Obiettivi Formativi

Fisica: Conoscere la fenomenologia e le leggi fisiche utili per identificare, comprendere ed interpretare i fenomeni biomedici e l'organizzazione biofisica fondamentale e propedeutica ai processi fisiologici degli organismi viventi. Saper utilizzare le principali metodologie fisiche in campo diagnostico e terapeutico con particolare riferimento all'uso delle radiazioni. Saper applicare in modo appropriato le metodologie fisiche utili al funzionamento delle strumentazioni mediche. Informatica: Acquisire la capacità di utilizzare l'insieme dei metodi e delle tecniche usate nella trasmissione, ricezione ed elaborazione di dati e informazioni. Essere in grado, mediante l’uso di opportuni strumenti informatici, di trovare soluzione a problematiche di carattere biomedico Statistica: Conoscere 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. L'obiettivo finale è di preparare lo studente ad applicare e interpretare in modo appropriato i metodi statistici in campo medico, scrivere report, ed in ultimo per la ricerca scientifica di base e clinica.

Learning Goals

Physics: Know the phenomenology and physical laws useful for identifying, understanding and interpreting biomedical phenomena and the fundamental biophysical organization and preparatory to the physiological processes of living organisms. Knowing how to use the main physical methodologies in the diagnostic and therapeutic field with reference to the use of radiation. Knowing how to properly apply the physical methods useful for the functioning of medical instruments. Informatics: Acquire the ability to use the set of methods and techniques used in the transmission, reception and processing of data and information. Being able, through the use of appropriate IT tools, to find solutions to biomedical problems. Statistics: Know the basic concepts and principles of biostatistics, including definitions of variables and dataset, as well as the fundamentals of descriptive statistics, hypothesis testing and methods for analyzing data. The ultimate goal is to prepare student to apply and appropriately interpret statistical applications in the medical and health related fields, to write data analysis reports, and to formulate clinical and basic science research questions.

Metodi didattici

Fisica: Lezioni frontali con esercitazioni Informatica: Lezioni frontali con esercitazioni Statistica: Lezioni frontali con esercitazioni

Teaching Methods

Physics: Frontal lessons with exercises Informatics: Frontal lessons with exercises ​​​​​​​Statistics: Frontal lessons with exercises

Prerequisiti

Conoscenze di base di matematica.

Prerequisites

Knowledge of basic notions of maths.

Verifiche dell'apprendimento

Fisica: Test a risposta multipla ed esame orale Informatica: Test a risposta multipla ed esame orale Statistica: Test a risposta multipla ed esame orale

Assessment

Physics: Multiple choice test and oral exam Informatics: Multiple choice test and oral exam Statistics: Multiple choice test and oral exam

Programma del Corso

------------------------------------------------------------ Partizione Studenti: Iniziali cognome A-L ------------------------------------------------------------ Modulo: 2182/1 - FISICA APPLICATA L’insegnamento si propone di dare un quadro d’insieme dei fenomeni fisici alla base della scienze biomediche, insieme ad una panoramica dei set-up sperimentali attualmente utilizzati in questi contesti. Programma: Grandezze fisiche, equazioni dimensionali, unità di misura; campi di forza; lavoro, energia cinetica e potenziale; stati di aggregazione e loro cambiamenti. Statica e dinamica del corpo umano; tipi di equilibrio; leve; modello fisico del sistema muscolare; il corpo umano come macchina; elasticità, elastomeri ed isteresi; fisica delle alterazioni motoria. Modello fisico del sistema circolatorio e circolazione del sangue; V.E.S.; pressione, portata e resistenza vasale; soluzioni elettrolitiche e colloidali; diffusione e permeabilità; pressione osmotica, tonicità ed osmolarità; scambi idrici capillari; lavoro osmotico; emolisi; congelamento cellulare; capillarità; fisica delle alterazioni circolatorie. Modello fisico del sistema respiratorio; diffusione dei gas e osmosi; soluzione dei gas nei liquidi; tensione superficiale e respirazione; isteresi respiratoria; scambi gassosi alveolari e respirazione; fisica delle alterazioni respiratorie. Meccanismi di propagazione del calore; fisica del sistema di produzione e distribuzione del calore nell'organismo e termoregolazione; l'organismo come sistema termodinamico. Modello elettrico di una cellula e di un tessuto; potenziali elettrici di una carica puntiforme, un dipolo elettrico, una distribuzione di cariche elettriche; potenziali biologici: di doppio strato aperto (potenziale di membrana), doppio strato chiuso (potenziale cellulare); propagazione della corrente elettrica nei tessuti biologici ed effetti correlati; impedenza bioelettrica; misurazione di grandezze elettriche di interesse biomedico. Aspetti fisici del sistema visivo e l'occhio; lenti e loro aberrazioni, meccanismi visivi. Modello fisico del sistema uditivo e l'orecchio; emissione, propagazione, ricezione dei suoni e meccanismi auditivi; gli ultrasuoni. Le onde elettromagnetiche; lo spettro e.m.; radiazioni non ionizzanti e ionizzanti; i raggi X: loro produzione e caratteristiche, implicazioni biomediche e radioprotezione. Il decadimento radioattivo naturale ed artificiale e le sue implicazioni biomediche. Modulo: 2239/2 - INFORMATICA Bit & Bytes; Sistema Numerico Binario, Esadecimale ed Ottale; Algoritmo; Diagrammi a blocchi; algebra Booleana,variabili ed operatori; porte e circuiti logici; elettronica digitale. Sistema Informatico; Computer; Macchina di Turing;mainframe; minicomputer; workstation; microcomputer; personal computer; consolle portatili per videogiochi; palmare;supercomputer; scheda madre; BIOS; CPU; Memoria; Periferiche; tastiera; mouse; trackball; touchpad, trackpad; penna ottica; tavoletta grafica; joystick; hard disk; unità a stato solido; floppy disk; dischi ottici; memory card; chiave USB; memoria a nuclei di ferrite; unità ZIP; CRT, LCD, LED. plasma, OLED; touchscreen; Smart Glasses; plotter; stampanti: aghi, getto di inchiostro, laser, termiche, sublimazione, braille, 3D; modem; scanner. Software: sistemi operativi; compilatori e interpreti; librerie; driver; firmware; software applicativo. Modelli di rete; estensione geografica, canale trasmissivo, topologia, connessione; RFID; Bluetooth; ISO-OSI; DNS; TLD. ccTLD. SLD; Cloud Computing. Netiquette;Newsgroup; Forum; mailing-list; chat; blog; gergo nei social networks. E-mail: @at; Password; Architettura del sistema di email; SMTP; POP; IMAP; Webmail; costituzione messaggio email; funzionamento dei client; abusi; privacy; PEC;emoticons. Motori di ricerca per parole chiave e per immagini; PubMed. Licenze Software; ECDL. Frodi elettroniche, phishing, scamming, bufala, catena di S.Antonio. Sicurezza; Exploit, Buffer Overflow, shellcode, cracking, backdoor,port scanning, sniffing, keylogging, spoofing, trojan, virus, DoS, ingegneria sociale. Firma Digitale Modulo: 3300/3 - 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. Il ruolo delle variabili. I tipi di variabile. Variabili quantitative, discrete e continue. Variabili qualitative, nominali e ordinali. - 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 Rappresentazioni grafiche. Istogramma, diagramma a scatola (box plot), grafico a barre, grafico a torta. - Introduzione al calcolo delle probabilità Test diagnostici: Sensibilità e Specificità - 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 ​​​​​​​ ------------------------------------------------------------ Partizione Studenti: Iniziali cognome M-Z ------------------------------------------------------------ Modulo: 2182/1 - FISICA APPLICATA L’insegnamento si propone di dare un quadro d’insieme dei fenomeni fisici alla base della scienze biomediche, insieme ad una panoramica dei set-up sperimentali attualmente utilizzati in questi contesti. Programma: ​​​​​​​Grandezze fisiche, equazioni dimensionali, unità di misura; campi di forza; lavoro, energia cinetica e potenziale; stati di aggregazione e loro cambiamenti. Statica e dinamica del corpo umano; tipi di equilibrio; leve; modello fisico del sistema muscolare; il corpo umano come macchina; elasticità, elastomeri ed isteresi; fisica delle alterazioni motoria. Modello fisico del sistema circolatorio e circolazione del sangue; V.E.S.; pressione, portata e resistenza vasale; soluzioni elettrolitiche e colloidali; diffusione e permeabilità; pressione osmotica, tonicità ed osmolarità; scambi idrici capillari; lavoro osmotico; emolisi; congelamento cellulare; capillarità; fisica delle alterazioni circolatorie. Modello fisico del sistema respiratorio; diffusione dei gas e osmosi; soluzione dei gas nei liquidi; tensione superficiale e respirazione; isteresi respiratoria; scambi gassosi alveolari e respirazione; fisica delle alterazioni respiratorie.Meccanismi di propagazione del calore; fisica del sistema di produzione e distribuzione del calore nell'organismo e termoregolazione; l'organismo come sistema termodinamico. Modello elettrico di una cellula e di un tessuto; potenziali elettrici di una carica puntiforme, un dipolo elettrico, una distribuzione di cariche elettriche; potenziali biologici: di doppio strato aperto (potenziale di membrana), doppio strato chiuso (potenziale cellulare); propagazione della corrente elettrica nei tessuti biologici ed effetti correlati; impedenza bioelettrica; misurazione di grandezze elettriche di interesse biomedico. Aspetti fisici del sistema visivo e l'occhio; lenti e loro aberrazioni, meccanismi visivi. Modello fisico del sistema uditivo e l'orecchio; emissione, propagazione, ricezione dei suoni e meccanismi auditivi; gli ultrasuoni. Le onde elettromagnetiche; lo spettro e.m.; radiazioni non ionizzanti e ionizzanti; i raggi X: loro produzione e caratteristiche, implicazioni biomediche e radioprotezione. Il decadimento radioattivo naturale ed artificiale e le sue implicazioni biomediche. Modulo: 2239/2 - INFORMATICA Bit & Bytes; Sistema Numerico Binario, Esadecimale ed Ottale; Algoritmo; Diagrammi a blocchi; algebra Booleana,variabili ed operatori; porte e circuiti logici; elettronica digitale. Sistema Informatico; Computer; Macchina di Turing;mainframe; minicomputer; workstation; microcomputer; personal computer; consolle portatili per videogiochi; palmare;supercomputer; scheda madre; BIOS; CPU; Memoria; Periferiche; tastiera; mouse; trackball; touchpad, trackpad; penna ottica; tavoletta grafica; joystick; hard disk; unità a stato solido; floppy disk; dischi ottici; memory card; chiave USB; memoria a nuclei di ferrite; unità ZIP; CRT, LCD, LED. plasma, OLED; touchscreen; Smart Glasses; plotter; stampanti: aghi, getto di inchiostro, laser, termiche, sublimazione, braille, 3D; modem; scanner. Software: sistemi operativi; compilatori e interpreti; librerie; driver; firmware; software applicativo. Modelli di rete; estensione geografica, canale trasmissivo, topologia, connessione; RFID; Bluetooth; ISO-OSI; DNS; TLD. ccTLD. SLD; Cloud Computing. Netiquette;Newsgroup; Forum; mailing-list; chat; blog; gergo nei social networks. E-mail: @at; Password; Architettura del sistema di email; SMTP; POP; IMAP; Webmail; costituzione messaggio email; funzionamento dei client; abusi; privacy; PEC;emoticons. Motori di ricerca per parole chiave e per immagini; PubMed. Licenze Software; ECDL. Frodi elettroniche, phishing, scamming, bufala, catena di S.Antonio. Sicurezza; Exploit, Buffer Overflow, shellcode, cracking, backdoor,port scanning, sniffing, keylogging, spoofing, trojan, virus, DoS, ingegneria sociale. Firma Digitale Modulo: 3300/3 - 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. Il ruolo delle variabili. I tipi di variabile. Variabili quantitative, discrete e continue. Variabili qualitative, nominali e ordinali. - 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 Rappresentazioni grafiche. Istogramma, diagramma a scatola (box plot), grafico a barre, grafico a torta. - Introduzione al calcolo delle probabilità Test diagnostici: Sensibilità e Specificità - 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

Course Syllabus

------------------------------------------------------------ Partizione Studenti: Iniziali cognome A-L ------------------------------------------------------------ Modulo: 2182/1 - FISICA APPLICATA The course aims to give an overall picture of the physical phenomena underlying the biomedical sciences, together with an overview of the experimental set-ups currently used in these contexts. Program: Physical quantities, dimensional equations, units of measurement; force fields; work, kinetic and potential energy; states of aggregation and their changes. Statics and dynamics of the human body; types of balance; levers; physical model of the system muscular; the human body as a machine; elasticity, elastomers and hysteresis; physics of motor alterations. Physical model of the circulatory system and blood circulation; V.E.S.; pressure, flow and vascular resistance; solutions electrolytic and colloidal; diffusion and permeability; osmotic pressure, tonicity and osmolarity; capillary water exchanges; osmotic work; hemolysis; cell freezing; capillarity; physics of circulatory alterations. Physical model of the respiratory system; diffusion of gases and osmosis; solution of gases in liquids; surface tension and breathing; respiratory hysteresis; alveolar gas exchanges and respiration; physics of respiratory disorders. Heat propagation mechanisms; physics of the system of heat production and distribution in the body e thermoregulation; the organism as a thermodynamic system. Electric model of a cell and a tissue; potentials electric of a point charge, an electric dipole, a distribution of electric charges; biological potentials: open bilayer (membrane potential), closed bilayer (cell potential); propagation of electric current in biological tissues and related effects; bioelectrical impedance; measurement of electrical quantities of interest biomedical. Physical aspects of the visual system and the eye; lenses and their aberrations, visual mechanisms. Physical model of the auditory system and the ear; emission, propagation, reception of sounds and auditory mechanisms; ultrasound. The waves electromagnetic; the spectrum e.m.; non-ionizing and ionizing radiation; X-rays: their production and characteristics, biomedical implications and radiation protection. natural and artificial radioactive decay and its implications biomedical. Modulo: 2239/2 - INFORMATICA Bit & Bytes; Binary, Hexadecimal and Octal Numerical System; Algorithm; Block diagrams; Boolean algebra, variables and operators; gates and logic circuits; digital electronics. Computer system; Computer;Turing machine; mainframe; minicomputer; workstation; microcomputer; personal computer; portable video game consoles; handheld; supercomputer; motherboard; BIOS; CPU; Memory; Peripherals; keyboard; mouse; trackball; touchpad, trackpad; pen optics; graphics tablet; joystick; hard disk; solid state drive; floppy disk; optical discs; memory card; USB key; memory with ferrite cores; ZIP drive; CRT, LCD, LED. plasma, OLED; touch screen; Smart Glasses; plotter; printers needles, inkjet, laser, thermal, sublimation, braille, 3D; modem; scanner. Software: operating systems; compilers and interpreters; libraries; driver; firmware; application software. Network models; geographical extension, channel transmissive, topology, connection; RFID; Bluetooth; ISO-OSI; DNS; TLD. ccTLD. DLS; Cloud Computing. Netiquette; Newsgroup; Forum; mailing-list; chat; blog; jargon in social networks. E-mail: @at; Password; System architecture of e-mail; SMTP; POP; IMAP; Webmail; creation of an email message; client operation; abuse; privacy; PEC; emoticons. Search engines by keywords and images; PubMed. Software Licenses; ECDL. Electronic fraud, phishing, scamming, buffalo, chain of S.Antonio. Safety; Exploit, Buffer Overflow, shellcode, cracking, backdoor, port scanning, sniffing, keylogging, spoofing, trojan, virus, DoS, social engineering. Digital signature Modulo: 3300/3 - STATISTICA MEDICA - The role of statistics in medicine. Descriptive and inferential statistics. - Sample and population. Database definition. - Variables: Definition of variable. Variable types. Quantitative variables, discrete and continuous. Qualitative variables, nominal and ordinal. - Exploratory and descriptive numerical methods. Presentation of data. Absolute, relative, cumulative frequency. Frequency distributions. Contingency tables. Measures of central tendency (mean, median, mode, quantiles). Measures of variability (range, variance, standard deviation and coefficient of variation). Study of the shape of a distribution (asymmetry). - Graphical Methods Graphics: Histogram, box plots, bar graph, pie chart. - Probability Diagnostic tests: Sensitivity and Specificity - Elements of Statistical Inference Hypothesis testing. Parametric and nonparametric tests. Student's t test for independent and dependent samples. Analysis of variance (ANOVA). Contingency Tables: The Chi-Square Test. Correlation and Simple linear regression. Introduction into logistic regression. - Types of epidemiological studies and bias in epidemiological studies. - Critical appraisal of scientific articles. ------------------------------------------------------------ Partizione Studenti: Iniziali cognome M-Z ------------------------------------------------------------ Modulo: 2182/1 - FISICA APPLICATA The course aims to give an overall picture of the physical phenomena underlying the biomedical sciences, together with an overview of the experimental set-ups currently used in these contexts. Program: ​​​​​​​Physical quantities, dimensional equations, units of measurement; force fields; work, kinetic and potential energy; states of aggregation and their changes. Statics and dynamics of the human body; types of balance; levers; physical model of the system muscular; the human body as a machine; elasticity, elastomers and hysteresis; physics of motor alterations. Physical model of the circulatory system and blood circulation; V.E.S.; pressure, flow and vascular resistance; solutions electrolytic and colloidal; diffusion and permeability; osmotic pressure, tonicity and osmolarity; capillary water exchanges; osmotic work; hemolysis; cell freezing; capillarity; physics of circulatory alterations. Physical model of the respiratory system; diffusion of gases and osmosis; solution of gases in liquids; surface tension and breathing; respiratory hysteresis; alveolar gas exchanges and respiration; physics of respiratory disorders. Heat propagation mechanisms; physics of the system of heat production and distribution in the body e thermoregulation; the organism as a thermodynamic system. Electric model of a cell and a tissue; potentials electric of a point charge, an electric dipole, a distribution of electric charges; biological potentials: open bilayer (membrane potential), closed bilayer (cell potential); propagation of electric current in biological tissues and related effects; bioelectrical impedance; measurement of electrical quantities of interest biomedical. Physical aspects of the visual system and the eye; lenses and their aberrations, visual mechanisms. Physical model of the auditory system and the ear; emission, propagation, reception of sounds and auditory mechanisms; ultrasound. The waves electromagnetic; the spectrum e.m.; non-ionizing and ionizing radiation; X-rays: their production and characteristics, biomedical implications and radiation protection. natural and artificial radioactive decay and its implications biomedical. Modulo: 2239/2 - INFORMATICA Bit & Bytes; Binary, Hexadecimal and Octal Numerical System; Algorithm; Block diagrams; Boolean algebra, variables and operators; gates and logic circuits; digital electronics. Computer system; Computer;Turing machine; mainframe; minicomputer; workstation; microcomputer; personal computer; portable video game consoles; handheld; supercomputer; motherboard; BIOS; CPU; Memory; Peripherals; keyboard; mouse; trackball; touchpad, trackpad; pen optics; graphics tablet; joystick; hard disk; solid state drive; floppy disk; optical discs; memory card; USB key; memory with ferrite cores; ZIP drive; CRT, LCD, LED. plasma, OLED; touch screen; Smart Glasses; plotter; printers needles, inkjet, laser, thermal, sublimation, braille, 3D; modem; scanner. Software: operating systems; compilers and interpreters; libraries; driver; firmware; application software. Network models; geographical extension, channel transmissive, topology, connection; RFID; Bluetooth; ISO-OSI; DNS; TLD. ccTLD. DLS; Cloud Computing. Netiquette; Newsgroup; Forum; mailing-list; chat; blog; jargon in social networks. E-mail: @at; Password; System architecture of e-mail; SMTP; POP; IMAP; Webmail; creation of an email message; client operation; abuse; privacy; PEC; emoticons. Search engines by keywords and images; PubMed. Software Licenses; ECDL. Electronic fraud, phishing, scamming, buffalo, chain of S.Antonio. Safety; Exploit, Buffer Overflow, shellcode, cracking, backdoor, port scanning, sniffing, keylogging, spoofing, trojan, virus, DoS, social engineering. Digital signature Modulo: 3300/3 - STATISTICA MEDICA - The role of statistics in medicine. Descriptive and inferential statistics. - Sample and population. Database definition. - Variables: Definition of variable. Variable types. Quantitative variables, discrete and continuous. Qualitative variables, nominal and ordinal. - Exploratory and descriptive numerical methods. Presentation of data. Absolute, relative, cumulative frequency. Frequency distributions. Contingency tables. Measures of central tendency (mean, median, mode, quantiles). Measures of variability (range, variance, standard deviation and coefficient of variation). Study of the shape of a distribution (asymmetry). - Graphical Methods Graphics: Histogram, box plots, bar graph, pie chart. - Probability Diagnostic tests: Sensitivity and Specificity - Elements of Statistical Inference Hypothesis testing. Parametric and nonparametric tests. Student's t test for independent and dependent samples. Analysis of variance (ANOVA). Contingency Tables: The Chi-Square Test. Correlation and Simple linear regression. Introduction into logistic regression. - Types of epidemiological studies and bias in epidemiological studies. - Critical appraisal of scientific articles.