FISICA INFORMATICA E STATISTICA MEDICA - canale 4

Prerequisiti richiesti

• FISICA

  Argomenti dei programmi di Matematica e Fisica previsti per la prova di ammissione.

Frequenza lezioni

• FISICA

  Obbligatoria.

Contenuti del corso

• FISICA

  Grandezze fisiche e loro misura - Grandezze fisiche, unità e sistemi di misura, equazioni dimensionali. Strumenti di misura. Errori sistematici ed errori casuali. 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.

  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. Cenni di emodinamica ed emoreologia. Sfigmomanometria.

  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. Termoregolazione. Ipotermia e ipertermia.

  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.

  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. 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.

Testi di riferimento

• FISICA

  Scannicchio D., Fisica Biomedica, EdiSES, 2013
  Davidson R.C., Metodi Matematici per un Corso introduttivo di Fisica ‐ EdiSes, 2013
  Appunti forniti dal docente

Programmazione del corso

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

• FISICA

  La valutazione delle conoscenze acquisite viene realizzata in due fasi: una prova scritta seguita da un colloquio.

  La prova scritta consiste di domande a scelta multipla, domande aperte e problemi sugli argomenti trattati a lezione con particolare attenzione a quelli riguardanti le applicazioni della fisica alla medicina. Le risposte alle domande e le soluzioni devono essere opportunamente commentate e giustificate.

  La prova orale consiste nella discussione dello svolgimento della prova scritta e, insieme ai colleghi degli altri moduli del Corso Integrato, su argomenti delle tre discipline. Generalmente si tratta di 3 domande su altrettanti argomenti delle 3 discipline.

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

• FISICA

  1	Se il momento risultante agente su una massa è nullo, è necessariamente nulla anche la risultante delle forze che agiscono su tale massa?
  		A – si	C – dipende dalla densità
  		B – dipende dalla massa	D – no
  2	La dose consigliata di un certo medicinale è di 30 gocce al giorno, che corrispondono a 3 milligrammi di principio attivo. Sapendo che la concentrazione del principio attivo è di 2,5 milligrammi per millilitro, qual è il volume di una goccia?
  		A – 0,04 millilitri		C – 0,12 millilitri
  		B – 0,06 millilitri		D – 0,25 millilitri
  3	L’indice di massa corporea BMI (Body Mass Index) di un individuo è il rapporto tra il peso, espresso in kg, e il quadrato dell’altezza, espressa in metri. Si consideri un uomo adulto di peso 80 kg con un BMI pari a 30. Dopo una dieta dimagrante il BMI del soggetto, che ha perso N kg, si riduce a 24. Quale delle seguenti affermazioni è corretta?
  		A – 13 < N ≤ 15			C – 17 < N ≤ 19
  		B – 15 < N ≤ 17			D – 19 < N ≤ 21
  4	In condizioni di riposo la portata volumica QV dell’aorta è tipicamente di 3,5 l/minuto e la frequenza cardiaca è di 70 pulsazioni/minuto. Calcolare in tali condizioni la massa MS di sangue (rS = 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

  Esercizio 1

  Un’arteria di raggio r = 2,5 mm è parzialmente bloccata da una placca. Nella regione ostruita il raggio effettivo è reff = 1,8 mm e la velocità media del sangue è v = 50 cm/s. Calcolare: La velocità media u del sangue nella regione non ostruita La pressione equivalente Peq dovuta all’energia cinetica del sangue nella regione ostruita

  Esercizio 2

  Ad un paziente viene somministrato un radiofarmaco contenente Iodio 131 (tempo di dimezzamento pari a 8.02 giorni). a. Quale è la vita media del radioisotopo? b. Il paziente deve rimanere nei locali della medicina nucleare per almeno 48 ore. Di quanto si sarà ridotta in percentuale l’attività iniziale?

  Quesito - Descrivere brevemente UNO dei seguenti argomenti:

  1. Le leve del corpo umano
  2. La misura indiretta della pressione arteriosa con lo sfigmomanometro
  3. Le onde meccaniche e le onde elettromagnetiche percepibili dall’uomo