Obiettivi Formativi

Fisica applicata: Comprensione dei fenomeni e delle leggi fisiche alla base sia dei processi fisiologici dell’organismo umano sia del funzionamento della strumentazione di laboratorio. Identificazione e protezione dai fattori fisici di rischio in laboratorio. Statistica medica: Conoscenza degli elementi base per un utilizzo autonomo e corretto dei dati statistici, degli strumenti per una lettura critica della letteratura medica, degli strumenti per valutazioni epidemiologiche o verifiche di qualità. "Conoscenze sull'utilizzo dell'Information and Communication Technology (ICT) nei vari ambiti della vita moderna. Conoscenze sui concetti di sistema informativo, sistema informatico, algoritmi e strutture dati e di software. Comprensione delle varie licenze software. Conoscenze sull'architettura del computer. Conoscenze di base sui vari operativi moderni: principali categorie, le interfacce utente, la virtualizzazione, la gestione dei file. Saper comprendere il funzionamento dei principali software applicativi di office automotion, tra i quali processatori di testo e fogli di calcolo elettronici, editoria e presentazioni multimediali. Acquisire i principi del software libero."

Learning Goals

Medical Physics: Understanding of the phenomenology and physical laws underlying human physio-pathological processes and the functioning of medical instruments. Biostatistics: to familiarize students with basic concepts and principles of biostatistics, fundamentals of descriptive statistics, hypothesis testing and methods for analyzing data. to prepare student to apply and appropriately interpret statistical applications in the medical and health related fields, "Knowledge on the use of Information and Communication Technology (ICT) in the various areas of modern life. Knowledge of the concepts of information system, computer system, algorithms and data and software structures. Understanding of the various software licenses. Knowledge of computer architecture. Basic knowledge of the various modern operating systems: main categories, user interfaces, virtualization, file management. Knowing how to understand the operations of the main office automotion application software, including text processors and electronic spreadsheets, publishing and multimedia presentations. Acquire the principles of free software."

Metodi didattici

Fisica Medica: Lezioni frontali ed esercitazioni pratiche in aula Statistica Medica: Lezioni frontali ed esercitazioni pratiche in aula

Teaching Methods

Medical Physics: Lectures and classroom activities Biostatistics: Lectures and classroom activities.

Prerequisiti

Conoscenze scolastiche di Fisica Conoscenze di base di matematica Statistica Medica: Conoscenze di Statistica di base.

Prerequisites

Basic Physical and matematic knowledges. Medical Statistic: Basic statistics knowledges.

Verifiche dell'apprendimento

Esami scritti o orali se necessario

Assessment

Written examination or oral examination if necessary

Programma del Corso

Fisica Medica: I fondamenti e le finalità della Fisica Applicata alla Medicina. I fenomeni fisici. Le grandezze fisiche fondamentali e derivate e il concetto di misura. Grandezze scalari e vettoriali e operazioni con i vettori. Sistemi di unità di misura e il Sistema Internazionale. L'Analisi dimensionale. Meccanica. Cinematica: I concetti fondamentali. Sistemi di riferimento. Relazioni e diagrammi spazio-tempo, curva oraria. Velocità e accelerazione media e istantanea. Massa, forza e accelerazione. I tre principi della dinamica e la legge di gravitazione universale. Il teorema dell'impulso e della quantità di moto. Le forze fondamentali. Forze di attrito, forze centrifughe e centripete. Considerazioni sugli effetti della gravità sull’organismo umano. Lavoro, energia e potenza. L'energia meccanica. Principi di conservazione. Momento di una forza. Vincoli. Equilibrio di un corpo rigido. Leve e articolazioni scheletriche. Meccanica dei Fluidi. Concetti generali. Stati di aggregazione della materia. Grandezze caratteristiche: densità, peso specifico, pressione. Viscosità e forze di attrito. Fluidi ideali e reali. Principi e leggi dell’idrostatica. Forze di coesione e adesione: capillarità. Tensione superficiale e fenomeni biologici; legge di Laplace; ruolo nel funzionamento degli alveoli polmonari e nell'embolia gassosa; diffusione dei gas nei liquidi e legge di Henry. Capillarità e legge di Jurin. Leggi dell’idrodinamica dei fluidi ideali e reali, moto laminare e moto vorticoso. Applicazioni delle leggi dell'idrostatica e dell'idrodinamica alla circolazione del sangue. Sedimentazione e Velocità di eritrosedimentazione. Centrifugazione. Termologia. Concetti di calore e temperatura. Il calore specifico e la capacità termica. Scale termometriche e termometri. La propagazione del calore e i meccanismi connessi. Il corpo umano e il suo equilibrio termico. Elettromagnetismo. Definizioni generali. Corpi isolanti e conduttori. Il campo elettrico ed il potenziale elettrico. Il dipolo elettrico e il doppio strato. Cenni sul potenziale di membrana e di azione. Rilevazione dei biopotenziali. Concetti di: tensione, corrente, resistenza elettrica. Leggi di Ohm. Leggi di Kirchhoff. Effetti fisici della corrente elettrica. Le correnti alternate; il concetto di reattanza; alcuni tipi di circuiti. Il campo magnetico. Concetti generali sui fenomeni ondosi elettromagnetici e meccanici con esempi di applicazioni in diagnostica sanitaria. Fenomeni periodici ondosi e grandezze collegate. Onde elettromagnetiche, energia e loro spettro; radiazioni ionizzanti e non ionizzanti. Onde meccaniche: suoni e ultrasuoni. Utilizzi e applicazioni in ambito sanitario Statistica Medica: Sintesi delle informazioni statistiche: indici di tendenza centrale; rapporti statistici; variabilità. La rilevazione dei dati: raccolta, classificazione e tabulazione dei dati; il raggruppamento in classi; tipologie di frequenze; tabelle a doppia entrata. La programmazione di una ricerca: ipotesi, le scale di misura; gli strumenti e le modalità di rilevazione; il questionario; tecniche di campionamento; gli errori nelle indagini. Fonti dei dati. Gli Indicatori e i Determinanti della salute. Principali Misure di Frequenza (frequenze, tassi, rapporti, incidenza e prevalenza). I Fattori di Rischio. La valutazione del Rischio. Le varie espressioni del Rischio. I criteri di causalità. Classificazione degli studi biomedici: Studi sperimentali e osservazionali (Studi descrittivi e analitici). Studi per coorte e Studi caso-controllo.

Course Syllabus

Medical Physics: The role of physics in medicine. Physical phenomenology. Physical quantities and units of measurement. International System. Dimensional analysis. Mechanics. Reference system. Kinematic quantities. Uniformly accelerated and circular motion. Rigid body. Displacement, velocity, and time. Acceleration. Centripetal force and gravitation. Center of gravity. Laws of dynamics. Statics and dynamics of the human body Work. Kinetic and potential energy. Work - kinetic energy theorem. Deformation and elasticity in body structures. Types of leverage. Articulations of the limbs. Fluid mechanics. Physical states (solid, liquid, and gas). Density and pressure. Viscosity; transport in viscous regime. Ideal and real liquids. Hydrostatic laws. Capillarity. Surface tension; surfactants. Laplace's law. Physical model of the respiratory system; gas diffusion and diosmosis; solution of gases in liquids; Henry’s law. Capillarity and Jurin’s law. Laminar and turbulent motion. Physical models of the cardio-circulatory system. V.E.S. Centrifugation. Thermology. Heat propagation mechanisms; physics of the system of production and distribution of heat in the body and thermoregulation; the organism as a thermodynamic system. Electrical and magnetic phenomena. Insulator, conductor. Electric charge, electrostatic forces, and electric field. Electric potential and electric dipole. Biological potentials: of open double layer (membrane potential), closed double layer (cell potential); propagation of electric current in biological tissues and related effects. measurement of electrical quantities of biomedical interest. Electric currents, power and potential. Bioelectric impedance. Ohm's law. Kirchhoff’s laws. Continuous and alternating current, effects on the human body. Biomedical applications Wave phenomena. Wave characteristics. Electromagnetic waves; the e.m. spectrum; non-ionizing and ionizing radiation. Mechanical waves: sound waves and ultrasound. Biomedical laboratory applications. Medical Statistics: Summary of statistical information: central trend indices; statistical relation; variability. Data collection: classification and tabulation; grouping in classes; types of frequencies; double entry tables. The planning of a research: hypotheses, the measurement scales; detection tools and methods; the questionnaire; sampling techniques; errors in investigations. Sources of data. Health Indicators and Determinants. Main Frequency Measurements (frequencies, rates, ratios, incidence and prevalence). The Risk Factors. Risk assessment. The various expressions of Risk. The causality criteria. Classification of biomedical studies: Experimental and observational studies (Descriptive and analytical studies). Cohort studies and case-control studies.