FISICA APPLICATA STATISTICA MEDICA ED INFORMATICA

11 CFU - 1° semestre

Docenti titolari dell'insegnamento

ALESSANDRO RIDOLFO - Modulo FISICA APPLICATA - FIS/07 - 5 CFU
FILIPPO PALERMO - Modulo STATISTICA MEDICA - MED/01 - 3 CFU
MARIO MASSIMILIANO SALFI - Modulo INFORMATICA - INF/01 - 3 CFU

Obiettivi formativi

FISICA APPLICATA
Comprensione dei principi fisici alla base dei processi biofisici nel corpo umano e delle strumentaxioni biomediche.
STATISTICA MEDICA
Il corso si propone di introdurre lo studente ai principi elementari della statistica medica, dove l’oggetto di studio non è un singolo individuo ma un collettivo.

Gli studenti acquisiranno la capacità di comprendere anche articoli di letteratura.

Lo studente acquisirà la conoscenza delle principali tematiche di statistica medica di interesse per il corso di laurea. In particolare acquisirà conoscenze dei principali modelli e teoremi di statistica medica e di applicarli correttamente alla descrizione qualitativa e quantitativa di casi reali mediante verifica delle ipotesi.
INFORMATICA
Al termine del corso, lo studente acquisirà familiarità con i concetti fondamentali dell’informatica, con la codifica delle informazioni, l'architettura di un elaboratore, i sistemi operativi e gli applicativi software. Possiederà inoltre una conoscenza globale su internet e le reti di computer, sulla teoria delle basi di dati (Acces), sulle applicazioni dell’informatica in contesto sanitario, oltre a conoscenze pratiche sull’uso di un sistema operativo e del pacchetto office (Word, Excel).

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

FISICA APPLICATA
Lezioni frontali ed esercitazioni.
STATISTICA MEDICA
Lezioni frontali con l'utilizzo di materiale multimediale (presentazioni ppt)

Durante il corso delle lezioni è possibile intervenire con domande e richieste di chiarimento e partecipare alle esercitazioni.
INFORMATICA
Lezioni teoriche e pratiche svolte in aula, assegnazione e relativa correzione di esercitazioni pratiche al computer da svolgere in aula, sotto forma di laboratorio, e fuori aula, sotto forma di homework.

n.b. Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

Prerequisiti richiesti

FISICA APPLICATA
Conoscenze di Matematica e Fisica a livello della scuola secondaria.
STATISTICA MEDICA
- Conoscenze base di matematica tipiche dei programmi delle scuole superiori.
INFORMATICA
Nessuno.

Frequenza lezioni

FISICA APPLICATA
Facoltativa, ma caldamente consigliata.
STATISTICA MEDICA
Obbligatoria
INFORMATICA
Obbligatoria.

Contenuti del corso

FISICA APPLICATA
Cinematica: Misura dello spazio: posizione, spostamento, distanza. Velocità e accelerazione media e istantanea. Interpretazione grafica. Moto rettilineo uniformemente accelerato.

Le forze : Introduzione. I tre principi della dinamica. Sistemi di riferimento inerziali. Forze in due dimensioni. Forza di gravità. Forza normale. Forze di attrito. Forze elastiche. Forza centripeta. Quantità di moto e urti. Energia meccanica. Lavoro compiuto da una forza. Teorema dell’energia cinetica. Energia e lavoro. Potenza. Forze conservative. Energia potenziale. Conservazione dell’energia meccanica. Curve dell’energia potenziale. Forze non conservative.

Meccanica dei fluidi: Densità e pressione. Pressione atmosferica. Principio di Pascal. Legge di Stevino. Vasi comunicanti. Barometro di Torricelli. Principio di Archimede. Tensione superficiale. Capillarità. Fluidi in movimento: portata ed equazione di continuità. Teorema di Bernoulli e applicazioni: portanza, legge di Torricelli. Legge di Poiseuille per il moto di fluidi viscosi in regime laminare. Moto di oggetti in un fluido viscoso. Differenze tra flusso laminare e turbolento. Numero di Reynolds. Il sistema circolatorio. Viscosità, pressione e velocità del sangue. Miscele, soluzioni, sospensioni. Solubilità e legge di Henry. Membrane semipermeabili. Scambi gassosi nell' organismo.

Termodinamica: Equilibrio termico. Principio zero della termodinamica. Temperatura. Termometri. Scale termometriche. Dilatazione termica. Anomalia dell’acqua. Equivalente meccanico del calore. Calore specifico e capacità termica. Trasmissione del calore: conduzione, convezione, irraggiamento. Stati della materia. Cambiamenti di fase. Calore latente. Passaggio dalla fase liquida alla fase aeriforme (e viceversa). Sistemi termodinamici. Coordinate termodinamiche. Funzioni di stato. Equazione di stato dei gas ideali. Primo principio della termodinamica. Trasformazioni termodinamiche. Secondo principio della termodinamica. Entropia.

Fenomeni ondulatori: Moti periodici. Moto armonico semplice. Onde trasversali e longitudinali. Onde sull'acqua. Onde armoniche. Velocità di propagazione di un’onda. Intensità. Onde sonore. Infrasuoni e ultrasuoni. Intensità delle onde sonore. Effetto Doppler. Sovrapposizione di onde. Interferenza. Altri aspetti della propagazione delle onde. Onde stazionarie. Serie armonica delle frequenze.
STATISTICA MEDICA
Il disegno sperimentale
Misura e errori
La variabilità dei dati biologici, clinici e di laboratorio
Carattere statistico delle osservazioni. Raccolta, classificazione, trasformazione e rappresentazione grafica dei dati.

Presentazione di una casistica; tabelle di contingenza;
Distribuzioni di frequenza; istogrammi; diagrammi a scatola e baffi.
Indici di posizione: le medie (aritmetica, geometrica, armonica), moda, mediana, quartili, percentili
Indici di variabilità: intervallo di variazione, devianza, varianza, deviazione standard, coefficiente di variazione

Introduzione alle distribuzioni di probabilità
Applicazione in campo biomedico della probabilità: teorema di Bayes.
Test diagnostici: Sensibilità, specificità e valori predittivi
Distribuzione normale (o di Gauss). La variabile normale standardizzata e sua distribuzione di probabilità

Problemi generali e metodi di campionamento, errori di campionamento.
Stima dei parametri di una popolazione: Intervalli di confidenza di medie

Test di significatività statistica: ipotesi nulla, errore di I e II tipo, livello di significatività, valore P e potenza di un test statistico
Scelta dei test statistici. Test parametrici e non parametrici per dati indipendenti e dipendenti.
Test z e test t su una media campionaria
Test t di Student per dati appaiati e per dati non appaiati
Analisi della varianza ad uno o due criteri di classificazione (ANOVA per dati appaiati e non appaiati). Test di Student-Newman-Keuls per confronti multipli
Test non parametrici per dati non appaiati (test sulla somma dei ranghi) et per dati appaiati (test dei ranghi con segno di Wilcoxon). Test di Kruskal-Wallis. Test di Friedman
Test del Chi-quadro
Correlazione e regressione
Misure di associazione: Odds Ratio e Rischio Relativo

Test diagnostici
INFORMATICA
1. Introduzione all’informatica
2. La codifica e la rappresentazione delle informazioni
3. Architettura dei calcolatori
4. Il sistema operativo e gli applicativi software
5. Le Reti di calcolatori ed internet
6. Ipertesti e codice HTML
7. La sicurezza in rete ed i malware
8. Introduzione alle basi di dati
9. Elementi di informatica medica
10. La video scrittura: Microsoft Word
11. Il foglio di calcolo: Microsoft Excel
12. Le basi di dati: Microsoft Access

Testi di riferimento

FISICA APPLICATA
1) Elementi di fisica. Per le lauree di primo livello dell'area medica, Romano Zannoli, Ivan Corazza

2) Fisica biomedica, Domenico Scannicchio
STATISTICA MEDICA
- BIOSTATISTICA, M. Pagano - K. Gauvreau, Editore: Idelson-Gnocchi
- LE BASI DELLA STATISTICA per scienze Bio-Mediche, Swinscow TDV, Campbell MJ, Editore Minerva Medica
INFORMATICA
Luca Mari, Giacomo Buonanno, Donatella Sciuto - Informatica e cultura dell'informazione (seconda edizione), McGraw-Hill.
Slides del docente
Qualsiasi testo valido per il conseguimento della European Computer Driver Licence.

Altro materiale didattico

FISICA APPLICATA
Trasparenze delle lezioni.
STATISTICA MEDICA
Il materiale didattico (ppt delle lezioni) sarà disponibile in formato pdf durante le lezioni
INFORMATICA
https://www.dmi.unict.it/salfi/informatica3CFU.htm

Programmazione del corso

FISICA APPLICATA
	Argomenti	Riferimenti testi
1	Grandezze fisiche	vedi testi di riferimento
2	Cinematica	vedi testi di riferimento
3	Dinamica	vedi testi di riferimento
4	Meccanica dei fluidi	vedi testi di riferimento
5	Termodinamica	vedi testi di riferimento
6	Fenomeni ondulatori	vedi testi di riferimento

Verifica dell'apprendimento

MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

FISICA APPLICATA
Prova scritta
STATISTICA MEDICA
Prova scritta con 5 domande a risposta multipla (2 punti per risposta esatta, 10/30) e 5 esercizi (4 punti per esercizio, 20/30)
INFORMATICA
Assegnazione di esercizi, su parti teoriche e pratiche, da svolgere a casa e consegnare al docente per email, al fine di valutare l'apprendimento sui temi svolti. L'esame prevede una prova pratica al computer (sul pacchetto office) ed un esame orale sul programma svolto in aula. La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

FISICA APPLICATA
- Dinamica dei fluidi ideali

- Flussi attraverso le membrane biologiche

- Funzionamento apparecchiatura ecografica
STATISTICA MEDICA
1) In due gruppi uno trattato ed uno controllo rispettivamente di 15 e 17 pazienti e medie di 20 e 30 è stata trovata una t di Student pari a 1,52.

Il valore tabulato nella tavola della distribuzione t per alfa=0,05 è di 2,04.

Quale delle seguenti affermazioni è vera.

a. Il test è significativo

b. il gruppo trattato è migliore del controllo

c. la differenza tra i due gruppi è casuale

d. Il valore P è < 0,05

e. esiste una differenza reale tra i due gruppi

2) Ripetendo 20 volte la determinazione del glucosio il valore medio è risultato 1,25 g/L con una deviazione standard di 0,052 g/L. Calcolare Il coefficiente di variazione:
INFORMATICA
1. Convertire in binario i numeri decimali 17 e 12 e sottrarli tra loro.
2. Disegnare lo schema a blocchi della macchina di Von Neumann, elencare le principali periferiche di Input e Output, entrando in dettaglio su di un solo rappresentante tra quelli elencati.
3. Elencare e descrivere le tipologie di rete?
4. In HTML, quale delle seguenti è la struttura di un tag?
  3. .
5. In Access, quale funzione svolge il pulsante Ʃ?
  1. Mostrare le funzioni di raggruppamento dati nella struttura Query.
  2. Attivare il correttore testi.
  3. Verificare gli errori di inserimento nelle tabelle.
6. In Access, quale ruolo viene svolto dalla chiave primaria?
7. Identificare in modo univoco i campi in un record.
8. Identificare in modo univoco le tabelle in un database.
9. Identificare in modo univoco i record di una tabella.
10. In Access, quale funzione consente di svolgere una maschera?
  1. Inserire dati.
  2. Nascondere dati.
  3. Eliminare dati.
11. In Access, quale delle seguenti affermazioni è vera riferendosi al tipo di dato “testo lungo”?
  1. Consente stringhe di lunghezza non superiore a 255 caratteri.
  2. Consente l’inserimento solo di caratteri alfabetici e non numerici.
  3. Non è dotato del parametro dimensione del campo.

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