Instrumentação Biomédica
Áreas Científicas |
Classificação |
Área Científica |
OFICIAL |
Engenharia Biomédica |
Ocorrência: 2019/2020 - 2S ![Requerida a integração com o Moodle Ícone do Moodle](/feup/pt/imagens/MoodleIcon)
Ciclos de Estudo/Cursos
Língua de trabalho
Português - Suitable for English-speaking students
Objetivos
Esta unidade curricular tem por objectivo primordial desenvolver competências na medição de grandezas e sinais de interesse biomédico e na concepção 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 respectivas 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 equipas multidisciplinare;
- desenvolvimento de capacidades de concepção, projecto, 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 electrónicos para medição de sinais físicos, químicos e biológicos de interesse biomédico;
- explicar e analisar os princípios e modos de funcionamento de dispositivos electrónicos em situações típicas da medição e da instrumentação biomédicas;
- usar correctamente instrumentos electrónicos e virtuais em medições experimentais de sinais fisiológicos e avaliar eventuais fontes de erro que afectem 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 electrónica 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 projectar e implementar uma metodologia ou instrumento de medição;
- conceber, projectar, 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
À distância
Programa
1. Fundamentos da medição e instrumentação biomédicas
- Bioelectrogénese, biopotenciais e eléctrodos;
- 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
Gail D. Baura;
Medical device technologies. ISBN: 978-0-12-374976-5
R. S. Khandpur;
Biomedical instrumentation. ISBN: 978-0-07-144784-3
Joseph Feher; Quantitative Human Physiology, Elsevier Science & Technology , 2012. ISBN: 978-0-12-382163-8
John Enderle, Susan Blanchard, Joseph Bronzino;
Introduction to Biomedical Engineering. ISBN: 0-12-238662-0
John Essick;
Hands-on introduction to LabVIEW for scientists and engineers. ISBN: 978-0-19-537395-0
Jon B. Olansen and Eric Rosow; Virtual Bio-Instrumentation: Biomedical, Clinical, and Healthcare Applications in LabVIEW, Prentice Hall PTR, 2001. ISBN: 0130652164
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 actividades 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 |
32,00 |
Frequência das aulas |
70,00 |
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
- Trabalho laboratorial: 20% da classificação final
- Relatório laboratorial: 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 projecto laboratoriais, bem como o relatório laboratorial 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 laboratoriais presenciais realizadas até 13-03-2020 e, após essa data devido à pandemia Covid19, 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.