UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
Faculdade de Engenharia Elétrica

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Timbre

Plano de Ensino

IDENTIFICAÇÃO

Componente Curricular:

INSTRUMENTAÇÃO BIOMÉDICA 1

Unidade Ofertante:

Faculdade de Engenharia Elétrica

Código:

FEELT31806

Período/Série:

7o

Turma:

U

Carga Horária:

Natureza:

Teórica:

60

Prática:

30

Total:

90

Obrigatória:

( X )

Optativa:

( )

Professor(A):

Alcimar Barbosa Soares (T)

Sérgio Ricardo de Jesus Oliveira (P)

Ano/Semestre:

2023/02

Observações:

 

 

EMENTA

Teoria básica, projeto e desenvolvimento de equipamentos eletromédicos.

JUSTIFICATIVA

Teoria básica, projeto e desenvolvimento de equipamentos eletromédicos.

OBJETIVO

Objetivo Geral:

Ao final do curso o estudante deverá ser capaz de:

Identificar conceitos e características importantes relativos ao projeto e desenvolvimento de equipamentos eletromédicos.

Demonstrar capacidade de dedução, raciocínio lógico e de promover abstrações.

Objetivos Específicos:

Ao final do curso o estudante deverá ser capaz de:

Projetar e construir equipamentos (hardware e software) para medição de biopotenciais.

Demonstrar conhecimento básico a respeito das normas nacionais e internacionais para produção e comercialização de equipamentos eletromédicos.

PROGRAMA

1 - Conceitos básicos de instrumentação biomédica

Preparar os estudantes para a identificação das principais subunidades componentes dos equipamentos eletromédicos padrão, considerando-se sua aplicação e elementos de projeto.

Apresentar os elementos principais que afetam o projeto e desenvolvimento de tais equipamentos e os métodos fundamentais para solução dos mesmos.

2 - Princípios e conceitos básicos de sensores

Avaliar os principais tipos de sensores utilizados para o desenvolvimento de instrumentos biomédicos, suas características e aplicações.

Discutir e projetar sensores para medição de grandezas diversas.

3 - Fundamentos de fisiologia e propagação de biopotenciais

Estudar os elementos básicas responsáveis pela geração de biopotenciais medidos no interior do corpo ou na superfície da pele.

Estudar os mecanismos e teorias para detecções de potenciais biomédicos.

4 - Eletrodos para biopotenciais

Estudar os elementos componentes das interfaces entre a fonte geradora de sinal biomédico e os transdutores/eletrodos, como a pele, eletrólitos e tecidos subcutâneos.

Estudar os principais tipos de sensores/eletrodos, suas características químicas e elétricas.

Estudar o fenômeno de conversão de corrente iônica para corrente elétrica na interface eletrodo-eletrólito.

5 - Medições de biopotenciais

Estudar e projetar circuitos condicionadores para sinais Eletromiográficos, Eletrocardiográficos, Eletroneurográficos, Eletroencefalográfico e/ou Eletroretinográficos.

Projetar circuitos de aquisição de dados para coleta em tempo real de sinais biomédicos.

Estudar as origens e características de sinais EEG, EMG e ECG.

Desenvolver protótipos de equipamentos biomédicos em laboratório.

6 – Hardware e Softwares para medição e processamento de sinais biomédicos

Avaliar e utilizar as principais ferramentas de hardware e software para construção de equipamentos biomédicos e para análise de dados.

Desenvolver protótipos de hardware e software para equipamentos biomédicos diversos em laboratório.

 

Plano de desenvolvimento DO PROGRAMA

PARTE TEÓRICA

Semana

Conteúdo

1-2

MODULO T1. INTRODUÇÃO

Apresentação do professor

Apresentação do conteúdo programático

Apresentação dos critérios de avaliação

Apresentação das datas de entrega das avaliações

Apresentação dos horários para atendimento aos estudantes

MODULO T2. CONCEITOS BÁSICOS DE INSTRUMENTAÇÃO BIOMÉDICA

Terminologia e dispositivos médicos

Fatores limitantes para medições biomédicas

Classificação dos equipamentos médicos

Critérios para projeto

2-5

MODULO T3. FUNDAMENTOS DE FISIOLOGIA E PROPAGAÇÃO DE BIOPOTENCIAIS

 

Potencial de membrana

Fundamentos de fisiologia e propagação de biopotenciais

Potencial de membrana – células excitáveis

Fundamentos de fisiologia e propagação de biopotenciais

Potenciais de ação

Fundamentos de fisiologia e propagação de biopotenciais

Volume condutor

Teoria de ângulos sólidos

5-7

MODULO T4. ELETRODOS PARA BIOPOTENCIAIS

 

A interface eletrodo pele

Eletrodos para biopotenciais

A interface eletrodo pele – transdução corrente iônica para corrente elétrica

Tipos de eletrodos e Polarização

Eletrodos para biopotenciais

Eletrodos polarizáveis e não-polarizáveis

Modelos de circuitos

Eletrodos para biopotenciais

Artefato de movimento

Eletrodos de superfície e invasivos

 

8-10

MODULO T5. MEDIÇÕES DE BIOPOTENCIAIS - ELETROMIOGRAMA

 

Origem do sinal EMG

Instrumentação para condicionamento e aquisição de sinais EMG

Análise de sinais EMG

 

10-12

MODULO T6. MEDIÇÕES DE BIOPOTENCIAIS – ELETROCARDIOGRAMA

 

Origem do sinal ECG

Instrumentação para condicionamento e aquisição de sinais ECG

Análise de sinais ECG

 

13-14

MODULO T7. MEDIÇÕES DE BIOPOTENCIAIS – ELETROENCEFALOGRAMA

 

Origem do sinal EEG

Instrumentação para condicionamento e aquisição de sinais EEG

Análise de sinais EEG

 

15

Recuperação de Aprendizagem (ver item “Avaliação”, a seguir):

Revisão geral, por parte do estudante, que poderá agendar horário com o professor para sanar dúvidas.

Avaliação de recuperação.

25/04 – 09/05

Período destinado a outras atividades acadêmicas

   Leitura de artigos científicos a serem definidos pelo professor.

 

PARTE PRÁTICA

Semana

Conteúdo

1

MODULO P1. INTRODUÇÃO

Apresentação do conteúdo programático da parte prática da disciplina.

Apresentação do modelo de trabalho nas aulas experimentais, com definição de projetos por grupo, estratégias de avaliação, etc.

Apresentação dos critérios de avaliação.

Apresentação das datas de entrega das avaliações.

Apresentação dos horários para atendimento aos estudantes.

 

2-15

MODULO P2

Conforme definido com o professor no Módulo P1

25/04 – 09/05

Período destinado a outras atividades acadêmicas

   Leitura de artigos científicos a serem definidos pelo professor.

 

METODOLOGIA

O curso será ofertado na modalidade presencial com a sequência descrita acima.

Durante as aulas haverá apresentação e discussão dos conteúdos do Programa.

A plataforma Microsoft TEAMS poderá ser utilizada como canal de comunicação professor-aluno, e ainda como ambiente para envio de tarefas e recepção de trabalhos, divulgação de notas e disponibilização de materiais bibliográficos.

O atendimento ao estudante será realizado de forma assíncrona, presencial ou remota, pelas plataformas TEAMS ou GOOGLE MEETs, mediante agendamento prévio, realizado por email direcionado ao professor - “ alcimar@ufu.br.

AVALIAÇÃO

A avaliação da parte teórica se dará na forma de provas a serem resolvidas de forma individual. O desenvolvimento de um projeto de curso será adotado como modelo para avaliação da parte prática da disciplina – o projeto será avaliado em etapas de desenvolvimento, conforme definido pelo professor. As datas para início e conclusão das atividades avaliativas, bem como a forma entrega, serão definidas na primeira aula da disciplina.

Para a parte teórica estão previstas duas atividades de avaliação, no valor até de 30 pontos cada.

Para a parte prática estão previstas avaliações envolvendo: Relatórios e Trabalhos periódicos, Apresentação (seminário e demonstração prática) e Relatório final.

As provas, trabalhos periódicos e apresentações deverão explorar e reforçar conceitos abordados nos vários módulos da disciplina, oferecendo a oportunidade para que o estudante consolide conceitos, trabalhe em grupo, e adquira habilidades relacionadas aos temas do curso.

A nota final do curso será calculada como o somatório das notas das atividades da parte teórica e da parte prática.

Atividade avaliativa de recuperação de aprendizagem

O estudante com pelo menos 75% (setenta e cinco por cento) de frequência na disciplina, e que não obtiver o rendimento mínimo para aprovação (60 pontos), poderá realizar uma atividade de recuperação, nos seguintes termos:

 

i. A atividade se dará por meio de uma prova individual, sem consulta, com valor máximo igual a 100%;

ii. A nota obtida substituirá a pior nota (em termos percentuais da nota total da avaliação) obtida pelo discente em uma das 4 avaliações originais (duas teóricas e duas práticas) - a substituição ocorrerá mesmo que a nota obtida na prova de recuperação seja menor que a nota original;

iii. O estudante que realizar esta atividade terá sua nota final limitada a 60 pontos;

iv. A matéria da prova corresponderá a todo o conteúdo programático do curso.

 

CONTROLE DE FREQUÊNCIA

A frequência será verificada por meio de chamada nominal, presencial. A presença mínima para aprovação na disciplina é de 75% da carga horária descrita no cronograma.

BIBLIOGRAFIA

Básica

Artigos e livros disponíveis on-line de forma gratuita.

WEBSTER, J. G. (Editor). Encyclopedia of Medical Devices and Instrumentation.

ed., Hoboken, NJ: Wiley, 2006.

GEDDES, L. A.; BAKER, L. E. Principles of Applied Biomedical Instrumentation.

ed., New York: John Wiley & Sons, 1989.

TOGAWA, T. Biomedical transducers and instruments. Boca Raton: CRC, 1997.

Complementar

Artigos, livros de tutoriais disponíveis on-line de forma gratuita.

WEBSTER, J. W. Medical Instrumentation: Application and Design. 3ª ed., New York:

J. Wiley, 1998.

BRONZINO, J. D. The biomedical engineering handbook. 3ª ed., Boca Raton:

CRC/Taylor & Francis, 2006.

RANGAYYAN, R. M. Biomedical Signal Analysis: A Case-Study Approach. New

York: Wiley-Interscience, 2002.

LAPLANTE, P. A. Real-time systems design and analysis: an engineer's handbook.

ed., New York: IEEE PRESS, 1997.

MALVINO, A. P. Eletrônica. 4ª ed. São Paulo: Makron Books do Brasil, 1997.

APROVAÇÃO

Aprovado em reunião do Colegiado realizada em: ____/____/______

Coordenação do Curso de Graduação: _________________________

 


logotipo

Documento assinado eletronicamente por Alcimar Barbosa Soares, Professor(a) do Magistério Superior, em 12/01/2024, às 11:55, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.


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A autenticidade deste documento pode ser conferida no site https://www.sei.ufu.br/sei/controlador_externo.php?acao=documento_conferir&id_orgao_acesso_externo=0, informando o código verificador 5097489 e o código CRC FFB1A180.




Referência: Processo nº 23117.002005/2024-41 SEI nº 5097489