Equipamento e Robótica Médica

Código:

EBE0145

Sigla:

ERME

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Engenharia Biomédica

Ocorrência: 2012/2013 - 1S

Ativa?	Sim
Página Web:	http://moodle.fe.up.pt/1011/course/view.php?id=203
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores
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
MEB	10	Plano de estudos oficial	1	-	5	42	135
MIB	22	Plano de estudos oficial	4	-	5	42	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 ).
Compreensão dos diferentes módulos de um sistema robótico, incluindo o controlo em malha fechada de posição e velocidade.

Modo de trabalho

Presencial

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. Atuadores e controlo de posição e velocidade.
Sistemas dinâmicos
Análise da resposta temporal
Sistemas realimentados

4. Configurações de robots
Manipuladores robóticos
Robots móveis

5. 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

Annual Rev. Biomedical Engineering
John G. Webster, ed; Medical instrumentation. ISBN: 978-0471-67600-3
Roland Siegwart, Illah R. Nourbakhsh and Davide Scaramuzza; Introduction to Autonomous Mobile Robots, MIT Press, 2011. ISBN: 0-262-01535-8 (Cap. 1, 2, 4.1, 5.1 to 5.7, 6.1 to 6.4)
Benjamin C. Kuo, Farid Golnaragh; Automatic Control Systems, John Wiley & Sons Inc., 2003 (cap. 1, 2, 3.1, 3.2 4.3 to 4.6, 7.1 to 7.6, 10 to 10.4)

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teórico-práticas (3h/semana).

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia biomédica

Tipo de avaliação

Avaliação por exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Participação presencial (estimativa)	Participação presencial	39,00
Dois testes, um a meio e outro no fim do semestre	Exame	6,00		2012-12-14
	Total:	-	0,00

Componentes de Ocupação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Data Conclusão
Estudo	Estudo autónomo	90	2012-12-14
	Total:	90,00

Obtenção de frequência

Regras gerais aplicadas na FEUP

Fórmula de cálculo da classificação final

Média da classificação de dois testes, o primeiro em meados de Outubro e o segundo na última semana de aulas.

Provas e trabalhos especiais

Testes de frequência: 1º Teste: 4ª feira, 7 de Novembro, 8:30 - 11:30 2ª Teste: 4 feiras, 12 de Dezembro, 8:30 - 11:30

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Exames nas épocas para esse efeito

Melhoria de classificação

Exame de recurso