L’obiettivo è fornire agli studenti le conoscenze e gli strumenti metodologici necessari per affrontare il processo di progettazione di dispositivi medici, dalla fase di concezione iniziale fino allo sviluppo di prototipi funzionali. Il corso si propone inoltre di consentire agli studenti di pianificare e gestire un progetto di sviluppo pre‑industrializzazione nel campo dell’ingegneria biomedica, a partire dall’analisi dei requisiti clinici e funzionali fino alla definizione dell’architettura del sistema. A tal fine, gli studenti acquisiranno i fondamenti della progettazione elettronica biomedica, con particolare attenzione alla scelta dei sensori, ai sistemi di acquisizione dei segnali, ai microcontrollori e alle architetture embedded utilizzate per il controllo dei dispositivi e l’elaborazione dei dati.
scheda docente materiale didattico
• l'idea progettuale, dal problema all'ideazione di possibili progetti e criteri di scelta tra diverse soluzioni.
• Principi base per la prototipazione e la realizzazione di una proof-of-concept
• Sviluppo delle interfacce software e dei sistemi di comunicazione necessari per la gestione del dispositivo e per l’interazione con l’utente o con sistemi esterni.
• Protocolli di trasmissione dei dati, con riferimento alle tecnologie comunemente impiegate anche nei dispositivi medici portatili e indossabili.
• Tecniche di pre-elaborazione dei segnali in remoto o direttamente a bordo del dispositivo (on-board processing) con attenzione particolare alla riduzione del rumore, la compressione dei dati e l’ottimizzazione del consumo energetico.
• Cenni di strumenti e metodologie di “digital manufacturing” per i dispositivi biomedici: prototipazione rapida, la stampa 3D e l’integrazione tra progettazione elettronica, modellazione CAD e fabbricazione digitale
• Ciclo di sviluppo e test dei dispositivi.
• Elementi normativi necessari alla progettazione e alla validazione di specifici dispositivi presi come casi di studio: requisiti regolatori i influenza sulle scelte progettuali.
• Documentazione tecnica e le procedure di verifica.
• Il trasferimento tecnologico e la valorizzazione industriale delle soluzioni sviluppate: protezione della proprietà intellettuale, le strategie di brevettazione e principali problematiche associate al passaggio dal prototipo alla produzione.
-Materiale fornito dal docente sulla piattaforme istituzionali di sharing
Programma
L’obiettivo complessivo del corso è fornire agli studenti una visione integrata e interdisciplinare del processo di progettazione dei dispositivi medici, mettendoli in grado di comprendere e affrontare le principali sfide tecniche, metodologiche e applicative tipiche dello sviluppo di tecnologie biomedicali innovative. il programma prevede lo sviluppo dei seguenti argomenti:• l'idea progettuale, dal problema all'ideazione di possibili progetti e criteri di scelta tra diverse soluzioni.
• Principi base per la prototipazione e la realizzazione di una proof-of-concept
• Sviluppo delle interfacce software e dei sistemi di comunicazione necessari per la gestione del dispositivo e per l’interazione con l’utente o con sistemi esterni.
• Protocolli di trasmissione dei dati, con riferimento alle tecnologie comunemente impiegate anche nei dispositivi medici portatili e indossabili.
• Tecniche di pre-elaborazione dei segnali in remoto o direttamente a bordo del dispositivo (on-board processing) con attenzione particolare alla riduzione del rumore, la compressione dei dati e l’ottimizzazione del consumo energetico.
• Cenni di strumenti e metodologie di “digital manufacturing” per i dispositivi biomedici: prototipazione rapida, la stampa 3D e l’integrazione tra progettazione elettronica, modellazione CAD e fabbricazione digitale
• Ciclo di sviluppo e test dei dispositivi.
• Elementi normativi necessari alla progettazione e alla validazione di specifici dispositivi presi come casi di studio: requisiti regolatori i influenza sulle scelte progettuali.
• Documentazione tecnica e le procedure di verifica.
• Il trasferimento tecnologico e la valorizzazione industriale delle soluzioni sviluppate: protezione della proprietà intellettuale, le strategie di brevettazione e principali problematiche associate al passaggio dal prototipo alla produzione.
Testi Adottati
-BRONZINO - BIOMEDICAL ENGINEERING HANDBOOK, TAYLOR AND FRANCIS GROUP-Materiale fornito dal docente sulla piattaforme istituzionali di sharing
Modalità Frequenza
La frequenza non è obbligatoria ma fortemente consigliata al fine di lavorare anche praticamente da singoli o in team sulle possibili attività progettualiModalità Valutazione
Prova scritta e/o orale con verifica delle competenze sulle attività progettuali.