L’insegnamento ha lo scopo di 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.
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.
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.
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.
Lo studente deve avere una buona preparazione di fisica e di elettronica. La conoscenza della Direttiva Dispositivi Medici 93/42, dell suo ampliamento 2007/47 e del recente Regolamento (UE) 2017/745 costituisce prerequisito importante. E' importante la conoscenza relativa ai principi di funzionamento di apparecchi per il prelievo di biopotenziali e stimolazione ad alta o bassa energia, la capacità di risolvere semplici circuiti elettrici ed elettronici, e la conoscenza degli aspetti principali relativi alla fisiologia dei principali apparati del corpo umano.
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.
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 (1.5h)
- Dispositivi radiologici planari (7.5h)
- Dispositivi per tomografia computerizzata e tomosintesi (7.5h)
- Medicina nucleare, scintigrafia, dispositivi PET e SPECT (7.5h)
- Dispositivi per metodi ottici (6h)
- Ultrasonografia e dispositivi flussimetrici (7.5h)
- Dispositivi per risonanza magnetica (7.5h)
- Dispositivi per imaging ottico (3h)
- Applicazioni diagnostiche (3h)
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)
Il corso è organizzato in lezioni frontali ed esercitazioni in aula. Le esercitazioni hanno il compito di approfondire alcuni aspetti di dimensionamento tecnologico e/o energetico dei dispositivi per bioimmagini studiati e di approfondire delle nozioni teoriche apprese a lezione, in particolare per quanto concerne la normativa e gli ultimi ritrovati tecnologici dei diversi dispositivi per bioimmagini.
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.
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.
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.
Slides;
Lecture slides;
E' possibile sostenere l’esame in anticipo rispetto all’acquisizione della frequenza
You can take this exam before attending the course
Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova scritta in aula tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;
Exam: Written test; Computer-based written test in class using POLITO platform;
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L'esame, svolto in forma scritta, 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. L’esame consta di quattro domande a risposta aperta, ognuna delle quali è valutata fino ad un massimo di 8 punti. La durata della prova e di 60 minuti. Durante la prova d'esame non sarà consentito agli studenti di consultare appunti, libri di testo o qualunque altro materiale. Il voto finale d’esame viene calcolato sommando i quattro punteggi. Se il voto così determinato è maggiore di 30,5 allo studente viene assegnata la lode.
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.
Exam: Written test; Computer-based written test in class using POLITO platform;
The final exam aims at evaluating the student capability of solving exercises similar to those presented during the exercise sessions and to critically elaborate the theoretical concepts presented during the lessons. The written exam consists of four open questions, each of which is evaluated up to 8 points. The exam lasts 60 minutes. The lab reports, which summarize the group project, corrected and discussed, are overall evaluated up to 6 points. The final mark is calculated summing the four better marks among the five marks (four questions and the lab reports score). If the final score is higher than 30.5 the exam is passed with Laude. During the exam students are not allowed to use handouts, textbooks or any other material.
In addition to the message sent by the online system, students with disabilities or Specific Learning Disorders (SLD) are invited to directly inform the professor in charge of the course about the special arrangements for the exam that have been agreed with the Special Needs Unit. The professor has to be informed at least one week before the beginning of the examination session in order to provide students with the most suitable arrangements for each specific type of exam.