ID:
8095/1
Durata (ore):
62.5
CFU:
5
SSD:
FISICA APPLICATA (A BENI CULTURALI, AMBIENTALI, BIOLOGIA E MEDICINA)
Url:
MEDICINE AND SURGERY/PERCORSO COMUNE Anno: 1
Anno:
2023
Dati Generali
Periodo di attività
Primo Semestre (25/09/2023 - 26/01/2024)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Al termine del corso, lo studente dovrà essere capace di:
• descrivere e discutere i concetti di base e i principi della statistica medica, inclusa la definizione di variabile e dataset, i principali metodi descrittivi numerici e grafici, formulazione di un quesito e la verifica di un’ipotesi statistica,
• applicare e interpretare in modo appropriato i metodi statistici in campo medico,
• formulare ipotesi per la ricerca scientifica di base e clinica,
• riassumere analisi dei dati e risultati in report scritti,
• spiegare gli strumenti computazionali per la soluzione di problemi derivanti dall’analisi di sequenze biologiche (DNA, RNA),
• analizzare ed affrontare problemi di base di biologia molecolare,
• descrivere e discutere la fenomenologia e le leggi fisiche alla base dei processi fisio-patologici umani e del funzionamento delle strumentazioni mediche.
• descrivere e discutere i concetti di base e i principi della statistica medica, inclusa la definizione di variabile e dataset, i principali metodi descrittivi numerici e grafici, formulazione di un quesito e la verifica di un’ipotesi statistica,
• applicare e interpretare in modo appropriato i metodi statistici in campo medico,
• formulare ipotesi per la ricerca scientifica di base e clinica,
• riassumere analisi dei dati e risultati in report scritti,
• spiegare gli strumenti computazionali per la soluzione di problemi derivanti dall’analisi di sequenze biologiche (DNA, RNA),
• analizzare ed affrontare problemi di base di biologia molecolare,
• descrivere e discutere la fenomenologia e le leggi fisiche alla base dei processi fisio-patologici umani e del funzionamento delle strumentazioni mediche.
Prerequisiti
Conoscenze di base di matematica.
Testi
• Bacchetta e Scannicchio, Introduction to Medical Physics, Casa editrice ambrosiana.
• Franklin et al. Introduction to biological physics for the health and life sciences, Second Edition, Wiley.
• Dance et al., Diagnostic Radiology Physics, IAEA
• Bayley et al., Nuclear Medicine Physics, IAEA
• Franklin et al. Introduction to biological physics for the health and life sciences, Second Edition, Wiley.
• Dance et al., Diagnostic Radiology Physics, IAEA
• Bayley et al., Nuclear Medicine Physics, IAEA
Contenuti
- Grandezze fisiche e unità di misura. Sistema Internazionale. Analisi dimensionale. Accuratezza e precisione di una misura. Errori.
- Meccanica. Sistema di riferimento. Grandezze cinematiche. Moto uniformemente accelerato e circolare uniforme. Corpo rigido. Baricentro. Leggi della dinamica. Statica e dinamica del corpo umano. Tipi di leva. Articolazioni degli arti. Lavoro. Energia cinetica e potenziale. Teorema lavoro energia cinetica. Deformazione ed elasticità nelle strutture corporee.
- Meccanica dei fluidi. Densità e pressione. Leggi di Pascal e di Archimede, e applicazioni in medicina. Liquidi ideali e reali. Equazione di continuità e teorema di Bernoulli. Viscosità e legge di Poiseuille con esempi. Moto laminare e turbolento; numero di Reynolds. Modelli fisici del sistema cardio-circolatorio. Tensione superficiale; tensioattivi. Legge di Laplace. Modelli di alveolo polmonare e apparato respiratorio. Capillarità.
- Termologia, termodinamica e cenni di teoria cinetica. Stati fisici (solido, liquido e gassoso). Trasformazioni di stato. Principi della termodinamica. Termoregolazione del corpo umano. Trasformazioni termodinamiche e cicli termodinamici. Conduzione, convezione e irraggiamento del calore.
- Fenomeni ondulatori. Caratteristiche delle onde. Produzione, propagazione e ricezione di onde sonore nell'uomo. Intensità sonora; intervalli e soglie di udibilità e di dolore; interpretazione delle curve audiometriche. Ultrasuoni e loro applicazioni in medicina. Radiazioni elettromagnetiche. Fotoni, spettro elettromagnetico.
- Ottica. Leggi della riflessione e rifrazione, con applicazioni alla medicina. Specchi e lenti. Fuoco, potere convergente di una lente e potere di accomodamento dell'occhio, potere di risoluzione. Lenti sottili; aberrazioni delle lenti e dell'occhio e correzioni.
- Fenomeni elettrici e magnetici. Carica elettrica, forze elettrostatiche e campo elettrico. Potenziale elettrico e dipolo elettrico. Correnti elettriche, potenza e differenza di potenziale. Potenziali d'azione. ECG ed EEG. Legge di Ohm. Effetto Joule. Isolante, conduttore, conduzione elettrica e potenza dissipata. Condensatore, capacità di un conduttore isolato. Corrente continua e alternata, effetti sul corpo umano. Campo magnetico e onde elettromagnetiche, con applicazioni biomediche.
- Radiazioni ionizzanti. Nuclei e stabilità nucleare. Interazione forte e debole. Decadimenti alfa, beta e gamma, emissione di neutroni e raggi X. Attività. Interazione particelle cariche – materia, ionizzazione e bremsstrahlung. Interazione fotoni – materia. Effetti fotoelettrico e Compton, generazione di coppie. Tubo radiogeno. LINAC. Produzione di radionuclidi tramite ciclotrone e generatori. Dosimetria. Esposizione, dose assorbita, dose equivalente ed efficace, LET ed efficacia biologica relativa. Danni da radiazione in funzione del tipo di esposizione. Principi fisici delle tecniche di diagnostica per immagini: radiografia e tomografia computerizzata, risonanza magnetica, scintigrafia, SPECT e PET.
- Meccanica. Sistema di riferimento. Grandezze cinematiche. Moto uniformemente accelerato e circolare uniforme. Corpo rigido. Baricentro. Leggi della dinamica. Statica e dinamica del corpo umano. Tipi di leva. Articolazioni degli arti. Lavoro. Energia cinetica e potenziale. Teorema lavoro energia cinetica. Deformazione ed elasticità nelle strutture corporee.
- Meccanica dei fluidi. Densità e pressione. Leggi di Pascal e di Archimede, e applicazioni in medicina. Liquidi ideali e reali. Equazione di continuità e teorema di Bernoulli. Viscosità e legge di Poiseuille con esempi. Moto laminare e turbolento; numero di Reynolds. Modelli fisici del sistema cardio-circolatorio. Tensione superficiale; tensioattivi. Legge di Laplace. Modelli di alveolo polmonare e apparato respiratorio. Capillarità.
- Termologia, termodinamica e cenni di teoria cinetica. Stati fisici (solido, liquido e gassoso). Trasformazioni di stato. Principi della termodinamica. Termoregolazione del corpo umano. Trasformazioni termodinamiche e cicli termodinamici. Conduzione, convezione e irraggiamento del calore.
- Fenomeni ondulatori. Caratteristiche delle onde. Produzione, propagazione e ricezione di onde sonore nell'uomo. Intensità sonora; intervalli e soglie di udibilità e di dolore; interpretazione delle curve audiometriche. Ultrasuoni e loro applicazioni in medicina. Radiazioni elettromagnetiche. Fotoni, spettro elettromagnetico.
- Ottica. Leggi della riflessione e rifrazione, con applicazioni alla medicina. Specchi e lenti. Fuoco, potere convergente di una lente e potere di accomodamento dell'occhio, potere di risoluzione. Lenti sottili; aberrazioni delle lenti e dell'occhio e correzioni.
- Fenomeni elettrici e magnetici. Carica elettrica, forze elettrostatiche e campo elettrico. Potenziale elettrico e dipolo elettrico. Correnti elettriche, potenza e differenza di potenziale. Potenziali d'azione. ECG ed EEG. Legge di Ohm. Effetto Joule. Isolante, conduttore, conduzione elettrica e potenza dissipata. Condensatore, capacità di un conduttore isolato. Corrente continua e alternata, effetti sul corpo umano. Campo magnetico e onde elettromagnetiche, con applicazioni biomediche.
- Radiazioni ionizzanti. Nuclei e stabilità nucleare. Interazione forte e debole. Decadimenti alfa, beta e gamma, emissione di neutroni e raggi X. Attività. Interazione particelle cariche – materia, ionizzazione e bremsstrahlung. Interazione fotoni – materia. Effetti fotoelettrico e Compton, generazione di coppie. Tubo radiogeno. LINAC. Produzione di radionuclidi tramite ciclotrone e generatori. Dosimetria. Esposizione, dose assorbita, dose equivalente ed efficace, LET ed efficacia biologica relativa. Danni da radiazione in funzione del tipo di esposizione. Principi fisici delle tecniche di diagnostica per immagini: radiografia e tomografia computerizzata, risonanza magnetica, scintigrafia, SPECT e PET.
Corsi
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MEDICINE AND SURGERY
Laurea Magistrale Ciclo Unico 6 Anni
6 anni
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