Equipamento e Robótica Médica

Código:

EBE0145

Sigla:

ERME

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Engenharia Biomédica

Ocorrência: 2009/2010 - 1S

Ativa?	Sim
Página Web:	http://moodle.fe.up.pt/0910/
Página e-learning:	http://moodle.fe.up.pt/
Unidade Responsável:	Electrónica e Sistemas Digitais
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Bioengenharia

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIB	18	Plano de estudos oficial	4	-	5	60	135
PRODEB	0	Plano de estudos oficial	1	-	5	60	135

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Esta disciplina habilita os estudantes com conhecimentos e competências nas áreas do equipamento electrónico e da robótica e da sua aplicação a várias subáreas da Bioengenharia. Especificamente, é de esperar que no final os alunos sejam capazes de:

Na área do Equipamento
Os alunos deverão adquirir a competência de analisar, avaliar e projectar sistemas básicos de aquisição, processamento e visualização de sinais biológicos.

Na área da Robótica
Exemplificar, descrever e explicar a aplicação da tecnologia robótica às áreas da Bioengenharia.
Categorizar e discriminar sensores para sistemas robóticos.
Categorizar e discriminar diferentes configurações de manipuladores robóticos.
Seleccionar um manipulador robótico para uma certa aplicação médica (e.g. cirurgia, reabilitação) em função das características dos robots e dos requisitos e problemas da tarefa concreta.
Categorizar e discriminar diferentes configurações de robots móveis.
Seleccionar um robot móvel para uma dada aplicação (e.g. monitorização e vigilância de doentes numa ala hospitalar, transporte de medicamentos entre as várias áreas do hospital, reabilitação do movimento).
Interpretação critica dos problemas e potencialidades da Robótica Médica (robots cirúrgicos, robótica de reabilitação, robots para assistência à mobilidade, robots para monitorização e vigilância de pacientes, robots que prestam serviços de apoio clínico ).

Programa

Equipamento Médico
Conceitoso básicos de intrumentação médica: estrutura genérica do equipamento médico de diagnóstico; características genéricas estáticas e dinâmicas; regulamentação do equipamento médico.
Sensores: princípios e aplicações; sensores de deslocamento, indutivos, capacitivos, resistivos e piezoeléctricos
Amplificação e processamento de sinal: amplificadores operacionais; montagens básicas; amplificadores diferenciais; diferenciadores e integradores; comparadores; rectificadores de precisão; amplficadores logarítmicos; filtros activos; resposta em frequência; erros de desvios; correntes de polarização.
Amplificadores de biopotencial: requisitos básicos; o electrocardiógrafo – problemas de protecção contra trasientes; interferências; rejeição do modo comum; outras aplicações.
Segurança eléctrica: efeitos fisiológicos da electricidade; parâmetros de susceptibilidade; macro e micro choques; rede de distribuição de energia; protecção contra choques na rede e nos equipamentos; regulamentações de segurança eléctrica de equipamento médico.

Robótica Médica

1. Introdução
O que é um robot? Passado, presente e futuro da definição do termo robot e em especial no contexto da engenharia biomédica.
Breve história da automação e da robótica e da sua aplicação à engenharia biomédica.
Robots manipuladores e robots móveis: Exemplos de aplicações nas áreas de saúde.
Vídeos de aplicações na medicina de reabilitação, cirurgia, ajuda à mobilidade e monitorização de pacientes, auxiliares hospitalares.
Questões de segurança: um aspecto fundamental na robótica médica.

2. Sensores, medidas e percepção
Introdução: que medir e como medir em função da tarefa desejada para o robot?
Tipo de sensores
Sistemas de visão artificial

3. Configurações de robots
Manipuladores robóticos
Robots móveis

4. Robótica médica
Robots cirúrgicos
Robótica de reabilitação
Robots para assistência à mobilidade
Robots para monitorização e vigilância de pacientes
Robots que prestam serviços de apoio clínico

Bibliografia Obrigatória

Webster, J. G.; Medical Instrumentation: Application and Design, Wiley, 1997
António Paulo Moreira; Acetatos das aulas, 2009
Artur Cardoso; Acetatos das aulas, 2009
IEEE Transaction on Robotics and Automation
IEEE Transaction on Robotics
Autonomous Robots, Kluwer Academic publishers
Journal of Intelligent and Robotic systems, Kluwer Academic publishers
Annual Rev. Biomedical Engineering

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teórico-práticas (3h/semana). Trabalho de pesquisa. Apresentações orais e discussão em grupo.

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia biomédica

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Participação presencial (estimativa)	Participação presencial	36,00
Dois trabalhos de pesquisa de literatura, um na área do Equipamento outro no da Robótica, com relatório escrito e apresentação pública.	Trabalho escrito	50,00		2009-12-18
Estudo durante o semestre incluindo a preparação para os testes	Exame	50,00
Os testes serão realizados durante um dos períodos do horário das aulas	Exame	0,00
	Total:	-	0,00

Obtenção de frequência

Além da regras gerais aplicadas na FEUP, deverá realizar com uma classificação mínima de 8 valores em cada uma das apresentação da pesquisa.

Fórmula de cálculo da classificação final

Leitura, revisão e apresentação de um artigo da área do Equipamento (um por grupo): 25%
Leitura, revisão e apresentação de um artigo da área da Robótica (um por grupo): 25%
2 Testes de freqiência: 2x 25%

Provas e trabalhos especiais

Trabalho de pesquisa. Apresentações orais e discussão em grupo.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Os alunos nestas condições deverão também realizar o trabalho de pesquisa bem como a sua presentações orais e discussão em grupo.

Melhoria de classificação

Apenas a nota da avaliação individual (testes) poderá sujeita a melhoria.