Obiettivi Formativi

Comprensione dei fenomeni e delle leggi fisiche alla base dei processi fisiologici dell’organismo umano. Principi di funzionamento della strumentazione di laboratorio e di altre apparecchiature in ambito sanitario. Identificazione e protezione dai fattori fisici di rischio in laboratorio. 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 e 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

Understanding of the phenomena and physical laws underlying the physiological processes of the human body. Operating principles of laboratory instrumentation and other equipment in the health sector. Identification and protection from physical risk factors in the laboratory. Knowledge of the basic elements for an autonomous and correct use of statistical data, of the tools for a critical reading of the medical literature, of the tools for epidemiological evaluations and quality checks. 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.

Programma del Corso

------------------------------------------------------------ Modulo: 3211/1 - FISICA APPLICATA ------------------------------------------------------------ Elementi introduttivi 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 dei sistemi rigidi Cinematica: I concetti fondamentali. Sistemi di riferimento. Moto di un corpo nell'approssimazione del punto materiale e concetto di traiettoria. Relazioni e diagrammi spazio-tempo, curva oraria. Concetti di velocità e accelerazione media e istantanea. Alcuni tipi di moto rispetto alla traiettoria e alla velocità. Moto armonico. Composizione di moti in due dimensioni. Dinamica: Concetti generali. Dinamica del punto materiale. Concetti di: 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 reali e fittizie. Forze di attrito, forze centrifughe e centripete. Considerazioni sugli effetti della gravità sull’organismo umano. Concetti di lavoro, energia e potenza. L'energia meccanica. Principi di conservazione: conservazione della quantità di moto, conservazione dell’energia. Statica: Momento di una forza. Vincoli. Equilibrio di un corpo rigido. Le equazioni fondamentali della statica. 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 turbolento, numero di Reynolds. Applicazioni delle leggi dell'idrostatica e dell'idrodinamica alla circolazione del sangue. Lavoro del cuore. 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. Applicazioni di laboratorio che implicano concetti di termo stabilizzazione a basse o alte temperature (sterilizzazione e trattamento di campioni; autoclavi, criostati, etc.). Il corpo umano e il suo equilibrio termico nell’ambiente (irraggiamento ed evaporazione) 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 di potenziali biologici. Concetti di: tensione, corrente, resistenza elettrica. Elettronvolt. Leggi di Ohm. Leggi di Kirchhoff. Effetti fisici della corrente elettrica. Dissociazione elettrolitica. Il passaggio della corrente nei liquidi. Elettrolisi e Leggi di Faraday. Elettroforesi. Le correnti alternate; il concetto di reattanza; alcuni tipi di circuiti. Il campo magnetico. Esempi ed applicazioni. Raggi X e loro produzione. Concetti generali sui fenomeni ondosi elettromagnetici e meccanici con esempi di applicazioni in ambito sanitario e approssimazioni di ottica geometrica. Fenomeni periodici ondosi e grandezze collegate. Onde elettromagnetiche, energia e loro spettro; radiazioni ionizzanti e non ionizzanti (esempi di utilizzo in laboratorio). Approssimazioni dell’ottica geometrica. Onde meccaniche: suoni e ultrasuoni. Utilizzi e applicazioni in ambito sanitario. ------------------------------------------------------------ Modulo: 3211/2 - STATISTICA MEDICA ------------------------------------------------------------ Variabili aleatorie. Distribuzione di probabilità discrete. Densità di probabilità. Parametri di una distribuzione (caso discreto e continuo). Distribuzione di probabilità discrete: distribuzione binomiale o di Bernoulli, distribuzione di Poisson, approssinazione della distribuzione binomiale con la distribuzione di Poisson. Distribuzione di probabilità continue: distribuzione normale o di Gauss, distribuzione standardizzata.Elementi della teoria dei campioni: distribuzione della media campionaria nota e non nota la varianza (distribuzione t di Student), distribuzione della varianza campionaria (distribuzione ), distribuzione di Fisher, test di adattamento e di indipendenza, ------------------------------------------------------------ Modulo: 3211/3 - INFORMATICA ------------------------------------------------------------ --

Course Syllabus

------------------------------------------------------------ Modulo: 3211/1 - FISICA APPLICATA ------------------------------------------------------------ Introductory elements The foundations and aims of Physics Applied to Medicine. Physical phenomena. The fundamental and derived physical quantities and the concept of measurement. Scalar and vector quantities and operations with vectors. Systems of units of measure and the International System. Dimensional analysis. Mechanics of rigid systems Kinematics: The fundamental concepts. Reference systems. Motion of a body in the approximation of the material point and concept of trajectory. Space-time relationships and diagrams, hourly curve. Concepts of velocity and average and instantaneous acceleration. Some types of motion with respect to trajectory and speed. Harmonic motion. Composition of motions in two dimensions. Dynamics: General concepts. Dynamics of the material point. Concepts of: mass, force and acceleration. The three principles of dynamics and the law of universal gravitation. The momentum and momentum theorem. The fundamental forces. Real and fictitious forces. Forces of friction, centrifugal and centripetal forces. Considerations on the effects of gravity on the human body. Concepts of work, energy and power. Mechanical energy. Conservation principles: conservation of momentum, energy conservation. Static: Moment of a force. Constraints. Equilibrium of a rigid body. The fundamental equations of statics. Levers and skeletal joints. Fluid Mechanics General concepts. States of aggregation of matter. Characteristic quantities: density, specific weight, pressure. Viscosity and frictional forces. Ideal and real fluids. Principles and laws of hydrostatics. Cohesion and adhesion forces; capillarity. Surface tension and biological phenomena; Laplace's law; role in the functioning of the pulmonary alveoli and in gas embolism; diffusion of gases in liquids and Henry's law. Capillarity and Jurin's law. Laws of the hydrodynamics of ideal and real fluids, laminar and turbulent motion, Reynolds number. Applications of the laws of hydrostatics and hydrodynamics to blood circulation. Work of the heart. Sedimentation and Erythrocyte sedimentation rate. Centrifugation. Thermology Concepts of heat and temperature. Specific heat and thermal capacity. Thermometric scales and thermometers. The propagation of heat and related mechanisms. Laboratory applications involving concepts of thermo stabilization at low or high temperatures (sterilization and treatment of samples; autoclaves, cryostats, etc.). The human body and its thermal balance in the environment (radiation and evaporation) Electromagnetism General definitions. Insulating bodies and conductors. The electric field and the electric potential. The electric dipole and the double layer. Notes on the membrane and action potential. Detection of biological potentials. Concepts of: voltage, current, electrical resistance. Electronvolt. Ohm's Laws. Kirchhoff's laws. Physical effects of electric current. Electrolytic dissociation. The passage of current in liquids. Electrolysis and Faraday's Laws. Electrophoresis. Alternating currents; the concept of reactance; some types of circuits. The magnetic field. Examples and applications. X-rays and their production. General concepts on electromagnetic and mechanical wave phenomena with examples of applications in the health sector and approximations of geometric optics. Periodic wave phenomena and related quantities. Electromagnetic waves, energy and their spectrum; ionizing and non-ionizing radiation (examples of use in the laboratory). Approximations of geometric optics. Mechanical waves: sounds and ultrasounds. Uses and applications in the healthcare sector. ------------------------------------------------------------ Modulo: 3211/2 - STATISTICA MEDICA ------------------------------------------------------------ - Random variables. - Discrete probability distribution. - Probability density. - Parameters of a distribution (discrete and continuous case). - Discrete probability distribution: binomial or Bernoulli distribution, Poisson distribution, approximation of the binomial distribution with the Poisson distribution. - Continuous probability distribution: normal or Gaussian distribution, standardized distribution Elements of sample theory: known and unknown sample mean distribution variance (Student's t distribution), sample variance distribution (distribution ), Fisher distribution, test of adaptation and independence, p-value parameter ------------------------------------------------------------ Modulo: 3211/3 - INFORMATICA ------------------------------------------------------------ --