L'insegnamento descrive aspetti progettuali, sia meccanici, sia elettronici, sia di controllo, di ausili per persone con varie forme di disabilità. Il corso è focalizzato su aspetti motori ma, a seconda delle esigenze degli studenti, potrebbe estendersi ad aspetti sensoriali. Saranno trattati aspetti di prevenzione della disabilità, di quantificazione del deficit, di riabilitazione del soggetto affetto.

Saranno discusse limitazioni motorie (ed eventualmente sensoriali) e le tecniche per ridurre il conseguente handicap. Se necessario saranno integrate necessarie conoscenze di fisica, elettrotecnica, elettronica, meccanica e fisiologia del sistema neuromuscolare. Saranno approfonditi aspetti di analisi del movimento.
Saranno infine descritti i criteri di progetto, le alternative e le modalità di realizzazione di dispositivi e ausili per disabili, di sistemi per terapia domiciliare, tecniche di biofeedback, sistemi di controllo esterno di arti paralizzati o protesi sostitutive di arti amputati, ausili elettrici e veicoli per disabili.

Buone conoscenze di fisica, meccanica, elettrotecnica e di elettronica di base

Obiettivi dell’insegnamento.
Il corso si propone di presentare e discutere a) i metodi di indagine e la strumentazione per l’analisi e la misura della funzione motoria, b) gli ausili per la mobilità di persone con disabilità motorie, c) le tecniche per il controllo di arti paralizzati, d) le protesi di arto inferiore e di arto superiore e i loro sistemi di controllo, e) cenni a protesi visive e acustiche e a sistemi di comunicazione per disabili gravi.

Prerequisiti e competenze richieste.
Elementi di anatomia e fisiologia del sistema neuromuscolare. Buone basi di fisica, di elettrotecnica, ed elettronica, di meccanica, di teoria dei segnali e di teoria dei controlli automatici.

Programma del corso.
Test di valutazione degli studenti e presentazione del corso.
Richiami di fisica, meccanica, elettrotecnica ed elettronica, richiami di fisiologia e patologia del sistema nervoso centrale e periferico. Forme di disabilità motoria. (circa 10-12 ore).
Elementi di ingegneria, fisiologia e patologia del sistema neuromuscolare e del controllo motorio. Meccanismi centrali, spinali e periferici. Tecniche di prelievo, condizionamento, elaborazione e interpretazione del segnale elettromiografico ad ago e cutaneo. Riflessi, spasticità e loro techiche di analisi e misura. Strumenti di valutazione quantitativa delle prestazioni motorie. (circa 20 ore).
Ingegneria della riabilitazione motoria: principi generali. Dispositivi e tecniche di biofeedback. Controllo esterno di arti paralizzati e tecniche di stimolazione elettrica neuromuscolare a scopo funzionale o terapeutico. Criteri di progetto di neurostimolatori. Protesi di arto superiore, protesi a controllo mioelettrico. Neuroprotesi e dispositivi impiantabili. Sedie a rotelle elettriche (circa 20 ore)
Prevenzione della disabilità. Riduzione della disabilità. Domotica. Modificazioni dell’ambiente di vita e di lavoro per il disabile motorio. Cenni a protesi sensoriali e per la comunicazione. (circa 10-12 ore).

Esercitazioni / Laboratori
Esercitazioni in aula. 1-2 esercitazioni di laboratorio presso il LISiN.

R. Cooper, Rehabilitation Engneering applied to mobility and manipulation, Inst. of Physics Publishing, 1995.

H.N. Teodorescu, L. Jain, Intelligent systems and technologies in rehabilitation engineering, CRC Press, 2001.

R. Merletti, P. Parker, Electromyography: physiology, engineering and noninvasive applications,
J. Wiley and IEEE press, 2004.

T. Leo, G. Rizzolatti, Bioingegneria della riabilitazione, Patron Editore, Quarto Inferiore (BO) 1987.

Biondi E., Emiliani P., Morasso P. Protesi e ausili per la comunicazione , Patron Editore, Quarto Inferiore (BO), 1995.

Cappello A., Cappozzo A, Prampero P.E Bioingegneria della postura e del movimento Patron Editore, Quarto Inferiore (BO), 2003.

Modalità di esame
L’esame è scritto ed eventualmente orale (20-30 minuti con 3-4 domande). Un tema sperimentale eventualmente sviluppato in laboratorio dallo studente (tesina) può sostituire l'esame scritto.