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Il settore scientifico disciplinare si occupa dell’attività scientifica e didattico-formativa nel campo della bioingegneria su argomenti di ricerca basati sull’integrazione di metodologie e tecnologie proprie dell'ingegneria con problematiche connesse alla medicina e alle scienze della vita.
I contenuti scientifico-disciplinari riguardano lo studio, la progettazione, lo sviluppo e la valutazione funzionale di tecnologie, strumentazione, sistemi informatici, dispositivi e impianti biomedicali, materiali naturali e artificiali, tessuti, apparati e organismi.
Le competenze metodologie del settore si applicano ad ambiti multidisciplinari e riguardano:
- la simulazione e l’identificazione di fenomeni biologici e fisiologici (dal livello molecolare-cellulare a quello funzionale) attraverso la modellazione matematica multiscala con riferimento ai fenomeni elettrici, magnetici, termici, chimici, meccanici e alle loro interazioni;
- l’analisi dei sistemi biologici anche mediante l’acquisizione di biosegnali o bioimmagini e la loro elaborazione per i vari contesti applicativi;
- lo sviluppo di protocolli e algoritmi di ausilio alla diagnosi e alla gestione dei pazienti;
- l’applicazione di approcci di intelligenza artificiale nel campo della diagnostica e della modellazione della conoscenza biomedica;
- l’analisi del legame struttura-proprietà dei biomateriali e delle strutture biomeccaniche;
- le tecniche integrate per la biologia e la medicina (bioinformatica, bioelettronica, bionica, biomeccatronica e biorobotica).
Le competenze tecnologie del settore includono:
- la strumentazione biomedica e biotecnologica, dai componenti elementari ai sistemi integrati per applicazioni in campo biologico e medico;
- i materiali naturali ibridi e artificiali, cellule, tessuti, apparati e organismi;
- i sistemi informativi per la gestione e l’organizzazione sanitaria a livello di paziente, reparto, ospedale, strutture distribuite sul territorio regionale e nazionale;
- i sistemi di supporto alle decisioni in medicina, la telemedicina, la teleriabilitazione e la teleassistenza.
Tali metodologie e tecnologie integrate sono utilizzate per la progettazione e lo sviluppo di soluzioni per molteplici applicazioni in medicina e nelle scienze della vita che comprendono le seguenti classi principali:
- dispositivi o macchine, anche impiantabili;
- aspetti ergonomici, riabilitativi, collaborativi e comunicativi delle interazioni della persona con l’ambiente in cui opera o vive, incluse le interfacce cervello-macchina;
- supporto dell’assistenza sanitaria;
- dispositivi, macchine e sistemi intelligenti per applicazioni a supporto della salute e sicurezza della persona.
The scientific-disciplinary sector is concerned with scientific and educational-training activities in the field of bioengineering, focusing on research topics based on the integration of engineering methodologies and technologies with issues related to medicine and life sciences.
The scientific-disciplinary content involves the study, design, development, and functional evaluation of technologies, instrumentation, IT systems, biomedical devices and implants, natural and artificial materials, tissues, organs, and organisms.
The methodological expertise of the sector is applied in multidisciplinary fields and includes:
- Simulation and identification of biological and physiological phenomena (from the molecular-cellular level to functional systems) through multiscale mathematical modeling, addressing electrical, magnetic, thermal, chemical, mechanical phenomena and their interactions;
- Analysis of biological systems through the acquisition and processing of biosignals or biomedical images in various application contexts;
- Development of protocols and algorithms to support diagnosis and patient management;
- Application of artificial intelligence approaches in the fields of diagnostics and biomedical knowledge modeling;
- Analysis of the structure-property relationship of biomaterials and biomechanical structures;
- Integrated techniques for biology and medicine (bioinformatics, bioelectronics, bionics, biomechatronics, and biorobotics).
The technological expertise of the sector includes:
- Biomedical and biotechnological instrumentation, from basic components to integrated systems for biological and medical applications;
- Natural, hybrid, and artificial materials, cells, tissues, organs, and organisms;
- Information systems for the management and organization of healthcare at the levels of individual patients, hospital wards, entire hospitals, and distributed regional and national healthcare networks;
- Decision support systems in medicine, telemedicine, telerehabilitation, and teleassistance.
These integrated methodologies and technologies are employed in the design and development of solutions for a wide range of applications in medicine and life sciences, which include the following main categories:
- Devices or machines, including implantable ones;
- Ergonomic, rehabilitative, collaborative, and communicative aspects of human interaction with their operating or living environment, including brain-machine interfaces;
- Support for healthcare delivery;
- Intelligent devices, machines, and systems to support personal health and safety.
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