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 and 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

Metodi didattici

Presentazioni ed esercitazioni pratiche in aula

Prerequisiti

Conoscenze di base di matematica

Verifiche dell'apprendimento

Fisica Medica & Bioinformatica: Esame orale Statistica Medica: Prova scritta: quesiti a risposta multipla

Programma del Corso

Statistica medica: - Il ruolo della Statistica in Medicina. Statistica Descrittiva ed inferenziale. - Campione e popolazione statistica. Definizione di database. - Unita statistiche: La definizione di variabile. Variabili quantitative e qualitative. - Metodi Esplorativi e Descrittivi Numerici. Presentazione dei dati. Frequenza assoluta, relativa, cumulativa. Distribuzioni di frequenza. Tabelle di contingenza. Misure di tendenza centrale (media, mediana, moda, quantili). Misure di variabilità (range, varianza, deviazione standard e coefficiente di variazione). Studio della forma di una distribuzione (asimmetria). - Metodi Esplorativi e Descrittivi Grafici. Istogramma, diagramma a scatola, grafico a barre, grafico a torta. - Introduzione al calcolo delle probabilità. - Test diagnostici : Sensibilita’ e Specificita’. - Elementi di statistica inferenziale. Verifica delle ipotesi. Test Parametrici e non parametrici. Test t di Student per campioni indipendenti ed appaiati. L'analisi della varianza (ANOVA). Tabelle di contingenza: Test Chi-quadro. Correlazione e regressione lineare semplice. Introduzione alla regressione logistica. - Studi epidemiologici e bias. - Lettura critica di una pubblicazione scientifica. Bioinformatica: - Introduzione: elementi di biologia molecolare, banche dati biologiche - Introduzione alla programmazione in bioinformatica (Python): struttura del linguaggio Python, interprete Python, tipi e contenitori di tipi, costrutti per il controllo del flusso del programma, funzioni, moduli, espressioni regolari, biopython - Analisi di sequenze: formati di sequenze, confronti, pattern matching, algoritmo BLAST, allineamento multiplo. Fisica Medica: ­- Grandezze fisiche e unità di misura. Analisi dimensionale. Errori. - Meccanica. Cinematica del punto e del corpo rigido. Dinamica. Leggi della dinamica. Statica e dinamica del corpo umano. Leve e articolazioni. Lavoro, Energia cinetica, potenziale e relazioni. Deformazione ed elasticità nel corpo. - Meccanica dei fluidi. Leggi di Pascal e Archimede. Liquidi ideali e reali. Teorema di Bernoulli e legge di Poiseuille. Moto laminare e turbolento. Fisica del sistema cardio-circolatorio. Viscosità. Sedimentazione, elettroforesi, centrifugazione. Tensione superficiale. Legge di Laplace. Modelli di alveolo polmonare e apparato respiratorio. Capillarità. - Termologia, termodinamica e teoria cinetica. Stati fisici e trasformazioni di stato. Principi della termodinamica. Termoregolazione del corpo umano. Trasformazioni e cicli termodinamici. Conduzione, convezione e irraggiamento del calore. Diffusione e filtrazione. Osmosi. - Fenomeni ondulatori. Onde sonore, produzione propagazione e ricezione; curve audiometriche. Ultrasuoni con applicazioni mediche. Radiazioni elettromagnetiche. Fotoni, spettro elettromagnetico. - Ottica. Riflessione e rifrazione. Diottri e lenti, lenti sottili. Punti, caratteristiche. Occhio umano. Aberrazioni e correzioni. Fluorescenza. - Fenomeni elettrici e magnetici. Carica, forze 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. Conduzione. Capacità. Corrente continua e alternata, effetti sul corpo umano. Campo magnetico e onde elettromagnetiche. - Radiazioni ionizzanti. Effetti fotoelettrico e Compton, generazione di coppie. Sorgenti radioattive, decadimenti alfa e beta, emissione di p, n, raggi X e gamma. Attività. Applicazioni in medicina nucleare. Macchine radiogene. Dosimetria. Esposizione, dose, equivalente di dose, efficacia biologica relativa. Danni da radiazione. Principi fisici di: radiografia e TAC, MRI, scintigrafia, SPECT e PET.