INDICE - SOMMARIO. Prefazione... pag. XI CAPITOLO I MECCANICA ED ELASTICITÀ DEI MATERIALI
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- Giorgiana Valli
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2 INDICE - SOMMARIO Prefazione... pag. XI CAPITOLO I MECCANICA ED ELASTICITÀ DEI MATERIALI 1. Introduzione... pag Sul concetto di forza...» 2 3. Centro di massa...» 4 4. Momento di inerzia...» 5 5. Vincoli...» 7 6. Principio di disgregazione...» Equazioni cardinali della statica...» Sistemi staticamente equivalenti...» Corpo perfettamente elastico e principio di sovrapposizione degli effetti...» Deformazioni e tensioni...» Le caratteristiche della sollecitazione...» Sforzo normale...» Flessione...» Taglio...» Torsione...» Sollecitazioni composte, tensioni principali e criteri di resistenza...» Strategie costruttive...» Reologia...» Curva Sforzo-Deformazione...» Rigidezza...» Comportamento viscoso...» Frattura...» Intagli e concentrazione di sforzi...» Sollecitazioni dinamiche - Fatica...» Attrito e Usura...» 38
3 VI INDICE - SOMMARIO CAPITOLO II BIOMECCANICA DELL APPARATO LOCOMOTORE 1. Introduzione... pag Aspetti costruttivi dell apparato locomotore...» Lubrificazione...» Modello dell apparato lomotore...» Biomeccanica dell anca...» Stima dei carichi intersegmentali del ginocchio...» Biomeccanica della mano...» Tessuti Biologici...» Tessuto osseo...» Collagene...» Elastina...» Tendini e legamenti...» Cartilagine articolare...» 66 CAPITOLO III BIOMATERIALI E BIOCOMPATIBILITÀ 1. Introduzione... pag Biomateriali...» Materiali metallici...» Leghe metalliche...» Acciai inossidabili austenitici...» Leghe di cobalto...» Titanio e leghe di titanio...» Corrosione...» Trattamenti superficiali: irruvidimento della superficie» Rivestimenti superficiali: idrossiapatite e biovetri...» Trattamenti biomimetici...» Polimeri...» Polietilene ad altissimo peso molecolare (UHMWPE)...» Cemento osseo...» Materiali ceramici...» Biocompatibilità...» Detriti di usura...» Biomateriale e risposta immunitaria...» Adesione batterica e strategie per evitarla...» 96
4 INDICE - SOMMARIO VII 18. Calcificazione... pag Cenni su altre tipologie di materiali...» 97 CAPITOLO IV PROTESI D ANCA 1. Introduzione... pag Fasi della progettazione...» Biomeccanica dell anca protesizzata...» La trasmissione delle forze articolari...» Lo stato di sollecitazione nel femore protesizzato...» Lo stato di sollecitazione dell acetabolo...» Lubrificazione dell articolazione protesizzata...» Rimodellamento osseo e mobilizzazione asettica...» Migrazione e micromovimenti...» Ancoraggio...» Ancoraggio con cemento...» Adesione diretta con l osso (ancoraggio biologico)...» Finitura superficiale...» Stabilità dell impianto e geometria dello stelo...» Diametro della testa...» Dimensioni dei componenti protesici...» Rigidezza...» Ancoraggio del neocotile...» Accoppiamenti...» Metallo/UHMWPE o ceramica/uhmwpe...» Accoppiamento ceramica/ceramica...» Accoppiamento metallo/metallo...» Conclusioni...» 128 CAPITOLO V TEORIA DELLA MISURA E SENSORI 1. Introduzione... pag Le unità di misura e la loro storia...» Errori, precisione e accuratezza di una misura...» L incertezza di misura...» 139
5 VIII INDICE - SOMMARIO 4.1. L incertezza nelle misure dirette... pag L incertezza nelle misure indirette...» La catena di misura...» I sensori...» Caratterizzazione dei sensori...» Caratterizzazione statica...» Le altre caratterizzazioni...» Alcuni esempi di sensori...» Sensori resistivi...» Sensori capacitivi...» Cenni ai sensori basati su altre proprietà fisiche» 161 CAPITOLO VI ELETTRONICA E CONDIZIONAMENTO DEI SEGNALI 1. Introduzione... pag Elettronica analogica ed elettronica digitale...» Gli amplificatori elettronici...» I materiali semiconduttori...» Il modello ad elettroni liberi e la conducibilità dei conduttori metallici...» Il modello a bande di energia e la conducibilità nei semiconduttori...» Le lacune...» Il drogaggio dei semiconduttori ed i suoi effetti...» La giunzione PN ed il diodo a stato solido...» Il transistor bipolare a giunzione...» L invenzione del transistor...» Il funzionamento del BJT...» L evoluzione dei transistor, dopo il BJT...» Gli amplificatori...» Il rumore elettronico ed i filtri...» 187 CAPITOLO VII ANALISI DEI SEGNALI 1. Introduzione... pag I segnali biomedici...» Classificazione dei segnali biomedici...» 194
6 INDICE - SOMMARIO IX 3. La strumentazione biomedica... pag Problematiche...» La conversione analogico-digitale...» Il campionamento...» La quantizzazione...» Elementi sull elaborazione dei segnali...» L analisi del dominio della frequenza...» 208 CAPITOLO VIII ANALISI DEL MOVIMENTO 1. L analisi del movimento... pag Classificazione e controllo del movimento...» Analisi del passo...» Il laboratorio di analisi del movimento...» Principi di stereofotogrammetria...» Dati sperimentali...» Cinematica...» Dinamica...» Elettromiografia di superficie...» Esecuzione di una sessione di analisi del cammino...» Cause di errore...» Posturografia...» Valutazione funzionale del movimento...» 235 CAPITOLO IX DIRETTIVE EUROPEE 1. Introduzione... pag L Unione Europea...» Le norme tecniche...» Il Nuovo Approccio ed il processo di armonizzazione» Significato e caratteristiche delle Direttive...» La Direttiva 93/42/CEE Dispositivi Medici...» Requisiti essenziali...» Norme armonizzate e presunzione di conformità...» Classificazione dei dispositivi medici...» Organismi Notificati...» 254
7 X INDICE - SOMMARIO 6.5. Informazioni riguardanti incidenti verificatisi dopo l immissione in commercio... pag Indagini e valutazioni cliniche...» Analisi del rischio...» Le informazioni per i pazienti e gli utilizzatori.» La Direttiva ed il personale medico...» Conclusioni...» 258 CAPITOLO X QUALITÀ E SICUREZZA 1. Introduzione... pag Gestione in regime di qualità: ISO » Il controllo di qualità...» Dal controllo di prodotto al controllo di processo...» Da qualità come rispondenza ai requisiti a qualità come soddisfazione del cliente...» Il manuale della qualità...» Le norme tecniche sulla qualità della serie ISO 9000» Implementazione della gestione in regime di qualità.» La certificazione di qualità...» L accreditamento e gli enti accreditatori...» Audit...» Sicurezza...» Pericolo e rischio...» La sicurezza in ambito sanitario...» La sicurezza elettrica...» La legge di Ohm ed il corpo umano...» Macroshock e microshock...» Compatibilità elettromagnetica...» L ingegneria clinica...» 284
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