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Instrumentação Médica

Código:

MEB14

Sigla:

IM

Nível:

1

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Instrumentação e Medida

Ocorrência: 2023/2024 - 1S

Ativa?	Sim
Página Web:	http://https://moodle.ips.pt/2223/course/view.php?id=2030
Unidade Responsável:	Departamento de Sistemas e Informática
Curso/CE Responsável:	Mestrado em Engenharia Biomédica

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MEB	12	Plano Oficial do ano letivo 2021	2	-	6	60	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

1- Entender os conceitos técnicos da medição e instrumentação;

2- Desenvolver a capacidade de identificar e caracterizar as famílias de instrumentos biomédicos;

3- Desenvolver a capacidade de análise e resolução de problemas de medição e de segurança técnica dos dispositivos biomédicos;

4- Aplicar e integrar conhecimentos multidisciplinares da engenharia e das ciências biomédicas para conceção e implementação de dispositivos biomédicos;

5- Utilizar corretamente instrumentos eletrónicos e virtuais em aquisição e medições de sinais e grandezas biomédicas;

6- Desenvolver a capacidade de identificação e avaliar as eventuais fontes de erro que afetem a qualidade das medições biomédicas:

7- Desenvolver a capacidade de demonstração dos princípios de funcionamento de vários dispositivos biomédicos, interpretar os resultados dos testes e recomendar a adequação de uma metodologia de medição ou instrumento biomédico num contexto multidisciplinar.

Resultados de aprendizagem e competências

Conhecimentos e competências de instrumentação e medida, aplicados à engenharia biomédica, nas seguintes áreas:
1. Metrologia;
2. Transdutores;
3. Caracterização paramétrica de biossinais;
4. Instrumentação médica;
5. Instrumentos de visualização e registo;
6. Aquisição de dados e instrumentação virtual;
7. Calibração de equipamentos e dispositivos médicos.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Conhecimentos elementares nas seguintes áreas: eletrotecnia; análise de circuitos; amplificadores operacionais; microcontroladores.

Programa

1.Metrologia: conceitos gerais e sua aplicação na área da instrumentação médica. Características estáticas: gama de medida, alcance, histerese, exatidão, incerteza, repetibilidade, linearidade, sensibilidade e resolução. Características dinâmicas: banda passante, constante de tempo e tempo de resposta. Calibração e compensação de erros. Grandezas de influência e técnicas de medida para compensação de erros de medida.

2.Transdutores para instrumentação médica: transdutores indutivos, capacitivos, resistivos e piezoelétricos; sensores magnéticos por efeito de Hall; medição de deslocamento, temperatura, pressão e fluxo; termometria por radiação e sensores de radiação; ultrassons; sensores óticos e de fibra ótica.

3.Caracterização paramétrica de biossinais: pressão sanguínea; electromiograma (EMG); eletrocardiograma (ECG); eletroencefalograma (EEG). Elétrodos para aquisição de biossinais. Amplificadores de biopotenciais. Compatibilidade eletromagnética.

4.Instrumentação médica: medida de tensão arterial; ecografia; Raios X; tomografia axial computadorizada; ressonância magnética e cintigrafia.

5.Instrumentos de visualização e registo de sinais biomédicos no domínio do tempo e da frequência (osciloscópio e analisador de espectros).

6.Aquisição de dados e instrumentação virtual;

7.Calibração de equipamentos e dispositivos médicos.

Bibliografia Obrigatória

Dias Pereira; Apontamentos Teóricos, 2022
Dias Pereira; Guia de laboratória e mini-projetos, 2022
R.S. Kandpur; Biomedical Instrumentation: Technology and Application, McGraw-Hill Professional, 2004

Bibliografia Complementar

J.G. Webster; Medical Instrumentation: Applications and Design, 4th Edition, 2010
J. Enderle, S. Blanchard, J. Bronzino; Introduction to Biomedical Engineering, Elsevier Academic Press, 2005

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

A disciplina encontra-se organizada em módulos teórico-práticos. Nos módulos realizar-se-ão diversos tipos de exposições teórico-práticas relacionadas com os temas em análise, demonstrações, trabalhos de grupo, exemplificações, estudo de caso, realização de exercícios práticos e avaliação contínua.

Os métodos e técnicas pedagógicas que serão usados são: método expositivo (com apoio audiovisual), demonstrativo, interrogativo, métodos ativos, métodos de contingência de reforço, métodos experiências com exercícios de simulação. Nas aulas práticas serão desenvolvidos trabalhos práticos, no sentido de confirmar os conhecimentos adquiridos nas aulas teórico-práticas.

A metodologia de avaliação inclui uma componente sumativa e uma componente formativa. A componente sumativa incluirá a realização de 2 testes ou exame final e na formativa serão valorizados, entre outros, os seguintes aspetos: participação nas aulas; desenvolvimento de trabalho autónomo, resolução de problemas, preparação dos trabalhos de laboratório, resposta a questões colocadas pelo docente e realização de outros trabalhos.

Software

IDE - Arduino
TINA TI

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Apresentação/discussão de um trabalho científico	20,00
Teste	70,00
Trabalho laboratorial	10,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Elaboração de projeto	20,00
Estudo autónomo	50,00
Frequência das aulas	60,00
Trabalho laboratorial	30,00
Total:	160,00

Obtenção de frequência

A nota final é calculada de acordo com a seguinte fórmula:
NF=0,7*EF/T+0,1*LAB/DSA+0,2*MN, onde:

EF/T- classificação média dos 2 testes de avaliação contínua ou classificação no exame final; LAB- classificação individual de laboratório; DSA- desempenho em sala de aula (inclui preparação e execução dos trabalhos de laboratórios e a respetiva preparação); LAB- classificação de laboratório do grupo.

No caso da avaliação por exame, a nota da componente EF/T corresponde à classificação obtida nesta prova, sendo, contudo, a frequência e aprovação na componente de laboratório e a execução do miniprojecto obrigatória para aprovação na UC.

Fórmula de cálculo da classificação final

A nota final é calculada de acordo com a seguinte fórmula:
NF=0,7*EF/T+0,1*LAB/DSA+0,2*MN, onde:

EF/T- classificação média dos 2 testes de avaliação contínua ou classificação no exame final; LAB- classificação individual de laboratório; DSA- desempenho em sala de aula (inclui preparação e execução dos trabalhos de laboratórios e a respetiva preparação); LAB- classificação de laboratório do grupo.

No caso da avaliação por exame, a nota da componente EF/T corresponde à classificação obtida nesta prova, sendo, contudo, a frequência e aprovação na componente de laboratório e a execução do miniprojecto obrigatória para aprovação na UC.

Melhoria de classificação

Uma vez aprovado em avaliação contínua, o estudante só poderá fazer melhoria de nota em época de recurso.