Fisica e statistica

A.A. 2021/2022
8
Crediti massimi
80
Ore totali
SSD
FIS/07 MED/01
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Scopo del corso è quello di permettere agli studenti di:
- Conoscere le nozioni fondamentali e la metodologia di fisica utili per identificare, comprendere ed interpretare i fenomeni biomedici;
- Conoscere i principi della meccanica necessari per comprendere il comportamento dell'apparato locomotore;
- Conoscere i principi della dinamica dei fluidi necessari per comprendere il comportamento dell'apparato cardiocircolatorio, respiratorio, urinario;
- Conoscere i principi della termodinamica, dell'elettromagnetica, dell'ottica e dell'acustica necessari per comprendere il funzionamento delle apparecchiature per fisioterapia.
Risultati apprendimento attesi
Al termine di questo corso lo studente:
- dovrà essere in grado di utilizzare con proprietà il linguaggio e le unità di misura della fisica;
- dovrà essere in grado di descrivere in termini fisici quantitativi le proprietà meccaniche (statiche e dinamiche) dell'apparato locomotore e alcuni processi fisiologici fondamentali.
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

In relazione alle modalità di erogazione delle attività formative per l'a.a. 2021/22, verranno date indicazioni più specifiche nei prossimi mesi, in base all'evoluzione della situazione sanitaria.
Prerequisiti
Non sono richieste conoscenze preliminari specifiche
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
Prova scritta, con domande a risposta multipla e aperte
Fisica applicata
Programma
Grandezze fisiche fondamentali e derivate, grandezze scalari e vettoriali, leggi fisiche e analisi dimensionale.
- Cinematica del punto materiale: vettore posizione, vettore velocità, vettore accelerazione. Accelerazione tangenziale e accelerazione centripeta. Moto rettilineo uniforme e moto uniformemente accelerato.
- Cinematica bidimensionale: moto circolare, moto del proiettile, gittata. Applicazione: salto in lungo.
- Principi della dinamica Newtoniana. Esempi di forze: forze di reazione vincolare, forze di attrito statico e dinamico, forza peso.
- Teorema di conservazione della quantità di moto, formulazione del secondo principio della dinamica in termini della quantità di moto, teorema dell'impulso. Applicazioni: air-bag, guantone da pugile.
- Teorema lavoro-energia cinetica, forze conservative e non conservative, energia potenziale, teorema di conservazione dell'energia meccanica. Centro di massa. Applicazione: salto in alto e Fosbury flop.
- Forze elastiche, sistema massa-molla, sistemi oscillanti, pendolo semplice, pendolo fisico. Energia potenziale elastica. Applicazione: modello semplificato di locomozione umana basato sul pendolo fisico.
- Sforzi e deformazioni (normali, di taglio, di flessione e di torsione), leggi di Hooke e moduli elastici. Proprietà meccaniche dell'osso, proprietà meccaniche dei tendini. Applicazione: frattura dell'osso in compressione.
- Meccanica del corpo rigido: momento di una forza, equilibrio rototraslazionale del corpo rigido, leve. Applicazioni: le leve nel corpo umano, equilibrio delle articolazioni.
- Gas ideali e non ideali. Equazione di stato dei gas perfetti. Legge di Dalton. Legge di Henry. Statica dei fluidi ideali: legge di Pascal, legge di Stevino, principio di Archimede. Applicazione: immersione subacquea.
- Dinamica dei fluidi: legge di continuità, legge di Bernoulli. Viscosità e legge di Poiseuille, resistenza idrodinamica. Turbolenza e numero di Reynolds. Applicazione: misurazione della pressione sanguigna con lo sfigmomanometro.
- Carica, campo e potenziale elettrico. Corrente elettrica e propagazione di impulsi elettrici nel corpo umano. Muscoli ed elettrostimolazione.
Metodi didattici
Lezioni frontali e seminari
Materiale di riferimento
F. Borsa e A. Lascialfari, Principi di Fisica. Per indirizzo biomedico e farmaceutico, Edises
D. Scannicchio e E. Giroletti, Elementi di Fisica Biomedica, Edises
Statistica medica
Programma
- Raccolta mirata, codifica e valutazione di qualità dei dati.
- Uso appropriato degli indici di posizione e di dispersione nella rappresentazione di dati biomedici: media, moda o mediana?
- deviazione standard, range o differenza interquartile?
- Come valutare la relazione tra misure e la concordanza tra osservatori: correlazione e regressione, indici di concordanza grezzi e pesati.
- Errori sistematici ed errori casuali nella rilevazione delle misure: accuratezza e precisione.
- Centili delle distribuzioni degli indicatori quantitativi in medicina.
- Definizione di individuo di riferimento.
- Fattori che determinano i valori di riferimento.
- Significato e uso dei limiti di riferimento in medicina.

- Identificazione di fattori di rischio e di fattori prognostici.
- Studi osservazionali e loro ruolo nella medicina basata sulle prove di efficacia: studi trasversali, studi retrospettivi o caso-controllo, studi longitudinali o di coorte.
- Misure di occorrenza in epidemiologia e in epidemiologia clinica: prevalenza, incidenza, incidenza cumulativa.
- Misure di associazione tra fattore di rischio e malattia: rischio assoluto, rischio attribuibile, rischio relativo (RR), odds ratio (OR).
- Perché studi analoghi portano a risultati differenti (fattori sistematici e caso)? Parametri, variabilità di campionamento e distribuzione delle stime.
- Incertezza delle stime: l'errore standard della stima, intervallo di confidenza del parametro.
- Valutazione di efficacia e tollerabilità di una terapia.
- Il metodo quantitativo in medicina.
- I modelli matematici come rappresentazione dei fenomeni deterministici.
- I modelli probabilistici come rappresentazione dei fenomeni aleatori.
- Una variabile casuale di grande successo: la gaussiana.
- Tutte le strade (o quasi) portano alla gaussiana.
- Le fasi degli studi clinici: dalla fase I alla fase IV.
- Studi in cieco semplice e in doppio cieco.
- Studi a braccio singolo o con braccio di controllo.
- Popolazione "intention to treat (ITT) o "per protocol (PP)".
- Randomizzazione: perché?
- Logica dell'inferenza statistica nelle sperimentazioni cliniche controllate.
Metodi didattici
Lezioni frontali e seminari
Materiale di riferimento
I.A. Kapandji, Anatomia funzionale. Maloine-Monduzzi Editoriale
Moduli o unità didattiche
Fisica applicata
FIS/07 - FISICA APPLICATA (A BENI CULTURALI, AMBIENTALI, BIOLOGIA E MEDICINA) - CFU: 4
Lezioni: 40 ore

Statistica medica
MED/01 - STATISTICA MEDICA - CFU: 4
Lezioni: 40 ore

Docente/i
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Teams (previo richiesta per email)
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