LAUREA IN INGEGNERIA BIOMEDICA

1. LAUREA IN INGEGNERIA BIOMEDICA http://www.dei.unipd.it/corsi/bioingegneria

2. La Bioingegneria e' dunque fortemente interdisciplinare e rivolta al mondo dell'ingegneria, della biologia e della medicina. INGEGNERIA BIOMEDICA La biologia e' il nuovo paradigma dell'ingegneria come lo sono stati, nel recente passato, l'elettronica e l'informatica. L’Ingegneria BiomedicaoBioingegneria è una disciplina che, mediante l’integrazione delle scienze ingegneristiche (elettronica, informatica, meccanica, chimica) con quelle biomediche, consente di migliorare le conoscenze in ingegneria, biologia e medicina, ed inoltre di migliorare la cura della salute umana

3. PRINCIPALI SBOCCHI OCCUPAZIONALI - sanita': servizi di ingegneria clinica, reparti di tecnologie biomediche, servizi di telemedicina; - industria biomedica: sistemi, apparecchiature, protesi, materiali per diagnosi, cura e riabilitazione; - industria farmaceutica, alimentare, biotecnologica e ambientale; - servizi e societa' di ingegneria: progettazione di sistemi sanitari, gestione delle tecnologie biomediche, progettazione e gestione di servizi di teleassistenza.

4. ESEMPIO 1 • STUDIARE SISTEMI BIOLOGICI MEDIANTE L’USO DI METODI E MODELLI FISICO-MATEMATICI COSA FA L’INGEGNERE BIOMEDICO L’Ingegnere Biomedico opera all’interno del sistema sanitario, nel mondo della ricerca e della produzione e rappresenta una figura indispensabile per molti compiti

5. STUDIO DI SISTEMI BIOLOGICI MEDIANTE L’USO DI METODI E MODELLI FISICO-MATEMATICI + SISTEMA FISIOLOGICO + dx/dt = f(x,t,p) + u(t) y(t) = g(t, x, p) + v(t) A Produzione, trasporto, utilizzazione Masse negli organi e nei tessuti Controlli D - MODELLO MATEMATICO (=INSIEME DI EQUAZIONI) CHE DESCRIVE IL SISTEMA FISIOLOGICO MISURE MISURE ? B ... ... C POOL POOL ACCESSIBILE ACCESSIBILE Misure da cui si mettono a punto i modelli: funzioni del tempo monodimensionali (segnali) o bidimensionali (immagini)

6. Equazioni differenziali che descrivono il sistema glucosio-insulina Tessuti Fegato Glucosio Insulina Remota Insulina Plasmatica ESEMPIO 1a:Modello per stimare QUANTO BENEL’INSULINA REGOLA IL GLUCOSIO(malattia del diabete)

7. ESEMPIO 1b: Imaging con Risonanza Magnetica dell’emodinamica cerebrale per stimare flusso e volume del sangue nel cervello ANALISI MATEMATICA Mappa del Flusso Ematico Mappa del Volume Ematico LIVELLO DI PIXEL IMMAGINE DI RISONANZA (es. uso nella diagnosi della stenosi carotidea)

8. Y x Y y y z o X x Gi z O Gi-O X O x(cosax, cosay, cosaz) y(cosbx, cosby, cosbz) z(cosgx, cosgy, cosgz) o (ox, oy, oz) Z ESEMPIO 1c: Modelli biomeccanici per lo studio del movimento umano Z

9. Variazione del Centro di Pressione al Sedile durante 10 pagaiate ESEMPIO 1d: Applicazione di modelli biomeccanici all’ottimizzazione del gesto sportivo

10. ESEMPIO 2 • SVILUPPO DI METODI DI ELABORAZIONE E TRATTAMENTO DI DATI, SEGNALI E IMMAGINI BIOLOGICHE E MEDICHE COSA FA L’INGEGNERE BIOMEDICO L’Ingegnere Biomedico opera all’interno del sistema sanitario, nel mondo della ricerca e della produzione e rappresenta una figura indispensabile per molti compiti

11. Elettroencefalogramma (es. diagnosi epilessia) • SVILUPPO DI METODI DI ELABORAZIONE E TRATTAMENTO DI DATI, SEGNALI E IMMAGINI BIOLOGICHE E MEDICHE ESEMPIO 2a: Analisi di segnali (elettroencefalografici, elettrocardiografici, elettromiografici, ...) o immagini per diagnosi

12. Elettrocardiogramma (es. diagnosi aritmie) Elettromiogramma (es. diagnosi neuropatie)

13. ESEMPIO 2b: identificazione automatizzata dei contorni cellulari nell’endotelio corneale per valutare l’utilizzabilita’ per trapianto. ESEMPIO 2c: analisi di fotografie della retina ottenuta con fundus camera per diagnosticare retinopatie in modo automatizzato.

14. ESEMPIO 2d: Capire quali geni si esprimono e come interagiscono tra loro in varie situazioni sfruttando dati di microarray di dna (BIOINFORMATICA) ... ... 20 GENE NETWORK 10 • Analisi delle sequenze temporali del livello di espressione dei vari geni 0 ... nestin GRa4 livello espressione GAD65 min 0 20 40 60 80 Studio in vitro di cellule muscolari (incubate in insulina), con un campionamento ogni 10 minuti

15. ESEMPIO 3 • SVILUPPARE STRUMENTAZIONE E DISPOSITIVI DIAGNOSTICI E TERAPEUTICI A TECNOLOGIA AVANZATA COSA FA L’INGEGNERE BIOMEDICO L’Ingegnere Biomedico opera all’interno del sistema sanitario, nel mondo della ricerca e della produzione e rappresenta una figura indispensabile per molti compiti

16. ESEMPIO 3a: strumentazione di misura per elettrocardiografia ESEMPIO 3b: pacemaker per il controllo della pulsatilita’ cardiaca

17. ESEMPIO 3c: robot per uso in interventi chirurgici

18. ESEMPIO 4 • SVILUPPARE TECNOLOGIE PER LA DISABILITA’, PROTESI E ORGANI ARTIFICIALI COSA FA L’INGEGNERE BIOMEDICO L’Ingegnere Biomedico opera all’interno del sistema sanitario, nel mondo della ricerca e della produzione e rappresenta una figura indispensabile per molti compiti

19. ESEMPIO 4a: Impianto cocleare (“orecchio bionico”) per sordi profondi

20. filling 95% filling 93% filling 96% filling 100% ESEMPIO 4b: Protesi dentali Modello virtuale solido e numerico di un sistema implantare multiplo

21. ESEMPIO 4c: Ginocchio artificiale Radiografia e illustrazione di un'articolazione sana. Radiografia e immagine di articolazione affetta da artrosi.

22. ESEMPIO 5 • STUDIO DI BIOMATERIALI E INGEGNERIA DEI TESSUTI BIOLOGICI COSA FA L’INGEGNERE BIOMEDICO L’Ingegnere Biomedico opera all’interno del sistema sanitario, nel mondo della ricerca e della produzione e rappresenta una figura indispensabile per molti compiti

23. ESEMPIO 5a: Sintesi di pelle artificiale per curare lesioni alla cute

24. ESEMPIO 6 • SVILUPPO DI TECNOLOGIE DELL’INFORMATICA E DELLE TELECOMUNICAZIONI PER LA SANITA’ COSA FA L’INGEGNERE BIOMEDICO L’Ingegnere Biomedico opera all’interno del sistema sanitario, nel mondo della ricerca e della produzione e rappresenta una figura indispensabile per molti compiti

25. Laboratori analisi Reparti Accettazione Rete Locale (LAN) Radiologia PACS Amministrazione Elaboratore centrale ESEMPIO 6a: gestione informatizzata di dati sanitari

26. Sistema di telecomunicazione Casa Paziente Centro clinico Protocollo terapia Patient Unit Medical Unit Dati del paziente Strumento di misura Medici Paziente ESEMPIO 6b: sistemi di Telemedicina

27. LAUREE IN INGEGNERIA BIOMEDICA IN ITALIA

28. 12 LAUREE TRIENNALI ATTUALMENTE ATTIVE CATANZARO BOLOGNA CAGLIARI Politecnico di MILANO " " " " " " " " PAVIA " " " " " " " " " " PADOVA " " " " " " " " " " " " Politecnico di TORINO " " " " " " " " " " " " " " " " " " GENOVA " " " " " " " " " " " " " " PISA Politecnico delle Marche - ANCONA " " " " " " " " " " " " " " " " Università Campus Biomedico - ROMA " " " " " " " " " " " " NAPOLI " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " • Inoltre, Indirizzo “Ingegneria Biomedica” in: • Laurea in Ingegneria Elettronica a TRIESTE • Lauree in Ingegneria Elettronica e Meccanica a FIRENZE

29. 14 LAUREE SPECIALISTICHE ATTUALMENTE ATTIVE BOLOGNA Politecnico di MILANO " " " TRIESTE " " " " " PAVIA " " " " " " " " " " PADOVA " " " " " " " " " " " " Politecnico di TORINO " " " " " " " " " " " " " " " " " " GENOVA " " " " FIRENZE " " " " " " " " " " PISA " " " Politecnico delle Marche - ANCONA " " " Università Tor Vergata - ROMA Università La Sapienza - ROMA Università Campus Biomedico - ROMA " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " NAPOLI " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "

30. PERCHE’ A PADOVA

31. NOTE STORICHE • 1968: Corso di “Elettronica Biomedica”, primo dell’area Bioingegneria in Italia, presso la Facoltà di Ingegneria dell’Università Padova (titolare Prof. G.Francini) • 1968: Laboratorio di Elettronica Biomedica presso il Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) di Padova • Indirizzo in Ingegneria Biomedica nella Laurea in Ingegneria Elettronica dal 1992/93 • Diploma in Ingegneria Biomedica dal 1994/95 al 2002/2003 • Dottorato di Ricerca in Bioingegneria dal 1984

32. SITUAZIONE ATTUALE A PADOVA: TRE LIVELLI DI FORMAZIONE SCUOLA DI DOTTORATO IN INGEGNERIA DELL’INFORMAZIONE (ind. BIOINGEGNERIA) LAUREA TRIENNALE IN INGEGNERIA BIOMEDICA LAUREA SPECIALISTICA IN BIOINGEGNERIA • Laurea Triennale in Ingegneria Biomedica dal 2001/02 (85 iscritti nel 01/02, 109 nel 02/03, 127 nel 03/04, 138 nel 04/05, 158 nel 05/06) • Laurea Specialistica in Bioingegneria (+2) dal 2004/05 (35 iscritti nel 04/05, 60 nel 05/06) • Scuola di Dottorato di Ricerca in Ingegneria dell’Informazione - indirizzo Bioingegneria (3 anni) dal 2004/05

33. LAUREA TRIENNALE IN INGEGNERIA BIOMEDICA: PIANO DI STUDI II° ANNO ELETTROTECNICA SEGNALI E SISTEMI FONDAMENTI DI ELETTRONICA FOND.INF.2 e ARCH. ELABORATORI MECCANICA E DINAMICA FLUIDI FONDAMENTI DI AUTOMATICA BIOMATERIALI INGLESE (VERIFICA) I° ANNO MATEMATICA A FONDAMENTI DI INFORMATICA 1 MATEMATICA B FISICA 1 FISICA 2 MATEMATICA C CHIMICA PER BIOINGEGNERIA

34. LAUREA TRIENNALE IN INGEGNERIA BIOMEDICA: PIANO DI STUDI III° ANNO Corsi obbligatori MISURE ELETTRONICHE BIOMECCANICA BIOLOGIA E FISIOLOGIA MODELLI E CONTROLLO DI SISTEMI BIOLOGICI STRUMENTAZIONE BIOMEDICA ECONOMIA ED ORG. AZIENDALE Due corsi a scelta tra: Elab. dati, segnali e immagini biomed. Meccanica dei tessuti biologici Bioingegneria Meccanica Misure Compatibilità EM e Sicur. Elettrica Dati e Algoritmi Elettronica Digitale Fondamenti di Comunicazioni Economia e Organizzazione Aziendale 2 TIROCINIO PROVA FINALE NB. Dal 1994 ad oggi, oltre una cinquantina di aziende/industrie privateeASL della zona hanno stipulato convenzioni con l’Università di Padova per lo svolgimento dei tirocini di studenti.

35. LAUREA SPECIALISTICA IN BIOINGEGNERIA: PIANO DI STUDI I° ANNO Corsi obbligatori BIOMATERIALI 2 INFORMATICA SANITARIA BIOINGEGNERIA CELLULARE BIOINGEGNERIA DEL MOVIMENTO STRUMENTAZIONE BIOMEDICA 2 II° ANNO Corsi a scelta Analisi di Dati Biologici Bioelettromagnetismo Bioimmagini Bioingegneria per la genomica Informatica e biologia computazionale Neuroingegneria Un corso obbligatorio a scelta tra Fisica matematica Analisi reale e complessa Corsi a scelta Dati ed algoritmi 2 Elettronica Digitale Fondamenti di Comunicazioni Ricerca Operativa TESI DI LAUREA SPECIALISTICA Corsi obbligatori MODELLI E CONTR. DI SISTEMI BIOL. 2 ELABORAZIONE DI SEGNALI BIOLOGICI BIOMECCANICA COMPUTAZIONALE

36. SCUOLA DI DOTTORATO IN INGEGNERIA DELL’INFORMAZIONE – indirizzo BIOINGEGNERIA Il corso intende formare ricercatori di alta qualificazione, in grado di operare da soli o in collaborazione con medici, biologi, fisici ecc. sia all'interno di Università ed enti pubblici di ricerca, che nell'ambito del Servizio Sanitario Nazionale e in imprese di produzione e servizio. Il corso è triennale e comprende insegnamenti e seminari specialistici tenuti presso l'Università di Padova oppure presso Università estere dove gli studenti possono trascorrere parte del loro corso di dottorato. In particolare, agli studenti viene offerta la possibilità di partecipare al programma di dottorato in cotutela con laCity UniversitydiLondra.

37. RICERCA IN BIOINGEGNERIA A PADOVA

38. DIPARTIMENTI UNIVERSITARI Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione Dipartimento di Costruzioni e Trasporti Dipartimento di Processi Chimici dell'Ingegneria Dipartimento di Innovazione Meccanica e Gestionale Dipartimento di Ingegneria Meccanica ALTRI ISTITUTI Istituto di Ingegneria Biomedica, CNR

39. EVENTI PERIODICI A PADOVA: BIONOVA SITO DELL’EDIZIONE 2005 http://www.bionova.it Prossima edizione: 18-20 aprile 2007

40. RICERCA IN BIOINGEGNERIA IN ITALIA http://www.bioing.it

41. EVENTI ANNUALI: SCUOLA DI BIOINGEGNERIA A BRESSANONE (BZ) • 1982 METODI DI ANALISI DEI SISTEMI NEUROSENSORIALI • 1983 IL CALCOLATORE NELLA PRATICA CLINICA • 1984 BIOMATERIALI: DALLA RICERCA DI BASE ALL’APPLICAZIONE CLINICA • 1985 BIOINGEGNERIA EIDETICA • 1986 BIOINGEGNERIA DEL SISTEMA CARDIOVASCOLARE • 1987 BIOINGEGNERIA DELLA RIABILITAZIONE • 1988 LA STRUTTURAZIONE DEL SAPERE BIOMEDICO • 1989 BIOINGEGNERIA CELLULARE E MOLECOLARE • 1990 BIOINGEGNERIA DEGLI ORAGNI ARTIFICIALI • 1991 NEUROSCIENZE E SCIENZE DELL'ARTIFICIALE • 1992 BIOELETTRONICA E NANOTECNOLOGIE PER LA BIOINGEGNERIA • 1993 BIOSISTEMI E COMPLESSITA‘ • 1994 TECNOLOGIE BIOMEDICHE E SANITARIE • 1995 PROTESI E AUSILI PER LA COMUNICAZIONE • 1996 I SISTEMI INFORMATIVI SANITARI • 1997 MECCANICA DEI TESSUTI BIOLOGICI • 1998 BIOINGEGNERIA DEI SISTEMI METABOLICI • 1999 TECNOLOGIE E METODOLOGIE PER LE IMMAGINI FUNZIONALI • 2000 ANALISI E MODIFICA DI BIOMOLECOLE E CELLULE • 2001 BIOINGEGNERIA DEL SISTEMA RESPIRATORIO • 2002 INGEGNERIA DEI TESSUTI BIOLOGICI • 2003 BIOINGEGNERIA DELLA POSTURA E DEL MOVIMENTO • TECNICHE AVANZATE DI ANALISI DI SEGNALI BIOMEDICI • BIOMATERIALI: DAGLI IMPIANTI PROTESICI ALLA MEDICINA RIGENERATIVA • NEURO-ROBOTICA: LA FUSIONE DI NEUROSCIENZE E ROBOTICA PER LO SVILUPPO DI MACCHINE INTELLIGENTI Periodo: fine settembre