insegnamento elettronica biomedica - università unicusano ... · elettronica e teoria dei segnali....

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1 Insegnamento Elettronica Biomedica Livello e corso di studio Laura Magistrale in Ingegneria Elettronica (LM29) Settore scientifico disciplinare (SSD) ING-INF/06 Anno di corso 2 Numero totale di crediti 9 Propedeuticità Per il corso di “Elettronica Biomedica”, sono previste le seguenti propedeuticità: - Elettronica Digitale - Elettronica II Si fa presente, tuttavia, che trattando gli argomenti del corso si fa riferimento ai concetti appresi nei corsi della laurea triennale e nei corsi del primo anno della laurea magistrale. Docente Cristiano De Marchis Facoltà: Ingegneria Nickname: demarchis.cristiano Email: [email protected] Orario di ricevimento: Consultare calendario videoconferenze sul sito d’Ateneo. Obiettivi formativi Il corso è concepito per fornire allo studente gli elementi essenziali per la comprensione dei meccanismi di generazione dei principali biosegnali, dei principi di funzionamento dei dispositivi per l’acquisizione, e delle principali soluzioni circuitali per il condizionamento. Saranno prese in considerazione le principali caratteristiche di diversi biosegnali, con l’obiettivo di dimensionare in maniera adeguata i sistemi di acquisizione e di effettuare le opportune scelte progettuali. I risultati d’apprendimento attesi sono i seguenti: Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding) - comprensione delle caratteristiche delle principali grandezze biomediche - comprensione dei principi di funzionamento dei principali dispositivi per l’acquisizione di biosegnali - comprensione dei meccanismi di generazione dei principali biopotenziali e del funzionamento delle cellule eccitabili - comprensione del rischio elettrico derivante dal passaggio di corrente elettrica nel corpo umano Conoscenze e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) - capacità di dimensionare le diverse parti di un sistema di acquisizione per biosegnali Autonomia di giudizio (making judgements) - capacità di scegliere i dispositivi più opportuni e le soluzioni più adeguate per il condizionamento di specifici biosegnali, in base alle loro caratteristiche

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Insegnamento Elettronica Biomedica

Livello e corso di studio Laura Magistrale in Ingegneria Elettronica (LM29)

Settore scientifico

disciplinare (SSD) ING-INF/06

Anno di corso 2

Numero totale di

crediti 9

Propedeuticità Per il corso di “Elettronica Biomedica”, sono previste le seguenti propedeuticità:

- Elettronica Digitale

- Elettronica II

Si fa presente, tuttavia, che trattando gli argomenti del corso si fa riferimento ai concetti appresi nei corsi della

laurea triennale e nei corsi del primo anno della laurea magistrale.

Docente

Cristiano De Marchis

Facoltà: Ingegneria

Nickname: demarchis.cristiano

Email: [email protected]

Orario di ricevimento:

Consultare calendario videoconferenze sul sito d’Ateneo.

Obiettivi formativi Il corso è concepito per fornire allo studente gli elementi essenziali per la comprensione dei meccanismi di

generazione dei principali biosegnali, dei principi di funzionamento dei dispositivi per l’acquisizione, e delle

principali soluzioni circuitali per il condizionamento. Saranno prese in considerazione le principali caratteristiche

di diversi biosegnali, con l’obiettivo di dimensionare in maniera adeguata i sistemi di acquisizione e di effettuare

le opportune scelte progettuali.

I risultati d’apprendimento attesi sono i seguenti:

Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding)

- comprensione delle caratteristiche delle principali grandezze biomediche

- comprensione dei principi di funzionamento dei principali dispositivi per l’acquisizione di biosegnali

- comprensione dei meccanismi di generazione dei principali biopotenziali e del funzionamento delle cellule

eccitabili

- comprensione del rischio elettrico derivante dal passaggio di corrente elettrica nel corpo umano

Conoscenze e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding)

- capacità di dimensionare le diverse parti di un sistema di acquisizione per biosegnali

Autonomia di giudizio (making judgements)

- capacità di scegliere i dispositivi più opportuni e le soluzioni più adeguate per il condizionamento di specifici

biosegnali, in base alle loro caratteristiche

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Abilità comunicative (communication skills)

- sviluppo di un linguaggio scientifico corretto e comprensibile che permetta di esprimere in modo chiaro le

conoscenze acquisite

Capacità di apprendere (learning skills)

- capacità di applicare le conoscenze acquisite per la risoluzione di problemi non familiari che abbiano come

oggetto l’acquisizione ed il trattamento di biosegnali

Prerequisiti Trattando gli argomenti del corso si fa riferimento ai concetti appresi nei corsi della laurea triennale e nei corsi

del primo anno della laurea magistrale, con particolare riferimento ai concetti di base appresi nei corsi di

Elettronica e Teoria dei Segnali.

Contenuti del corso Modulo 1 - Caratteristiche della strumentazione biomedica

Bioingegneria e ruolo della strumentazione biomedica – grandezze biomediche di interesse – caratteristiche della

strumentazione e specifiche dei sistemi di prelievo – sensori e trasduttori – condizionamento

Modulo 2 - Dispositivi per la misura di grandezze meccaniche e termiche in ambito biomedico

Richiami di elettronica applicata – misure di forza e pressione– misure di temperatura - Dispositivi per l’analisi

cinematica e dinamica del movimento umano - cenni applicativi

Modulo 3 - Fondamenti di elettrofisiologia

Membrana cellulare, potenziale di membrana a riposo e origine del potenziale d’azione – principi di

funzionamento elettrodi – modello circuitale elettrodi

Modulo 4 - Trattamento di segnali in ambito biomedico

Stadi di condizionamento – richiami su componenti frequenziali di un segnale – generalità filtraggio – tipi di filtri

– progetto di filtri – richiami teorema di shannon – campionamento di un segnale – quantizzazione di un segnale

Modulo 5 - Biopotenziali

Cenni di fisiologia – meccanismi di generazione del segnale elettrocardiografico ECG – caratteristiche del

segnale ECG - strumentazione per il prelievo del segnale ECG – applicazioni

Cenni di fisiologia del muscolo – meccanismi di generazione del segnale elettromiografico EMG – caratteristiche

del segnale EMG - strumentazione per il prelievo del segnale EMG – applicazioni

Cenni di fisiologia del sistema nervoso centrale – meccanismi di generazione del segnale elettroencefalografico

EEG – caratteristiche del segnale EEG - strumentazione per il prelievo del segnale EEG – applicazioni

Modulo 6 - Interazione corrente elettrica - corpo umano

Effetti della corrente elettrica sul corpo umano – impedenza del corpo umano –microshock e macroshock –

sicurezza elettrica

Gli studenti che devono sostenere l'esame di Elettronica Biomedica con un numero ridotto di CFU, poiché

parzialmente riconosciuto all’atto dell’immatricolazione (c.d. integrazioni), sono invitati a contattare il docente in

piattaforma ed inviare il programma dell’esame già sostenuto. In tal modo, sarà possibile valutare esattamente i

contenuti da trattare per l’integrazione.

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Materiali di studio Materiale didattico a cura del docente.

Testi consigliati:

F. P. Branca. “Fondamenti di Ingegneria Clinica, vol.1”. Springer Verlag.

J. D. Bronzino. “The Biomedical Engineering Handbook, vol.1”. CRC Press.

Metodi didattici Il corso è sviluppato attraverso le lezioni preregistrate che compongono, insieme a slide e dispense, i materiali di

studio disponibili in piattaforma.

Sono poi proposti dei test di autovalutazione per ciascun modulo, che corredano le lezioni preregistrate e

consentono agli studenti di accertare la comprensione e il grado di conoscenza acquisita dei contenuti di ciascun

modulo.

La didattica si avvale, inoltre, di forum (aule virtuali) disponibili in piattaforma che costituiscono uno spazio di

discussione con gli studenti iscritti, tramite l’individuazione di tematiche di interesse.

Modalità di verifica

dell’apprendimento

L’esame consiste di norma nello svolgimento di una prova scritta. Coloro che hanno ottenuto una votazione

sufficiente alla prova scritta, possono sostenere, in maniera facoltativa, una prova orale.

La prova scritta è composta da 1 domanda aperta di teoria in cui si richiede la trattazione di uno specifico

argomento del corso (max 11 punti), 1 esercizio di carattere numerico/progettuale (max 11 punti), e una

serie di quesiti a risposta multipla, che possono essere di carattere conoscitivo o di carattere applicativo

attraverso la risoluzione di un breve esercizio numerico (max 11 punti). La durata dell’intera prova scritta è

di 90 minuti. Ciascuna domanda dell'esame scritto ha un punteggio massimo di 11 punti, per un totale di 33 punti

corrispondenti ad una valutazione pari a 30 e lode.

Gli argomenti delle domande di teoria possono riguardare tutti i moduli del corso.

Per lo svolgimento degli esami è consentito l'utilizzo di semplici calcolatrici, ma non è consentita la

consultazione di qualsiasi tipo di materiale aggiuntivo. Tutto il materiale necessario allo svolgimento

dell’esame, tra cui le informazioni necessarie allo svolgimento di esercizi di tipo numerico/progettuale, sono

forniti come allegati al testo d’esame.

Programma esteso e materiale didattico di riferimento

Modulo 1 - Lezione 1 Introduzione alla Bioingegneria – Ruolo della Bioingegneria – Scenario del settore biomedicale - Tecnologie

biomediche, Dispositivi Medici, Apparecchiature elettromedicali – Peculiarità del settore biomedicale

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 1 - Lezione 2 Schema generale di uno strumento biomedico – Fattori che influenzano il progetto di uno strumento biomedico –

Campo di misura – Taratura e calibrazione – Sensibilità – Risoluzione - Linearità

Materiali didattici a cura del docente

Modulo 1 - Lezione 3

Precisione – Accuratezza – Incertezza – Classe di precisione – Ripetibilità e riferibilità – Errore di zero – Errore

di inserzione – Rumore - Isteresi.

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 1 – Lezione 4 Sensori e Trasduttori in ambito biomedico – Biosegnali di interesse – Schema generale per il prelievo di un

biosegnale - Specifiche per l’acquisizione di segnali biomedici - Condizionamento

Materiali didattici a cura del docente

Modulo 2 – Lezione 1 Misure di forza e pressione in ambito biomedico – Estensimetri a resistenza elettrica: principi di funzionamento e

caratteristiche – Ponte di Wheatsone

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 2 – Lezione 2 Misure di forza con ponte di estensimetri – Compensazione degli effetti della temperatura – Soluzioni circuitali

per il condizionamento – Misure di pressione arteriosa tramite estensimetri

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 2 – Lezione 3 Misure di temperatura in ambito biomedico – Termoresistenze – Sensori Pt100 – Termistori NTC – Soluzioni

circuitali per il condizionamento

· Materiali didattici a cura del docente

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Modulo 2 – Lezione 4 Termocoppie: principi di funzionamento – Leggi per le termocoppie – Tipi di termocoppie

Materiali didattici a cura del docente

Modulo 2 – Lezione 5 Sensori per l’analisi del movimento umano - Cinematica del movimento umano: assunti della cinematica classica

e dati cinematici di interesse - Basografi: principi di funzionamento ed esempi applicativi – Accelerometri

piezoelettrici, piezoresistivi, capacitivi

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 2 – Lezione 6 Giroscopi: principi di funzionamento e principi costruttivi – Elettrogoniometri: principi di funzionamento –

Esempi applicativi

Materiali didattici a cura del docente

Modulo 2 – Lezione 7 Analisi della dinamica del movimento umano – Piattaforma dinamometrica: tipi di piattaforme e principi

costruttivi – Piattaforma di forza estensimetrica a 3 componenti: realizzazione dei ponti di misura

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 3 – Lezione 1 Fondamenti di elettrofisiologia – Bioelettricità e Biopotenziali di interesse – Origine dei biopotenziali: la

membrana cellulare – Specie ioniche all’interno e all’esterno della membrana

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 3 – Lezione 2 Generazione del potenziale di membrana a riposo – Equazione di Nernst – Equilibrio di Donnan – Pompa Sodio-

Potassio – Equazione di Goldman – Modello elettrico del potenziale di Membrana in condizioni di equilibrio

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 3 – Lezione 3 Modello elettrico del potenziale di membrana in condizioni non standard – Generazione del potenziale d’azione:

meccanismi elettrochimici – Potenziale d’azione di cellule nervose – Potenziale d’azione di cellule cardiache –

Propagazione del potenziale d’azione

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 3 – Lezione 4 Principali biopotenziali – Elettrodi per il prelievo di biopotenziali: principi di funzionamento generali

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 3 – Lezione 5 Ossidoriduzione all’interfaccia elettrodo/elettrolita – Doppio strato – Potenziale di Half Cell – Elettrodi

polarizzabili e non polarizzabili

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 3 – Lezione 6 L’elettrodo in Ag/AgCl: principi costruttivi – Principi di funzionamento – Modello circuitale equivalente

dell’elettrodo in Ag/AgCl – Modello circuitale del sistema elettrodo/elettrolita/tessuto – Problematiche degli

elettrodi Ag/AgCl – Elettrodi esterni, elettrodi interni e microelettrodi.

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 4 – Lezione 2 Risposta impulsiva e integrale di convoluzione – Funzione di trasferimento di un filtro – Risposta in frequenza di

un filtro: modulo e fase – Tipi di filtri: passa-basso, passa-alto, passa-banda, arresta-banda, equalizzatori - Filtri

ideali

Materiali didattici a cura del docente

Modulo 4 – Lezione 3 Filtri reali: funzione di trasferimento in forma razionale – Banda passante, banda di transizione, banda oscura –

Approssimanti della funzione di trasferimento ideale – Approssimante di Besel – Approssimanete di Butterworth

– Approssimante di Chebyshev

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 4 – Lezione 4 Richiami su filtri passivi – Filtri attivi – Strutture del primo ordine – esempi di passa-basso, passa-alto e passa-

banda

· Materiali didattici a cura del docente

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Modulo 4 – Lezione 5 Strutture del secondo ordine – funzione di trasferimento di strutture del secondo ordine – Smorzamento

caratteristico e approssimanti di Bessel, Butterworth e Chebyshev – Analisi di una struttura circuitale del secondo

ordine con topologia Sallen-Key

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 4 – Lezione 6 Strutture di ordine superiore – Sintesi di filtri attivi di ordine generico a partire da strutture circuitali consolidate –

Sintesi di approssimanti Bessel, Butterworth e Chebyshev di ordine generico a partire da valori normalizzati –

esercizi svolti e commentati

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 4 – Lezione 7

Conversione A/D - Campionamento, teorema del campionamento e aliasing – discretizzazione e codifica delle

ampiezze - Rumore di quantizzazione

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 4 – Lezione 8 Dimensionamento della catena di misura per dati cinematici: esercizi svolti e commentati

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 5 – Lezione 1

Cenni di anatomia e fisiologia del sistema cardiovascolare – Potenziale d’azione di cellule cardiache –

Propagazione del potenziale d’azione nel muscolo cardiaco – temporizzazione dei potenziali d’azione cardiaci

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 5 – Lezione 2

Potenziali d’azione cardiaci e segnale Elettrocardiografico (ECG) – Caratteristiche del tracciato ECG – Relazione

tra fenomeno elettrico e fenomeno meccanico – Teoria del dipolo elettrico cardiaco

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 5 – Lezione 3

Proiezioni del vettore dipolo elettrico cardiaco: le derivazioni – Derivazioni bipolari di Einthoiven – Derivazioni

unipolari aumentate di Goldberger – Derivaizoni precordiali – Derivazioni di Frank e vettorcardiogramma

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 5 – Lezione 4

Specifiche per l’acquisizione del segnale ECG – Disturbi presenti sul segnale ECG – Sistemi ECG – Holter ECG

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 5 – Lezione 5

Tecniche per l’analisi del sistema nervoso – Struttura e funzionamento dei neuroni – Generazione del segmale

elettroencefalografico (EEG)

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 5 – Lezione 6

Registrazione del segnale EEG – Configurazione standard 10-20 – Elettrodi per EEG – misure bipolari e

unipolari

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 5 – Lezione 7

Specifiche per un sistema di acquisizione EEG – Caratteristiche del segnale EEG – Ritmi cerebrali delta, theta,

alpha, beta, gamma

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 5 – Lezione 8

Applicazioni del segnale EEG – Interfacce uomo-computer (Brain Computer Interface, BCI)

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 5 – Lezione 9

Meccanismi alla base della contrazione muscolare – Generazione del segnale EMG – Unità motorie – Modello

del segnale EMG – EMG invasivo ed EMG di superficie - Schema di un elettromiografo

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 5 – Lezione 10

EMG intramuscolare: elettrodi ad ago ed elettrodi a filo – EMG di superficie – Elettrodi di superficie – Matrici di

elettrodi

· Materiali didattici a cura del docente

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Modulo 5 – Lezione 11

Specifiche per l’acquisizione di segnali EMG – Caratteristiche del segnale EMG – Distanza inter-elettrodica –

Sistemi EMG

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 5 – Lezione 12

Applicazioni del segnale EMG – informazioni estraibili dal segnale EMG - esempi applicativi dell’EMG

nell’analisi del movimento

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 5 – Lezione 13 Dimensionamento della catena di misura per biopotenziali: esercizi svolti e commentati

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 6 – Lezione 1

Rischio elettrico: contatto diretto e indiretto – Effetti del passaggio della corrente elettrica nel corpo umano –

Corrente continua e corrente alternata

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 6 – Lezione 2

Soglia di percezione e rilascio – Tetanizzazione – Fibrillazione ventricolare – Zona tempo-corrente in corrente

alternata

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 6 – Lezione 3

Impedenza del corpo umano – Impedenza della pelle – Impedenza interna dell’organismo – Fattori che

influenzano il valore di impedenza – Definizioni di macroschock e microschock

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 6 – Lezione 4

Macrschock: esempi numerici – Microschock: esempi numerici – Fonti di rischio elettrico derivanti dagli apparati

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 6 – Lezione 5

Messa a terra mediante conduttore di protezione – Capacità parassite e correnti di dispersione – Correnti disperse

verso terra, nel paziente, nell’involucro – esempi numerici su correnti di dispersione negli apparati

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 6 – Lezione 6 Parte applicata – Norma 60601-1 – Parti applicate di tipo B, BF e CF – Massime correnti di dispersione ammesse

– Classificazione del rischio elettrico: apparecchiature elettromedicali di Classe I – Massima resistenza del

conduttore di protezione

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 6 – Lezione 7 Classificazione del rischio elettrico: apparecchiature elettromedicali di Classe II – Apparecchiature ad

alimentazione interna – Misure di sicurezza per gli impianti – Riferimenti multipli a terra e nodo equipotenziale –

esempi numerici su nodo equipotenziale

· Materiali didattici a cura del docente

Modulo 6 – Lezione8 Trasformatore di isolamento – esempi numerici su trasformatore di isolamento – Effetto della capacità parassita

del trasformatore – Interruttore differenziale per la protezione da macroschock

· Materiali didattici a cura del docente

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Name: Cristiano De Marchis

Place of birth: Rome, Italy

Date of birth: 02nd November 1984

Personal Contacts (for internal communications)

Nickname: demarchis.cristiano

e-mail: [email protected]

Current Position:

Post-Doctoral Researcher in Bioengineering

Department of Engineering

Roma TRE University

Via Vito Volterra 62, 00146, Rome, Italy.

Phone: +39 06 57 33 70 57

[email protected]

Bio-Sketch:

Cristiano De Marchis received the PhD in Bioengineering at University 'Roma TRE' in 2013. He is currently

involved in research activities for the development of experimentally-driven models related to the modular

control of human movement through the combination of multi-modal signals, the development of algorithms

and solutions in the field of neuro-rehabilitation and biomedical signal processing. He's also assisting BioLab3

research and teaching activities in the Department of Engineering at the University 'Roma TRE'. He is a

member IEEE, EMBS, GNB.

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Work Experience:

2013 - present: Post-Doctoral researcher in Bioengineering at the Department of Engineering, Roma TRE

University.

Education:

2010 - 2013: PhD candidate at the Department of Applied Electronics, PhD program in Biomedical Electronics,

Electromagnetics and Telecommunications, Roma TRE University. Thesis Title: Neuromechanics of human

movement: processing techniques and computational models for an integrated view of motor behavior.

2007-2009: MSc in Electronics Engineering/ Bioengineering, Roma TRE University. Thesis Title: sEMG signal

processing techniques for the detection and characterization of muscular tremor. Grade: 110/110 cum Laude

2003-2006: BSc in Electronics Engineering/ Telecommunications, Roma TRE University. Thesis Title: Project

of Slow Light Devices in 2-Dimensional Photonic Crystal. Grade: 110/110

1998-2003: Scientific High School Degree at Liceo Scientifico Statale J.F. Kennedy, Rome. Grade: 100/100

Participation to Research Projects and Programs:

2008-2011: EU-FP7 Program FP7-ICT-2007-2 Project #224051: "TREMOR — An ambulatory BCI-driven tremor

suppression system based on functional electrical stimulation"

Research Activities in Foreign Institutions:

July 2011: Visiting Student - Instituto de Biomecanica de Valencia (IBV), Valencia, Spain.

April 2014 – September 2014: Visiting Researcher - Neuroprosthetics research group, Werner Reichardt

Institute for Integrative Neuroscience, Eberhard Karls Universitat Tubingen, Tubingen, Germany.

Research Interests:

Muscle Synergies, Modularity of the motor system, Human Movement, Motor Control, Electromyography,

Biomechanics, Neuromechanics, Musculoskeletal Modeling, Signal Processing, Neuro-rehabilitation, Tremor,

Functional Electrical Stimulation, Stroke

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Teaching Experience:

2011-2012: Teaching assistant in “Biomedical Instrumentation” – Bachelor degree in Electronics Engineering,

University Roma TRE, Prof. Tommaso D’Alessio

2011-2012: Teaching assistant in “Laboratory of Biomedical Instrumentation” – Bachelor degree in

Electronics Engineering, University Roma TRE, Prof. Tommaso D’Alessio

2010-present: Teaching assistant in “Biomedical Data Processing” – Master degree in Bioengineering,

University Roma TRE, Prof. Silvia Conforto

2011-2013: Teaching assistant in “Fundamentals of Bioengineering” – Master degree in Bioengineering,

University Roma TRE, Prof. Silvia Conforto

2015-present: Teaching assistant in “Biomedical Devices” – Master degree in Bioengineering, University

Roma TRE, Prof. Maurizio Schmid

Editorial Activity:

Reviewer for the following ISI Journals:

- Journal of Neuroengineering and Rehabilitation

- Journal of Neurophysiology

- Journal of Neural Engineering

- Experimental Brain research

- Journal of Electromyography and Kinesiology

- Medical Engineering & Physics

- Sensors

- European Journal of Sport Science

- IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics

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List of Scientific Publications

International Journal Articles:

C. De Marchis, M. Schmid, S. Conforto (2012). An optimized method for tremor detection and temporal

tracking through repeated second order moment calculations on the surface EMG signal. Med Eng Phys 34(9):

1268-1277.

C. De Marchis, M. Schmid, D. Bibbo, A.M. Castronovo, T. D'Alessio, S. Conforto (2013). Feedback of

mechanical effectiveness induces adaptations in motor modules during cycling. Front Comput Neurosci 7:35.

C. De Marchis, M. Schmid, D. Bibbo, S. Conforto. Inter-individual variability of forces and modular muscle

coordination in cycling: a study on untrained subjects (2013). Hum Mov Sci 32(6): 1480-1494.

C. De Marchis, G. Severini, A.M. Castronovo, M. Schmid, S. Conforto. Intermuscular coherence contributions

in synergistic muscles during pedaling (2015). Exp Brain Res. doi:10.1007/s00221-015-4262-4

C. De Marchis, T. Santos Monteiro, C. Simon-Martinez, S. Conforto, A. Gharabaghi. Multi-contact functional

electrical stimulation for hand opening: electrophysiologically driven identification of the optimal stimulation

site (2016). J Neuroeng Rehab 13:22

E. Ambrosini*, C. De Marchis*, A. Pedrocchi, G. Ferrigno, M. Monticone, M. Schmid, T. D’Alessio, S. Conforto,

S. Ferrante. Cycling-based neuro-mechanical metrics predict lower limb motor impairment in post-acute

stroke patients. Conditionally Accepted.

Abstracts appeared in International Journals:

S. Conforto, C. De Marchis, G. Severini, T. D'Alessio. Tremor detection and tracking through sEMG analysis.

Gait & Posture(30):S56-S57.(2009)

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Peer Reviewed International Conference papers:

C. De Marchis, E. Ambrosini, M. Schmid, M. Monticone, A. Pedrocchi, G. Ferrigno, T. D’Alessio, S. Conforto,

S. Ferrante. Neuro-mechanics of muscle coordination during recumbent pedaling in post-acute stroke

patients. Conf Proc IEEE Med Eng Biol Soc 2015.

M. Mancini, M.C. Pellicciari, D. Brignani, P. Mauri, C. De Marchis, C. Miniussi, S. Conforto. Automatic artifact

suppression in simultaneous tDCS-EEG using adaptive filtering. Conf Proc IEEE Med Eng Biol Soc 2015.

C. D'Anna, D. Bibbo, C. De Marchis, M. Goffredo, M. Schmid, S. Conforto. Comparing different visual

biofeedbacks in static posturography. IEEE-EMBS International Conference on Biomedical and Health

Informatics (BHI), Valencia, Spain: June 1-4, 2014

C. De Marchis, F. Patané, M. Petrarca, S. Carniel, M. Schmid, S. Conforto, E. Castelli, P. Cappa, T. D'Alessio.

EMG and kinematics assessment of postural responses during balance perturbation on a 3D robotic platform:

preliminary results in children with hemiplegia. Proceedings of MEDICON 2013. (2013)

S. Conforto, A.M. Castronovo, C. De Marchis, M. Schmid, M. Bertollo, C. Robazza, S. Comani, T. D'Alessio. The

fatigue vector: a new bi-dimensional parameter for muscular fatigue analysis. Proceedings of MEDICON 2013

(2013)

S. Comani, L. Bortoli, S. Di Fronso, E. Fiho, C. De Marchis, M. Schmid, S. Conforto, C. Robazza, M. Bertollo.

ERD/ERS patterns of shooting performance within the multi-action plan model. Proceedings of MEDICON

2013 (2013)

C. De Marchis, A.M. Castronovo, D. Bibbo, M. Schmid, S. Conforto. Muscle synergies are consistent when

pedaling under different biomechanical demands. Conf Proc IEEE Med Eng Biol Soc 2012:3308-3311.(2012)

A.M. Castronovo, C. De Marchis, D. Bibbo, S. Conforto, T. D'Alessio. Neuromuscular adaptations during

submaximal prolonged cycling. Conf Proc IEEE Med Eng Biol Soc 2012:3612-3615.(2012)

C. De Marchis, S. Conforto, G. Severini, M. Schmid, T. D'Alessio. Detection of tremor bursts from the sEMG

signal: an optimization procedure for different detection methods. Conf Proc IEEE Med Eng Biol Soc

2011:7508-7511.(2011)

G. Severini, S. Conforto, C. De Marchis, M. Schmid, T. D'Alessio. A SNR-independent formulation of a double

threshold algorithm for the estimation of muscle activation intervals. Conf Proc IEEE Med Eng Biol Soc

2011:7500-7503.(2011)

Page 12: Insegnamento Elettronica Biomedica - Università Unicusano ... · Elettronica e Teoria dei Segnali. Contenuti del corso Modulo 1 ... cinematica e dinamica del movimento umano

International Conference Abstracts:

C. De Marchis, M. Schmid, I. Bernabucci, S. Conforto. Merging a library of basic motor modules as a general

model for lower limbs muscle coordination. XX ISEK Congress, Rome, Italy: 15-18 July, 2014

C. De Marchis, E. Ambrosini, S. Ferrante, M. Schmid, M. Monticone, A. Pedrocchi, S. Conforto. Motor modules

in assisted-pedaling: preliminary results on healthy subjects. XX ISEK Congress, Rome, Italy: 15-18 July, 2014

C. De Marchis, S. Conforto, G. Severini, M. Schmid, T. D'Alessio. Detecting and characterizing tremor from

the surface EMG signal. World congress of Medical Physics and Biomedical Engineering. Beijing (2012)

A.M. Castronovo, C. De Marchis, G. Severini, D. Bibbo, T. D'Alessio. Electromyographic features for the

characterization of task-failure during submaximal cycling. World congress of Medical Physics and Biomedical

Engineering. Beijing (2012)

C. De Marchis, I. Bernabucci, G. Severini, S. Conforto, M. Schmid, T. D'Alessio. Wrist tremor reduction through

a novel neural model. Proceedings of the XVIII ISEK congress (2010).

National Conference Abstracts:

C. De Marchis, I. Bernabucci, M. Schmid, A.M. Castronovo, S. Conforto. Merging a library of basic motor

modules accounts for the muscle coordination of a variety of motor tasks. Proceedings of GNB2014, Pavia,

Italy: 22-24 June, 2014

C. De Marchis, A.M. Castronovo, D. Bibbo, S. Conforto. Stability of muscle synergies across different pedaling

strategies. Proceedings of the III GNB Congress. Rome.(2012).

A.M. Castronovo, C. De Marchis, D. Bibbo, T. D'Alessio. Evaluation of neuromuscular efficiency at task-failure

during submaximal cycling. Proceedings of the III GNB Congress. Rome.(2012).

G. Severini, S. Conforto, M. Schmid, C. De Marchis, T. D'Alessio. A real-time EEG-EMG multimodal approach

for the detection of voluntary activity in patients affected by tremor impairments. Proceedings of the II GNB

Congress. Turin.(2010).

C. De Marchis, S. Conforto, I. Bernabucci, M. Schmid, T. D'Alessio. A biologically inspired neural model for the

active control of tremor movements. Proceedings of the II GNB Congress. Turin.(2010).

M. Svaluto Moreolo, C. De Marchis, G. Cincotti. Dispositivi slow light in cristallo fotonico 2D. 10th FOTONICA

Congress, Mantova,(2007).

Rome, March 2016