge. Medical images Slides provided by the teacher and recently published scientific papers on specific techniques. Book recommended: "Bioimmagini", Valli e Coppini, Collana di Ingegneria Biomedica, Pàtron Editore.

Dispositivi impiantabili attivi

Modalità di esame: Prova scritta a risposta aperta o chiusa tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus);

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Modalità di esame:

Dispositivi impiantabili attivi

Dispositivi Impiantabili Attivi L'esame ha lo scopo di verificare le conoscenze acquisite dagli studenti, la capacità di elaborare in modo critico gli argomenti presentati a lezione e di risolvere esercizi relativi ai dispositivi presentati. Gli esercizi saranno simili a quelli presentati in aula, ma potranno contenere varianti tese a verificare la capacità degli studenti di adattare quanto appreso alla soluzione di problemi differenti da quelli espressamente trattati a lezione ed esercitazione. L'esame comprende una prima parte consistente in quindici domande a risposta guidata ed una seconda parte consistente in quattro 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 tre 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 0,33 punti ed ogni risposta non data non è considerata. La votazione minima che lo studente deve ottenere è pari a 8,0 punti; lo studente che non raggiunge la soglia è riprovato. La seconda parte dell’esame ha la durata di 45 minuti. Le quattro 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 4,5 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. Bioimmagini L'esame è finalizzato a verificare la conoscenza e la capacità di elaborare in modo critico gli argomenti presentati a lezione e la capacità di risolvere esercizi di calcolo relativi ai dispositivi presentati. Le domande verteranno sugli argomenti trattati durante le lezioni e su quelli discussi durante i laboratori e potranno essere sia di tipo teorico, che esercizi di dimensionamento di dispositivi o di specifiche parti di essi. Operativamente, l’esame si svolgerà sfruttando la piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring. L’esame è in forma scritta e consta di quattro domande (o esercizi, o combinazione di domande ed esercizi) a risposta aperta, ognuna delle quali è valutata fino ad un massimo di 8 punti. La durata della prova e di 60 minuti. Le relazioni di laboratorio che riassumono il progetto di gruppo, corrette e discusse, sono valutate, complessivamente, fino ad un massimo di 6 punti. Il voto finale d’esame viene calcolato sommando i quattro punteggi migliori sui cinque disponibili (le quattro domande e le relazioni di laboratorio). Se il voto così determinato è maggiore di 30,5 allo studente viene assegnata la lode. Durante la prova d'esame non sarà consentito agli studenti di consultare appunti, libri di testo o qualunque altro materiale. Sarà consentito solo l'uso della calcolatrice messa a disposizione dal sistema di proctoring. Il voto finale del corso integrato 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.

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Dispositivi impiantabili attivi

Exam: Computer-based written test with open-ended questions or multiple-choice questions using the Exam platform and proctoring tools (Respondus);

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Exam:

Dispositivi impiantabili attivi

Implantable Active Devices The final exam aims at evaluating the knowledge acquired by the students, their capability to critically elaborate the theoretical concepts presented during the lessons and to solve exercises regarding the presented devices. The exercises will be similar to those presented during the exercise sessions, but may include variations aimed at verifying the ability of the student to adapt the acquired knowledge to different problems. The exam is a written test composed by two different parts: the first part consists of fifteen closed-answer questions and the second one consists of four questions with open numerical answers. The two parts will be held in the same day. The first part, consisting of fifteen closed-answer questions, lasts 15 minutes. Each question has three possible answers, only one of these is correct. The student will be allowed to select one of the answers or not to answer the question. The first part corresponds up to 15 points that are obtained as follows: each correct answer increases the score by 1 point, each wrong answer decreases the score by 0.33 points, unanswered questions do not modify the score. Students are required to be over a threshold of 8/15. The second part, including four short exercises with open numerical answer, lasts 45 minutes. The student will be required to provide a numerical answer. The text of the exercise will specify the maximum acceptable error (as absolute or percentage value) and the unit of measurement required for the numerical answer. Each correct answer increases the score of 4.5 points, wrong answers do not lead to score penalty. The maximum score for the second part is 18. The final score is obtained by summing the results of the first and the second part (up to 15 for the closed-answer questions and up to 18 for the exercises with numerical answer). It is then possible to reach 33 points. If the final score is higher than 30.5 the exam is passed with Laude. During both parts of the exam students are not allowed to use handouts, textbooks or any other material. For both parts it is possible to use only the scientific calculator made available by the proctoring system. Medical images The final exam aims at evaluating the knowledge acquired by the students, their capability to critically elaborate the theoretical concepts presented during the lessons and to solve exercises regarding the presented devices. The questions will focus on the topics presented during the lessons and on the subjects of the group works. The exam may consist of theoretical questions and of exercises about the design of imaging devices or part of such. From a practical point of view, the exam will be carried out by using the “Exam” platform, integrated with proctoring instruments. The exam, in written form, will consists of four open-answer questions (or exercises, or combination of such) and will last 1 hour. Each question can be evaluated with a maximum of 8 points. The reports of the group works (i.e. “laboratori”) will be evaluated up to a maximum of 6 points. The final mark will be the sum of the best four marks out of five (i.e. the 4 questions of the exam and the evaluation of the group works). Students whose final mark will exceed 30,5 will get the “laude”. During the exam, students will not be allowed to use books, handnotes, exercise, slides, or any other material. For both parts it is possible to use only the scientific calculator made available by the proctoring system. The overall score of the integrated course will be obtained as the average of the raw scores (without any approximation) obtained in each module. The average will then be approximated to the nearest integer. If a student exceeds the score of 30.5 the exam is passed with Laude.

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Modalità di esame: Prova scritta a risposta aperta o chiusa tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus);

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Modalità di esame:

Dispositivi impiantabili attivi

Dispositivi Impiantabili Attivi L'esame ha lo scopo di verificare le conoscenze acquisite dagli studenti, la capacità di elaborare in modo critico gli argomenti presentati a lezione e di risolvere esercizi relativi ai dispositivi presentati. Gli esercizi saranno simili a quelli presentati in aula, ma potranno contenere varianti tese a verificare la capacità degli studenti di adattare quanto appreso alla soluzione di problemi differenti da quelli espressamente trattati a lezione ed esercitazione. L'esame comprende una prima parte consistente in quindici domande a risposta guidata ed una seconda parte consistente in quattro 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 tre 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 0,33 punti ed ogni risposta non data non è considerata. La votazione minima che lo studente deve ottenere è pari a 8,0 punti; lo studente che non raggiunge la soglia è riprovato. La seconda parte dell’esame ha la durata di 45 minuti. Le quattro 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 4,5 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. Bioimmagini L'esame è finalizzato a verificare la conoscenza e la capacità di elaborare in modo critico gli argomenti presentati a lezione e la capacità di risolvere esercizi di calcolo relativi ai dispositivi presentati. Le domande verteranno sugli argomenti trattati durante le lezioni e su quelli discussi durante i laboratori e potranno essere sia di tipo teorico, che esercizi di dimensionamento di dispositivi o di specifiche parti di essi. Operativamente, l’esame si svolgerà sfruttando la piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring. L’esame è in forma scritta e consta di quattro domande (o esercizi, o combinazione di domande ed esercizi) a risposta aperta, ognuna delle quali è valutata fino ad un massimo di 8 punti. La durata della prova e di 60 minuti. Le relazioni di laboratorio che riassumono il progetto di gruppo, corrette e discusse, sono valutate, complessivamente, fino ad un massimo di 6 punti. Il voto finale d’esame viene calcolato sommando i quattro punteggi migliori sui cinque disponibili (le quattro domande e le relazioni di laboratorio). Se il voto così determinato è maggiore di 30,5 allo studente viene assegnata la lode. Durante la prova d'esame non sarà consentito agli studenti di consultare appunti, libri di testo o qualunque altro materiale. Sarà consentito solo l'uso della calcolatrice messa a disposizione dal sistema di proctoring. Il voto finale del corso integrato 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.

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Dispositivi impiantabili attivi

Exam: Computer-based written test with open-ended questions or multiple-choice questions using the Exam platform and proctoring tools (Respondus);

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Exam:

Dispositivi impiantabili attivi

Implantable Active Devices The final exam aims at evaluating the knowledge acquired by the students, their capability to critically elaborate the theoretical concepts presented during the lessons and to solve exercises regarding the presented devices. The exercises will be similar to those presented during the exercise sessions, but may include variations aimed at verifying the ability of the student to adapt the acquired knowledge to different problems. The exam is a written test composed by two different parts: the first part consists of fifteen closed-answer questions and the second one consists of four questions with open numerical answers. The two parts will be held in the same day. The first part, consisting of fifteen closed-answer questions, lasts 15 minutes. Each question has three possible answers, only one of these is correct. The student will be allowed to select one of the answers or not to answer the question. The first part corresponds up to 15 points that are obtained as follows: each correct answer increases the score by 1 point, each wrong answer decreases the score by 0.33 points, unanswered questions do not modify the score. Students are required to be over a threshold of 8/15. The second part, including four short exercises with open numerical answer, lasts 45 minutes. The student will be required to provide a numerical answer. The text of the exercise will specify the maximum acceptable error (as absolute or percentage value) and the unit of measurement required for the numerical answer. Each correct answer increases the score of 4.5 points, wrong answers do not lead to score penalty. The maximum score for the second part is 18. The final score is obtained by summing the results of the first and the second part (up to 15 for the closed-answer questions and up to 18 for the exercises with numerical answer). It is then possible to reach 33 points. If the final score is higher than 30.5 the exam is passed with Laude. During both parts of the exam students are not allowed to use handouts, textbooks or any other material. For both parts it is possible to use only the scientific calculator made available by the proctoring system. Medical images The final exam aims at evaluating the knowledge acquired by the students, their capability to critically elaborate the theoretical concepts presented during the lessons and to solve exercises regarding the presented devices. The questions will focus on the topics presented during the lessons and on the subjects of the group works. The exam may consist of theoretical questions and of exercises about the design of imaging devices or part of such. From a practical point of view, the exam will be carried out by using the “Exam” platform, integrated with proctoring instruments. The exam, in written form, will consists of four open-answer questions (or exercises, or combination of such) and will last 1 hour. Each question can be evaluated with a maximum of 8 points. The reports of the group works (i.e. “laboratori”) will be evaluated up to a maximum of 6 points. The final mark will be the sum of the best four marks out of five (i.e. the 4 questions of the exam and the evaluation of the group works). Students whose final mark will exceed 30,5 will get the “laude”. During the exam, students will not be allowed to use books, handnotes, exercise, slides, or any other material. For both parts it is possible to use only the scientific calculator made available by the proctoring system. The overall score of the integrated course will be obtained as the average of the raw scores (without any approximation) obtained in each module. The average will then be approximated to the nearest integer. If a student exceeds the score of 30.5 the exam is passed with Laude.

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