Instrumentação Biomédica

Código:

L.BIO029

Sigla:

IB

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Engenharia Biomédica

Ocorrência: 2024/2025 - 2S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores
Curso/CE Responsável:	Licenciatura em Bioengenharia

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
L.BIO	40	Plano Oficial do ano letivo	3	-	6	65	162

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

Esta unidade curricular tem por objetivo primordial desenvolver competências na medição de grandezas e sinais de interesse biomédico e na conceção e projeto de instrumentação e dispositivos médicos, através da aplicação e integração de conhecimentos multidisciplinares da engenharia e das ciências biomédicas.

Resultados de aprendizagem e competências

Competências

As competências a adquirir centram-se em:

• aprendizagem de conceitos técnicos da medição, instrumentação e uso das respetivas tecnologias na área biomédica;
• desenvolvimento do raciocínio de análise e resolução de problemas de medição de forma sistémica, crítica e criativa;
• desenvolvimento de aptidões para o trabalho em equipa;
• desenvolvimento de capacidades de conceção, projeto, implementação e teste, em contexto multidisciplinar. 

Resultados da aprendizagem

No final desta unidade curricular, o estudante que a realize com sucesso deverá ser capaz de:

• demonstrar e aplicar conhecimentos sobre a utilização de sensores e instrumentos eletrónicos para medição de sinais físicos, químicos e biológicos de interesse biomédico;
• explicar e analisar os princípios e modos de funcionamento de dispositivos eletrónicos em situações típicas da medição e da instrumentação biomédicas;
• usar correctamente instrumentos eletrónicos e virtuais em medições experimentais de sinais fisiológicos e avaliar eventuais fontes de erro que afetem a qualidade dessas medições;
• interpretar e apresentar resultados de medições experimentais, calcular parâmetros fisiológicos relevantes e avaliar a qualidade de medição, com recurso às tecnologias de instrumentação eletrónica e virtual;
• compilar e organizar informação sobre um problema de medição e instrumentação no domínio biomédico e propor uma solução técnica fundamentada;
• caracterizar um problema de medição de sinais fisiológicos e elaborar uma análise de requisitos e especificação técnica;
• elaborar um plano de trabalho em equipa multidisciplinar para projetar e implementar uma metodologia ou instrumento de medição;
• conceber, projetar, concretizar e validar um instrumento para medição de um sinal ou grandeza de interesse biomédico;
• organizar e preparar documentação técnica relativa a um método ou instrumento biomédico;
• demonstrar, justificar e recomendar a adequação de uma metodologia de medição ou instrumento biomédico num contexto multidisciplinar.

 

Modo de trabalho

Presencial

Programa

1. Fundamentos da medição e instrumentação biomédicas

• Bioeletrogénese, biopotenciais e elétrodos;
• Sensores e princípios de transdução;
• Amplificação e condicionamento para aplicações biomédicas;
• Noções de microcontroladores e sua programação;
• Aquisição de bio-sinais e instrumentação virtual.

2. Instrumentos de medição, monitorização e terapêuticos

• Do sistema nervoso: EEG, EMG, Eletro-estimulação;
• Do sistema cardiovascular: ECG, pressão, som, fluxo e volume; pacemakers, desfibriladores;
• Do sistema respiratório: pressão, fluxo, volume; ventiladores.

 

Bibliografia Obrigatória

John G. Webster, ed; Medical instrumentation. ISBN: 978-0471-67600-3
José Higino Correia, João Paulo Carmo; Introdução à instrumentação médica. ISBN: 978-972-757-958-7

Bibliografia Complementar

R. S. Khandpur; Biomedical instrumentation. ISBN: 978-0-07-144784-3
Gail D. Baura; Medical device technologies. ISBN: 978-0-12-374976-5
Pedro Guedes de Oliveira, Dinis Magalhães Santos; Eletrónica: Uma Visão de Projeto, U.Porto Edições, 2018. ISBN: 9789897461644
John Essick; Hands-on introduction to LabVIEW for scientists and engineers. ISBN: 978-0-19-537395-0
Joseph Feher; Quantitative Human Physiology, Elsevier Science & Technology , 2012. ISBN: 978-0-12-382163-8

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Apresentação e discussão com apoio audio-visual das matérias em estudo com exemplificação de resolução de exercícios de análise e de síntese; Realização de atividades experimentais de medição e cálculo de parâmetros biomédicos; Realização de pequenos projetos laboratoriais com elaboração de documentação técnica, apresentação oral e demonstração.

Software

National Instruments LabVIEW
Biopac AcqKnowledge Student Lab
National Instruments Multisim/Ultiboard
MatLab

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas > Tecnologia > Tecnologia da medição
Ciências Tecnológicas > Tecnologia > Tecnologia da instrumentação > Instrumentação médica
Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia biomédica

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	50,00
Participação presencial	10,00
Trabalho escrito	20,00
Trabalho laboratorial	20,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Elaboração de relatório/dissertação/tese	30,00
Estudo autónomo	37,00
Frequência das aulas	65,00
Trabalho laboratorial	30,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Os estudantes têm de alcançar uma classificação global de 50% na componente de avaliação distribuída para obter frequência mínima a esta UC.

Fórmula de cálculo da classificação final

Componente de avaliação distribuída:

• Participação: 10% da classificação final
• Trabalhos laboratoriais: 20% da classificação final
• Relatórios laboratoriais: 20% da classificação final

Componente de avaliação final:

• Prova escrita: 50% da classificação final

A aprovação a esta UC exige a frequência com uma classificação mínima de 9 valores (em 20) em cada uma das duas componentes de avaliação e uma média final geral de pelo menos 10 valores (em 20).

Provas e trabalhos especiais

(não aplicável)

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Os estudantes em regime especial têm também que realizar as atividades e o projeto laboratoriais, bem como os relatórios laboratoriais e as provas escritas de avaliação.

Melhoria de classificação

Da(s) prova(s) escrita(s): poderá ser realizada melhoria de classificação por exame nas épocas habituais.

Da avaliação distribuída: poderá ser realizada melhoria por reinscrição no ano lectivo seguinte.

Observações

O trabalho laboratorial consiste no conjunto de atividades e projeto laboratoriais realizados em modo presencial e nos trabalhos e projeto experimentais realizados em modo remoto com utilização de ferramentas de software para simulação de dispositivos eletrónicos e programação de microcontroladores e instrumentação virtual.