1005201 - FISICA INFORMATICA E STATISTICA MEDICA 2
Modulo 1005202 - FISICA

Lezioni frontali e teorico-pratiche, seminari di approfondimento.

Insegnamento cooperativo (studente-docente) tramite condivisione di materiale didattico e supporti multimediali.

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.

Grandezze fisiche e loro misura - Grandezze fisiche, unità e sistemi di misura, equazioni dimensionali. Strumenti di misura. Errori sistematici ed errori casuali. Media e deviazione standard. Relazioni funzionali e rappresentazioni grafiche. Grandezze scalari e vettoriali. Operazioni tra vettori.

Richiami di meccanica e nozioni di Biomeccanica - Cinematica. Moto circolare e moto armonico. Quantità di moto. Principi della dinamica. Lavoro. Energia. Potenza e rendimento. Momento. Statica. Elasticità. Statica fisiologica. Fratture ossee (generalità). Esempi e applicazioni.

Richiami sui fluidi e applicazioni nei sistemi biologici – Densità. Viscosità. Pressione idrostatica. Statica dei fluidi. Legge di Stevino. Principio di Pascal. Principio di Archimede. Fleboclisi. Trasfusione. Prelievo. Drenaggio. Dinamica dei liquidi ideali. Teorema di Bernoulli. Aneurisma e stenosi. Liquidi reali. Relazione di Poiseuille. Resistenza idraulica. Sfigmomanometria. Esempi e applicazioni.

Termometria e termoregolazione – Temperatura e calore. Misura della temperatura. Scale termometriche. Termometri clinici. Principio di equivalenza. Calore specifico. Equilibrio termico. Passaggi di stato. Trasmissione del calore. Bilancio energetico nel corpo umano. Potenza metabolica basale. Esempi e applicazioni.

I fenomeni elettrici e bioelettrici – Cariche e campi elettrici. Capacità e condensatori. Corrente elettrica. Leggi di Ohm. Circuiti elementari. Effetto Joule. Circuiti RC. Pacemaker. Defibrillatore. Rischi connessi all’utilizzo dell’elettricità. Esempi e applicazioni.

Onde e radiazioni – Fenomeni ondulatori. Periodo e frequenza. Ampiezza ed energia. Onde meccaniche. Il suono. Intensità del suono. Pressione sonora e decibel. Curve isofoniche. Fonendoscopio. Ultrasuoni in medicina. Le onde elettromagnetiche. Lo spettro elettromagnetico. Occhio e visione a colori. Le radiazioni in diagnostica e in terapia. Diagnostica con raggi X. Radioisotopi e medicina nucleare. Radioterapia. Effetti biologici delle radiazioni ionizzanti. Cenni di dosimetria e radioprotezione. Esempi e applicazioni.

Scannicchio D., Fisica Biomedica, EdiSES, 2013

Lascialfari A., Borsa F, Gueli A.M., Principi di fisica per indirizzo biomedico e farmaceutico, EdiSES, 2020

Il materiale didattico (slides delle lezioni, dispense in formato elettronico scritte dal docente su alcuni argomenti del corso, testi delle prove in itinere e testi di esercizi selezionati) viene inviato con continuità durante il corso a tutti gli studenti.

La valutazione delle conoscenze acquisite viene realizzata in due fasi: una prova scritta seguita da un colloquio. Il voto è espresso in trentesimi fino a un massimo di 30/30 e la lode. Il voto finale è dato dalla media ponderata dei voti ottenuti nelle diverse prove.
La prova scritta consiste in domande a scelta multipla e risoluzione di esercizi e problemi che hanno per oggetto gli argomenti dei programmi delle tre discipline. Ogni prova consiste in 10 quesiti tra domande a scelta multipla, esercizi e domande aperte, ad ognuna delle quali sarà assegnato un punteggio massimo di n. 3 punti. Il voto minimo per superare la prova è 18/30.
La prova orale consiste in un colloquio in cui saranno poste domande che vertono su almeno tre diversi argomenti del programma.
Le prove permettono di verificare: i) il livello di conoscenza delle tre discipline; ii) la capacità di applicare tali conoscenze per la risoluzione di problemi specifici inerenti le applicazioni in ambito clinico (problem solving a autonomia di giudizio); iii) la chiarezza espositiva; iv) la proprietà di linguaggio medico-scientifico.
La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.
Per l’attribuzione del voto finale si terrà conto dei seguenti parametri:
Voto 29-30 e lode: lo studente ha una conoscenza approfondita degli argomenti trattati, riesce prontamente e correttamente a integrare e analizzare criticamente le situazioni presentate, risolvendo autonomamente problemi anche di elevata complessità; ha ottime capacità comunicative e padroneggia il linguaggio medico-scientifico.
Voto 26-28: lo studente ha una buona conoscenza degli argomenti trattati, riesce a integrare e analizzare in modo critico e lineare le situazioni presentate, riesce a risolvere in modo abbastanza autonomo problemi complessi ed espone gli argomenti in modo chiaro utilizzando un linguaggio medico-scientifico appropriato;
Voto 22-25: lo studente ha una discreta conoscenza degli argomenti trattati, anche se limitata agli argomenti principali; riesce a integrare e analizzare in modo critico ma non sempre lineare le situazioni presentate ed espone gli argomenti in modo abbastanza chiaro con una discreta proprietà di linguaggio;
Voto 18-21: lo studente ha la minima conoscenza degli argomenti trattati, ha una modesta capacità di integrare e analizzare in modo critico le situazioni presentate ed espone gli argomenti in modo sufficientemente chiaro sebbene la proprietà di linguaggio sia poco sviluppata ;

Esame non superato: lo studente non possiede la conoscenza minima richiesta dei contenuti principali dell’insegnamento. La capacità di utilizzare il linguaggio specifico è scarsissima o nulla e non è in grado di applicare autonomamente le conoscenze acquisite. 

1) In condizioni di riposo la portata volumica Q_V dell’aorta è tipicamente di 3,5 l/minuto e la frequenza cardiaca è di 70 pulsazioni/minuto. Calcolare in tali condizioni la massa m_S di sangue (densità del sangue = 1.05 10³ kg/m³) che viene immessa nell’aorta ad ogni pulsazione:

          A – 52 g                         C – 5,2 kg

          B – 5,2 g                        D – 0,052 g

2) Un’arteria di raggio r = 2,5 mm è parzialmente bloccata da una placca. Nella regione ostruita il raggio effettivo è r_eff = 1,8 mm e la velocità media del sangue è v = 50 cm/s. Calcolare:

A.    La velocità media u del sangue nella regione non ostruita

B.    La pressione equivalente P_eq dovuta all’energia cinetica del sangue nella regione ostruita

3) Descrivere brevemente UNO dei seguenti argomenti:

Le leve del corpo umano

La misura indiretta della pressione arteriosa con lo sfigmomanometro

Le onde meccaniche e le onde elettromagnetiche percepibili dall’uomo