Codice insegnamento

4S02595

Crediti

10

Coordinatore

Giuseppe Verlato

Lingua di erogazione

Italiano

Moodle Seminari 0

L'insegnamento è organizzato come segue:

Obiettivi formativi

Per il 2016-2017 il corso di Fisica-Statistica medica e' offerto inglese

Modulo: STATISTICA MEDICA

Il corso si propone di introdurre lo studente ai principi elementari della ricerca in medicina quantitativa, dove l’oggetto di studio non è un singolo individuo ma un collettivo. Gli argomenti principali che verranno presentati sono:
• proprietà teoriche delle misurazioni effettuate in ambito biomedico e valutazione della loro precisione, accuratezza sensibilità specificità;
• metodi e tecniche elementari della statistica per descrivere, interpretare e comunicare le informazioni quantitative raccolte su un collettivo umano o di unità sperimentali;
• definizione di probabilità, regole elementari del calcolo della probabilità e loro utilizzo per il calcolo degli eventi attesi;
• principali modelli probabilistici per la predizione della distribuzione di una variabile biologica in una popolazione o in un collettivo di pazienti (distribuzione binomiale e gaussiana);
• i disegni elementari della ricerca osservazionale e sperimentale (il campionamento casuale e la randomizzazione);
• le principali tecniche inferenziali (intervallo di confidenza e test d’ipotesi) utilizzate al fine di prendere razionalmente decisioni sulla base dell’evidenza sperimentale o osservazionale;
• modelli di regressione lineare semplice per lo studio della relazione tra due variabili biologiche quantitative.



Modulo: FONDAMENTI DI FISICA
-------
Il corso si propone di fornire agli studenti concetti di base riguardanti le principali grandezze fisiche della Cinematica, della Dinamica, della Statica, della Fluidodinamica, Ottica, Termodinamica e dell’Elettrologia al fine di poter affrontare semplici problemi di fisica di interesse biomedico.

Programma

Modulo: STATISTICA MEDICA
-------
• costruire e interpretare una tabella di frequenza a partire dai dati individuali
• rappresentare adeguatamente in forma grafica i dati relativi a un fenomeno biologico
• saper calcolare gli intervalli di riferimento (di normalità) di una variabile biologica
• utilizzare un software (o semplici programmi di calcolo) per il calcolo dei più comuni indici statistici
• saper valutare il rischio relativo associato a una data esposizione
• saper valutare la sensibilità, specificità e valore predittivo di un test diagnostico
• saper effettuare un test per il confronto tra due medie o due proporzioni
• saper disegnare un semplice esperimento per la valutazione dell’efficacia di un trattamento
• misurare l’effetto di un trattamento e interpretare il suo intervallo di confidenza
• stimare la relazione tra due variabili biologiche mediante un modello di regressione lineare


Modulo: FONDAMENTI DI FISICA
-------
Programma sintetico
Elementi di Cinematica, Dinamica e Statica con analisi di situazioni reali. Sollecitazioni dei materiali.
Elementi di Termodinamica, Fluidodinamica, Elettrologia con analisi di semplici circuiti in cc.

Programma dettagliato
Introduzione
Grandezze fisiche, analisi dimensionale, sistemi coerenti di unità di misura. Unità di misura pratiche. Grandezze scalari e vettoriali. Elementi di calcolo vettoriale ( somma, sottrazione, prodotto scalare, prodotto vettoriale). Metodo grafico e Analitico.

Richiami di Meccanica
Posizione, spostamento, velocità e accelerazione. Velocità media ed istantanea. Moto rettilineo uniforme. Moto rettilineo uniformemente accelerato. Moto circolare uniforme.
Definizione di Forza ed unità di misura. Le tre leggi della dinamica. Quantità di moto e sua conservazione. Lavoro ed Energia. Teorema della energia cinetica. Forze conservative e dissipative. Energia potenziale, principio di conservazione della energia meccanica. Campo gravitazionale, campo di forze elastiche.
Momento di una forza e di una coppia di forze. Momento di inerzia, Momento angolare. Centro di Massa, condizioni di equilibrio dei corpi rigidi. Leva di I; II; III genere. Analisi dell’equilibrio statico in alcune situazioni reali. Proprietà meccaniche e tecnologiche dei materiali: Modulo di Young e legge di Hooke.
2- Fluidi
Definizione di pressione, Portata, unità di misura ufficiali e pratiche. Manometri. Sfigmomanometro. Legge di Pascal, legge di Stevino, principio di Archimede. Fluido ideale, Equazione di continuità, Teorema di Bernoulli. Effetto Venturi. Fluido viscoso, definizione, unità di misura della viscosità. Legge di Poiseuille, Resistenza idraulica. Esercizi ed Applicazioni nel sistema circolatorio. Flusso in regime laminare e vorticoso, numero di Reynolds. Lavoro cardiaco. fattore Cinetico. Tensione superficiale. Legge Laplace. Esempi di utilizzo della legge di Laplace. Capillarità.

4 – Elettrologia
Carica elettrica, definizioni ed unità di misura. Legge di Coulomb. Campo elettrico, Energia, Potenziale elettrico. Definizione ed unità di misura. Dipolo elettrico, strato dipolare, potenziale di una cellula quiescente e di un fronte di depolarizzazione. Legge di Ohm, legge Joule, resistenze in serie e parallelo, circuiti in c.c. Capacità, condensatori in serie e in parallelo. Potenza elettrica. Circuito RC. Cenni di Elettromagnetismo: Vettore induzione magnetica, vettore intensità di campo magnetico: definizione ed unità di misura. Forza di Lorentz, Legge di Ampère, Legge di Faraday-Neumann-Lenz. Esempi applicativi. Fasci di elettroni. Principio di funzionamento di alcune apparecchiature mediche.

5 - Termologia e termodinamica
La temperatura, il calore, il calore specifico. Definizioni e unità di misura. Termometro e scale delle temperature. Trasferimento del calore per conduzione, convezione, irraggiamento. Evaporazione. Equazione di stato dei gas perfetti. Trasformazioni Termodinamiche. Primo e secondo principio della termodinamica. Entropia (cenni).

6 – Ottica e Onde
Fenomeni ondulatori, onde meccaniche ed elettromagnetiche. Lunghezza d’onda, frequenza e velocità di propagazione, Intensità. Onde sonore. Leggi della riflessione e della rifrazione. Fibre ottiche e applicazioni mediche. Specchio piano. Approssimazione parassiale dell’ottica geometrica. Diottri sferici, Lenti sottili. Equazione dei punti coniugati per le lenti sottili. Costruzioni di immagini. Il microscopio semplice.

7 –Fisica atomica, Nucleare, Radioattività e Radioprotezione (cenni)Produzione di raggi X per Fluorescenza e per frenamento. ElettronVolt, definizione ed uso. Interazione dei raggi X - gamma con la materia: Effetto fotoelettrico, effetto Compton, produzione di coppie. Spessore emivalente. Fondamenti della radiologia diagnostica. Radioattività, legge di decadimento radioattivo.

Bibliografia

Modalità d'esame

FISICA
Prova scritta consistente in semplici esercizi sugli argomenti trattati
durante il corso e alcune domande poste sotto forma di quiz a risposta
multipla. Eventuale prova orale (facoltativa) che mira ad acquisire, se
necessario, ulteriori elementi di valutazione e chiarire aspetti della
prova scritta
STATISTICA
L'esame sarà scritto e verrà effettuato in aula d'Informatica. Nella prima parte dell'esame gli studenti dovranno rispondere a delle domande a scelta multipla. Nella seconda parta gli studenti dovranno risolvere dei problemi di statistica inferenziale, che comportano il calcolo di intervalli di confidenza e/o l'esecuzione di semplici test statistici; per questo scopo gli studenti avranno a disposizione un computer con un foglio elettronico.