Nella medicina contemporanea, in particolare nella pratica chirurgica oncologica, ma non solo, si stanno affermando sempre più spesso le terapie basate sullo scambio termico. Sono esempi l’ipertermia e la criogenia. La finalità di questo insegnamento è di fornire gli strumenti per sviluppare lo studio, l’analisi e la progettazione di strumentazione finalizzata alle applicazioni termiche in medicina.

L'insegnamento si prefigge di affrontare in modo dettagliato l’analisi dei meccanismi di scambio termico nei tessuti biologici e, più in generale, nella soft matter. In particolare nell’ambito dell’ingegneria biomedica si prevede che lo studente apprenda le tecniche di progettazione strumentale e di controllo clinico dei fenomeni termofisici alla base del funzionamento della strumentazione biomedicale per le terapie termiche. Nell'ambito dell'Ingegneria energetica, ci si attende che lo studente abbia acquisito le competenze per progettare i sistemi termici e criogenici funzionali alle applicazioni industriali nel settore biomedicale. In generale, lo studente alla fine dell'insegnamento saprà conoscerà i fondamenti fisici di funzionamento delle tecniche in uso nelle terapie termiche e l'interazione delle stesse con l'organismo in modo da impostare uno studio progettuale di strumentazione per le applicazioni termiche in medicina.

Conoscenza dei concetti base di analisi matematica, chimica, fisica generale, termodinamica applicata e trasmissione del calore.

Fondamenti di trasmissione del calore nel corpo umano. Elementi di Biofisica. Modelli per la definizione della dose termica. Le alterazioni termiche irreversibili nei tessuti. Termometria clinica. Sorgenti elettromagnetiche di calore. Sorgenti ultrasuoni di calore. Modelli numerici per la pianificazione della terapia termica. Metodi e strumenti esterni per la terapia termica. Metodi e strumenti interstiziali per la terapia medica. Strumenti per il trattamento clinico esterno. Strumenti per il trattamento cateterizzato. Guide basate sull’imaging per le terapie termiche. Ipertermia a supporto di altre terapie nei tumori. Uso di nanoparticelle e laser nella terapia termica. Ablazione termica. Elementi di statistica medica per la pianificazione degli esperimenti sui dispositvi termici biomedici.

L'insegnamento prevede la stesura di un elaborato individuale su un argomento individuato ed assegnato dal docente, seguendo un template presente nel materiale didattico dell'insegnamento.

L'insegnamento è organizzato in lezioni frontali che sviluppano la teoria di base per le applicazioni termiche e che affrontano le diverse tecniche termiche in medicina. Si affiancano semplici applicazioni numeriche e descrizioni di apparati strumentali per le applicazioni termiche.

U. Lucia, Elementi di Ingegneria delle Terapie Termiche, CLUT, TORINO, 2017

Libro di testo;

Modalità di esame: Elaborato progettuale individuale;

Exam: Individual project;

... L'obiettivo dell'esame è verificare se lo studente abbia acquisito una corretta metodologia di analisi e applicazione delle terapie termiche, in particolare se è stata maturata una autonomia tecnica nella valutazione delle metodologie applicative cliniche delle terapie termiche. L’esame consiste in un elaborato individuale su un tema assegnato inerente l'applicazione dei concetti acquisiti durante le lezioni o lo studio autonome del testo consigliato, in relazione ad un caso reale o simolato. Il voto consiste nella valutazione della maturità tecnico-scientifica raggiunta nell'individuare gli aspetti ingegneristici dell'ambito medico su cui si svolge la relazione.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.