SCIENZE MEDICHE, CHIRURGICHE E TECNOLOGIE AVANZATE G.F. INGRASSIALogopedia (abilitante alla professione sanitaria di Logopedista)Anno accademico 2024/2025

9796945 - AUDIOFONIATRIA E BIOINGEGNERIA
Modulo BIOINGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA

Docente: FRANCESCO BERITELLI

Risultati di apprendimento attesi

1.Conoscenza e comprensione (knowledge and understanding): Conoscenze utili concernenti le tecniche e gli strumenti per l’analisi della voce adottate nell’ambito dell'attività logopedica in rapporto alle principali patologie del sistema fonatorio e alle relative tecniche riabilitative.

2.Capacità di applicare conoscenza e comprensione (applying knowledge and understanding): le conoscenze di natura applicativa, acquisite attraverso le lezioni frontali, riguarderanno la capacità di utilizzare strumenti di bioingegneria elettronica ed informatica in ambito logopedico.

3.Autonomia di giudizio (making judgements): l’insegnamento stimolerà autonomia di giudizio e di valutazione delle condizioni in cui applicare le tecniche e gli strumenti per la riabilitazione logopedica di un paziente.

4.Abilità comunicative (communication skills): l’insegnamento è basato sull’impiego di un linguaggio proprio degli studi relativi alle tecniche di bioingegneria elettronica e informatica applicate alla logopedia che diverrà la base dell’attività di studio dei metodi e delle tecniche di riabilitazione logopedica;

5.Capacità di apprendimento (learning skills): la capacità di apprendimento sarà stimolata dalla conoscenza critica dei temi trattati nell’insegnamento resa possibile dalla frequenza alle lezioni, dalle attività laboratoriali e dallo studio dei testi di riferimento.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

Lezioni frontali

Prerequisiti richiesti

Competenze di base di matematica e informatica

Frequenza lezioni

Obbligatoria con almeno il 70 % di presenze

Contenuti del corso

1. Introduzione: Breve panoramica sui concetti di bioingegneria, informatica ed elettronica applicati alla logopedia. I segnali biomedicali. Principali disturbi del linguaggio e patologie della voce. Le disfonie e fasi della terapia logopedica.

2. Onde acustiche e loro propagazione: Caratteristiche delle onde sonore. Onda trasversale e longitudinale. Onde periodiche e velocità. Altezza del suono. Effetto doppler. Intensità e potenza di un suono, attenuazione e sua misura in decibel. Soglia di udibilità e del dolore. Perdita di sensibilità dell’udito. Tipi di interferenze. Diffrazione, riflessione (eco e riverbero) e rifrazione di un suono.

3. Analisi tempo-frequenza del segnale vocale e sistema fonatorio: Armoniche e tipi di suoni. Spettro a righe e continuo (serie e trasformata di Fourier). Spettrogramma. Timbro del suono. Densità spettrale di potenza e rumore bianco. Tipo di filtri e ordine. Rapporto segnale-rumore (SNR). Distribuzione delle ampiezze della voce. Sistema fonatorio. Periodo e frequenza di pitch. Suoni vocalizzati e non vocalizzati. Frequenze formanti. Intelligibilità e scala di Lehmann. Cause di riduzione dell’intelligibilità.

4. Principali trasduttori acustici-elettrici e canali di comunicazione: I trasduttori acustici-elettrici (microfono). Microfono a carbone, a condensatore, e dinamico. Il trasduttore elettrico-acustico (altoparlante). Mezzi di comunicazione e tipi di segnali. Attenuazione del suono. Canale ideale, perfetto, lineare e permanente. Equalizzazione. Canali non lineari e loro criticità. Canale rumoroso ed interferenze.

5. Conversione analogico-digitale e teoria dell’informazione: Conversione A/D e D/A. Campionamento e quantizzazione. Vocoder a predizione lineare e codifica parametrica. Voice Activity Detection (VAD). Conversione voce-testo e sintesi vocale. Teoria dell’informazione. Sorgente discreta. Misura dell’informazione. Codifica binaria e bit-rate. Compressione con e senza perdita. Codifica di canale e di linea. Trasmettitori e ricevitori digitali.

6. Strumenti informatici ed elettronici in ambito logopedico: Speech Banana Audiogram. Multi Dimensional Voice Program (MDVP). Audacity, PRAAT. Laringoscopio a fibre ottiche. Video-fibrorinolaringoscopia. SMAAV: “Semantic Memory Assesment on Action Verbs’’. DILLo: “Database Italiano del Lessico per Logopedisti“.

Testi di riferimento


1 Appunti del docente
2 Lorenzo Rossano - Bioingegneria elettronica - Elettronic e strumentazione biomedica - volume 2, Ed. McGraw Hill Education  
3 John D Cutnell Kenneth W Johnson, “Elementi di Fisica”, Ed. Zanichelli
4 Roberto Albera Oskar Schindler ''Audiologia e Foniatria''- Ed Minerva Medica

Programmazione del corso

	Argomenti	Riferimenti testi
1	Introduzione ai concetti di bioingegneria, informatica ed elettronica applicati alla logopedia	1,2,4
2	Onde acustiche e loro propagazione	1, 3
3	Analisi tempo-frequenza del segnale vocale e sistema fonatorio	1,2,4
4	Principali trasduttori acustici-elettrici e canali di comunicazione	1
5	Conversione analogico-digitale e teoria dell’informazione	1
6	Strumenti informatici ed elettronici in ambito logopedico	1,2,4

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

Test a risposte multiple e aperte, eventuale esame orale

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

Le disfunzioni del linguaggio e della voce. Propagazione delle onde acustiche. Analisi tempo-frequenza. Caratteristiche dei suoni. Il sistema fonatorio umano. Biometria vocale. Spettrogramma. Caratteristiche e distorsioni di un canale di comunicazione. Frequenza di pitch e formanti. Caratteristiche fonetiche. Strumenti software per l’analisi della voce.

English version

9796945 - AUDIOFONIATRIA E BIOINGEGNERIA Modulo BIOINGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA