BIOMEDICALE
applicazioni
Marzo 2014
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Automazione e Strumentazione
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tima coinvolge macchine e dispositivi che tentano
di modificare un parametro fisiologico, fisico
o meccanico del paziente al fine di recuperarne
il normale e autonomo funzionamento. Bisogna
comunque sottolineare che questi dispositivi,
come nel caso delle protesi, pur integrandosi nei
processi metabolici e meccanici, possono restare
in modo permanente nel corpo dell’ospite o
essere riassorbiti dall’organismo. Esempi tipici
sono le macchine pneumatiche per il recupero
post-traumatico, le protesi d’arto e sensoriali, gli
organi artificiali, gli stimolatori elettrici, gli ausili
per disabili.
Elettronica e Meccatronica Medicale
Nell’ampio ventaglio di applicazioni dei dispo-
sitivi medici, che vanno dagli ausili ortopedici
alla robotica chirurgica, un ruolo determinante
è svolto dalle tecnologie elettroniche e mecca-
tronica. Tali tecnologie si basano sulla progetta-
zione e sull’integrazione di microcircuiti, sensori,
attuatori e dispositivi elettronici per la gestione di
segnali e processi, in grado di aumentare le pre-
stazioni dei sistemi
e delle apparecchia-
ture biomedicali.
Una delle tendenze
emergenti è l’uti-
lizzo di apparec-
chiature portatili
per uso domestico
con
connettività
wireless. Si assiste poi all’utilizzo crescente di
grandi apparati per la diagnostica per imma-
gini e alla necessità di ottimizzare i dati e le
cartelle cliniche dei pazienti. D’altro lato
la
diffusione di tecniche di chirurgia minimamente
invasiva hanno aperto la strada a interventi com-
plessi con il minimo rischio per il paziente e con
un drastico abbattimento dei tempi di recupero e
riabilitazione.
Un caso esemplare è il
sistema “Da Vinci”
, in
cui il chirurgo opera sul paziente tramite un robot,
da lui comandato sulla scorta di una rappresenta-
zione del teatro operatorio ottenuta per mezzo di
videocamere ad alta definizione.
Un ulteriore passo avanti è rappresentato dalle
nuove tecnologie che consentono di immer-
gere il paziente in uno spazio virtuale, ottenuto
mixando percezioni reali ad immagini gene-
rate al computer. In quest’ottica, in molti centri
avanzati si lavora allo sviluppo di tecnologie di
realtà virtuale
per il miglioramento della pratica
chirurgica attraverso modelli tridimensionali. Sul
fronte rieducativo, le innovazioni più interessanti
si trovano nella riabilitazione e nel recupero delle
capacità motorie. In questo caso, il concetto di
base è fornire al paziente un feedback imme-
diato delle proprie azioni, in modo che egli possa
attuare le correzioni necessarie per avvicinarsi il
più possibile a un modello precostituito.
Altra applicazione della realtà virtuale è la
Com-
puter Game Therapy
, utilizzata come supporto
all’apprendimento nelle patologie mentali e del
linguaggio.
Grazie allo sviluppo di
sensoristica
evoluta per
la rilevazione di parametri fisiologici, è oggi
possibile monitorare le condizioni di salute sia
di soggetti portatori di patologie croniche, sia di
pazienti in fase di riabilitazione. Le grandezze
rilevate dai sensori vengono trasmesse, via tele-
fono cellulare o computer collegato in rete, alla
struttura sanitaria di riferimento per le valutazioni
del caso o, addirittura, per predisporre un inter-
vento d’urgenza.
Nella realizzazione di una rete di sorveglianza
delle condizioni di salute dei pazienti al di fuori
dalle strutture sanitarie, la
connettività
gioca un
ruolo determinante. A questo scopo sono utili
protocolli wireless quali
ZigBee, NFC, RFid
e
Bluetooth
, come pure interfacce
Usb
medicali
e altre tecnologie di comunicazione a basso con-
sumo, la cui applicazione in campo biomedico
è coordinata da enti come il
Continua Health
Alliance
.
Oggi assistiamo anche a un’enorme diffusione
di
alimentatori a commutazione con certifi-
cazione medicale
, rispondenti alle prescrizioni
della norma EN 60601 che detta i requisiti in
termini di sicurezza elettrica. Questa tendenza è
dovuta da una parte alle accresciute prestazioni
dalla componentistica di potenza e di commuta-
zione, dall’altra allo sviluppo di sofisticate topo-
logie circuitali che consentono di ridurre drastica-
mente i disturbi di natura elettromagnetica.
Non ultimo per importanza è il ruolo dei
Mems grazie alla realizzazione di micro
dispositivi, i quali
beneficiano delle economie di
scala tipiche dei semiconduttori e sono in grado
quindi di offrire soluzioni economicamente van-
taggiose.
A fil di rete
[1]
Strumentazione Medicale – Texas Instruments
equipment.page
[2]
Associazione Italiana di Bioingegneria.
[3]
Gruppo nazionale di bioingegneria.
[4]
Consorzio di Bioingegneria e Informatica
Medica.
[5]
Scuola superiore Sant’Anna – Istituto di Bioro-
botica.
■
Robot chirurgico Da Vinci in
azione
