Biomedical Engineering
All’Area di Ricerca Ingegneria Biomedica afferiscono quattro gruppi di ricerca del Dipartimento: InVisioning Lab, DHI – Digital Healthcare Innovation, H-Move Group e LISiN. L’attività dell’area è principalmente focalizzata sullo sviluppo di metodi, tecnologie e dispositivi per l’acquisizione, l’elaborazione e l’interpretazione di dati biomedici, con l’obiettivo di fornire strumenti utili alla prevenzione, alla diagnosi, al monitoraggio, alla cura e alla riabilitazione.
Le competenze presenti nell’area coprono diversi ambiti dell’ingegneria biomedica, dallo sviluppo di strumentazione biomedica e software medicale all’analisi di segnali biologici e immagini biomediche, dalla modellizzazione matematica alla sanità digitale. Tali competenze vengono integrate in un approccio comune, orientato allo studio quantitativo dei fenomeni biologici a scale diverse, dalla microstruttura dei tessuti fino alla funzione motoria, cognitiva e comportamentale della persona.
Un elemento caratterizzante dell’area è lo sviluppo di strumentazione biomedica; le attività includono la progettazione, prototipazione e validazione di dispositivi medici ed elettromedicali in generale, con particolare attenzione a sistemi per il prelievo di biopotenziali, sensori per il monitoraggio di variabili fisiologiche, tecnologie indossabili e soluzioni per il telemonitoraggio.
A partire dai dati acquisiti, l’area sviluppa metodi avanzati per l’analisi di immagini e segnali biomedici integrati con tecniche di intelligenza artificiale. Le attività riguardano, tra le altre, l’estrazione di descrittori quantitativi da immagini istologiche, dati ecografici, imaging fotoacustico, segnali elettrofisiologici, misure cinematiche e dinamiche e dati multimodali. Particolare attenzione è rivolta alla robustezza, verificabilità e interpretabilità degli algoritmi, aspetti essenziali affinché i risultati ottenuti possano essere utilizzati in modo affidabile in ambito biomedico.
La stessa impostazione metodologica è implementata nello sviluppo di soluzioni digitali per la medicina e per l’organizzazione dei processi sanitari. In questo contesto l’area svolge attività di ricerca per sistemi di supporto alle decisioni cliniche, strumenti per la gestione e l’analisi di dati clinici eterogenei, digital twin di sistemi biologici e tecnologie per il monitoraggio remoto. Queste attività sono volte a rendere più efficace la diagnosi, personalizzare gli interventi e supportare modelli di assistenza più continui e distribuiti sul territorio.
Lo studio della funzione neuromuscolare in condizioni fisiologiche e patologiche rappresenta un’attività trasversale, in cui confluiscono e si integrano alcune delle competenze già descritte. Tecniche avanzate di elettrofisiologia, imaging muscolare e misure cinematiche e dinamiche consentono di approfondire la conoscenza dei meccanismi centrali e periferici del sistema neuromuscolare in condizioni fisiologiche e patologiche e di valutare gli effetti di invecchiamento, disuso, training e trattamenti riabilitativi o farmacologici, stress e carico cognitivo. Le applicazioni riguardano, tra le altre, la riabilitazione motoria, l’ergonomia, lo sport, la medicina del lavoro.
Nel complesso l’Area di Ingegneria Biomedica ha una forte connotazione sperimentale e traslazionale. Lo sviluppo metodologico e tecnologico è infatti affiancato da attività di prototipazione, validazione sperimentale e trasferimento verso contesti clinici, industriali e sportivi. In questo senso, l’area si propone di contribuire allo sviluppo di una medicina più quantitativa e personalizzata, fornendo strumenti che permettano di trasformare dati complessi in informazioni utilizzabili da ricercatori, clinici, operatori sanitari e utenti finali.
Le competenze presenti nell’area coprono diversi ambiti dell’ingegneria biomedica, dallo sviluppo di strumentazione biomedica e software medicale all’analisi di segnali biologici e immagini biomediche, dalla modellizzazione matematica alla sanità digitale. Tali competenze vengono integrate in un approccio comune, orientato allo studio quantitativo dei fenomeni biologici a scale diverse, dalla microstruttura dei tessuti fino alla funzione motoria, cognitiva e comportamentale della persona.
Un elemento caratterizzante dell’area è lo sviluppo di strumentazione biomedica; le attività includono la progettazione, prototipazione e validazione di dispositivi medici ed elettromedicali in generale, con particolare attenzione a sistemi per il prelievo di biopotenziali, sensori per il monitoraggio di variabili fisiologiche, tecnologie indossabili e soluzioni per il telemonitoraggio.
A partire dai dati acquisiti, l’area sviluppa metodi avanzati per l’analisi di immagini e segnali biomedici integrati con tecniche di intelligenza artificiale. Le attività riguardano, tra le altre, l’estrazione di descrittori quantitativi da immagini istologiche, dati ecografici, imaging fotoacustico, segnali elettrofisiologici, misure cinematiche e dinamiche e dati multimodali. Particolare attenzione è rivolta alla robustezza, verificabilità e interpretabilità degli algoritmi, aspetti essenziali affinché i risultati ottenuti possano essere utilizzati in modo affidabile in ambito biomedico.
La stessa impostazione metodologica è implementata nello sviluppo di soluzioni digitali per la medicina e per l’organizzazione dei processi sanitari. In questo contesto l’area svolge attività di ricerca per sistemi di supporto alle decisioni cliniche, strumenti per la gestione e l’analisi di dati clinici eterogenei, digital twin di sistemi biologici e tecnologie per il monitoraggio remoto. Queste attività sono volte a rendere più efficace la diagnosi, personalizzare gli interventi e supportare modelli di assistenza più continui e distribuiti sul territorio.
Lo studio della funzione neuromuscolare in condizioni fisiologiche e patologiche rappresenta un’attività trasversale, in cui confluiscono e si integrano alcune delle competenze già descritte. Tecniche avanzate di elettrofisiologia, imaging muscolare e misure cinematiche e dinamiche consentono di approfondire la conoscenza dei meccanismi centrali e periferici del sistema neuromuscolare in condizioni fisiologiche e patologiche e di valutare gli effetti di invecchiamento, disuso, training e trattamenti riabilitativi o farmacologici, stress e carico cognitivo. Le applicazioni riguardano, tra le altre, la riabilitazione motoria, l’ergonomia, lo sport, la medicina del lavoro.
Nel complesso l’Area di Ingegneria Biomedica ha una forte connotazione sperimentale e traslazionale. Lo sviluppo metodologico e tecnologico è infatti affiancato da attività di prototipazione, validazione sperimentale e trasferimento verso contesti clinici, industriali e sportivi. In questo senso, l’area si propone di contribuire allo sviluppo di una medicina più quantitativa e personalizzata, fornendo strumenti che permettano di trasformare dati complessi in informazioni utilizzabili da ricercatori, clinici, operatori sanitari e utenti finali.