Scienze propedeutiche

A.A. 2021/2022
7
Crediti massimi
70
Ore totali
SSD
FIS/07 INF/01 ING-INF/05 M-FIL/02 MED/01
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
L'obiettivo generale del corso è di favorire nello studente un approccio quantitativo ai dati e una valutazione critica dei risultati nelle varie discipline, attraverso la familiarità con i concetti base e le metodologie proprie di logica, informatica, statistica e fisica, soprattutto in ambito biomedico.
Risultati apprendimento attesi
Al termine del corso lo studente dovrà essere in grado di:
- Assegnare un'unità di misura e stimare l'ordine di grandezza di varie grandezze fisiche di interesse biomedico
- Osservare e misurare fenomeni fisici e sviluppare dei modelli per descriverli mediante un primo approccio al metodo scientifico
- Descrivere i principi generali e le tipologie di diversi algoritmi di elaborazione digitale delle immagini nell'ambito della diagnostica per immagini
- Raccogliere e organizzare dati su un campione di pazienti
- Elaborare un insieme di dati clinici utilizzando le tecniche di base della statistica descrittiva ed inferenziale
- Identificare le caratteristiche del disegno di studi clinici osservazionali e sperimentali
- Comprendere e utilizzare la letteratura clinica nell'analisi di test diagnostici
- Identificare la struttura logica delle argomentazioni scientifiche mediante schemi di inferenza generali illustrati con esempi rilevanti dalla pratica scientifica
- Utilizzare gli strumenti informatici fondamentali applicandoli all'attività di formazione, clinica e di ricerca dell'ortottista.
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
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
Lo studente deve avere conoscenze di base di algebra e geometria del piano.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
Il modulo di STATISTICA MEDICA è preliminare al modulo di statistica per la ricerca clinica. Questo modulo non può essere quindi superato in assenza di una valutazione positiva per la statistica medica. Durante lo svolgimento del test è previsto l'utilizzo di qualsiasi materiale in forma cartacea.
I risultati vengono forniti sul sito Ariel dell'insegnamento integrato e direttamente per email ad ogni studente che ne faccia richiesta dal proprio indirizzo e-mail UNIMI.
MODULO DI FISICA APPLICATA E SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI
L'esame, congiunto, si articola in una prova scritta obbligatoria e una eventuale prova orale.
La prova scritta consiste in problemi a risposta aperta e domande a risposta multipla sugli argomenti trattati, alcune delle quali possono richiedere la risoluzione di semplici problemi.
Per lo svolgimento della prova scritta non è ammessa la consultazione di testi o appunti ed è consentito l'utilizzo di una calcolatrice.
È facoltà degli studenti che abbiano svolto con successo almeno metà della prova scritta di sostenere una prova orale. Inoltre, è facoltà del docente richiedere lo svolgimento della prova orale in caso di particolare incertezza nella valutazione della prova scritta. L'eventuale prova orale consiste in un colloquio sugli argomenti del programma, eventualmente partendo da una discussione della prova scritta.
MODULO DI LOGICA E FILOSOFIA DELLA SCIENZA
L'esame consiste in un colloquio orale sugli argomenti del programma.
MODULO DI INFORMATICA
L'esame consiste in una prova orale e pratica sugli argomenti spiegati durante le lezioni.
SUPERAMENTO DELL'ESAME
I risultati dei singoli moduli sono comunicati agli studenti tramite piattaforma Ariel.
Per superare l'esame lo studente deve aver conseguito la sufficienza in tutti i moduli del Corso. Il voto finale è la media, ponderata per i CFU e arrotondata per eccesso, dei punteggi conseguiti nei moduli. Per ottenere il 30 e lode lo studente deve aver conseguito almeno una lode in uno dei moduli.
Fisica generale
Programma
Strumenti preliminari: Grandezze fondamentali e derivate, Sistema Internazionale, Multipli e sottomultipli, notazione scientifica e cifre significative, Stime di ordini di grandezza, Grandezze scalari e vettoriali, Operazioni vettoriali.
Meccanica: Tipi di moto, Principi della dinamica, Forze: gravitazionale, peso, reazione vincolare, attrito, elastica, Lavoro di una forza, Teorema dell'energia cinetica, Forze conservative ed energia potenziale, Conservazione dell'energia meccanica, Forze dissipative, Tipi di deformazione, Curva sforzo-deformazione e modulo di Young, Stati della materia.
Fluidi: Pressione, Pressione relativa, Tonometro e misura della pressione oculare, Legge di Stevino, Forza di Archimede, Portata, Teorema di Bernoulli, Viscosità
Metodi didattici
Lezioni frontali alla lavagna e supportate da mezzi telematici (proiezione di slide e filmati).
Vengono assegnati esercizi da svolgere a casa, poi corretti in aula.
Materiale di riferimento
I libri di testo consigliati sono soltanto un riferimento. Lo studente deve utilizzare gli appunti delle lezioni e può scegliere liberamente il libro o i libri dove studiare e approfondire gli argomenti trattati (elencati nel programma).
Saranno fornite le slide delle lezioni e materiale di lettura aggiuntivo.

- Openstax College Physics: https://openstax.org/details/books/college-physics
- Scannicchio-Giroletti "Elementi di fisica biomedica", EdiSES
- Borsa-Lascialfari "Principi di fisica", EdiSES
- Bellini-Cerbino-Manuzio-Marzari-Repetto-Zennaro "Fisica per medicina", Piccin
Informatica
Programma
Ambiente office per l'ortottista: costruzione e gestione database, organizzazione elaborati testuali, presentazione di casi e dati clinici.
Strumenti multimediali applicati a casi clinici e risultati della ricerca.
Internet, strumenti per l'aggiornamento e la ricerca: biblioteche digitali, banche dati, servizi cloud per la ricerca clinica.
Metodi didattici
Lezioni frontali ed esercitazioni pratiche al computer.
Materiale di riferimento
Materiale fornito dal docente
Sistemi di elaborazione delle informazioni
Programma
Elettromagnetismo: Carica elettrica, Forza di Coulomb e campo elettrico, Potenziale elettrico, Materiali conduttori e isolanti, Corrente elettrica, Onde elettromagnetiche e interazione radiazione-materia.
Caratteristiche della visione e fenomeni percettivi, Caratteristiche di colore: Gamut, coordinate cromatiche e spazi di colori, Campionamento spaziale e quantizzazione della luminanza.
Parametri di qualità di un'immagine digitale e fonti di rumore, Formati di file grafici, Compressione lossless e lossy, Immagini digitali in medicina.
Operazioni su immagini digitali: operatori puntuali, locali e globali, Operazioni sull'istogramma dei livelli di grigio, Espansione di contrasto, Codifica a falsi colori, Filtri basati su matrice di convoluzione: filtri di smoothing e di sharpening, rivelazione dei contorni, Introduzione alla trasformata di Fourier spaziale, Filtri passa-basso e passa-alto nel dominio delle frequenze
Metodi didattici
Lezioni frontali ed esercitazioni pratiche al computer.
Materiale di riferimento
Saranno fornite le slide delle lezioni e tutorial.

- "Principles of Digital Image Processing" Wilhelm Burger, Mark J. Burge - Springer
- "Digital Image Processing (second edition)" Rafael C. Gonzalez, Richard E. Woods - Prentice Hall
Statistica medica
Programma
IL RUOLO DELLA STATISTICA NELLE TIPOLOGIE DI STUDIO IN AMBITO CLINICO: studi per la stima della prevalenza e dell'incidenza; studi per i fattori di rischio (caso- controllo e coorte); studi sperimentali per la valutazione di un trattamento (osservazionali, sperimentali (fase I, II, III); cenni sulla banca dati PubMed
ELEMENTI DI STATISTICA DESCRITTIVA: Scale di misura delle variabili; Rappresentazioni grafiche (diagrammi a barre, a torta, istogrammi, box-plot); Misure di sintesi numerica (in funzione della scala di misura e della forma della distribuzione) media, mediana, moda, deviazione standard range interquartile;
DISTRIBUZIONE GAUSSIANA: Caratteristiche matematiche della distribuzione; Interpretazione dei parametri; La Gaussiana standardizzata; Utilizzo delle tavole per il calcolo della probabilità
TEST DIAGNOSTICI: Sensibilità, specificità; Likelihood Ratio (positivo e negativo); Valori predittivi (positivi e negativi)
CENNI DI INFERENZA: Distribuzioni campionarie di medie e proporzioni; teorema centrale del limite; intervallo di confidenza per medie e proporzioni; l'utilizzo della distribuzione t di Student; test di ipotesi su medie e proporzioni
Metodi didattici
Lezioni frontali seguite da svolgimento e discussione di applicazioni pratiche dei metodi statistici oggetto della lezione
Materiale di riferimento
Copia del materiale presentato durante le lezioni
Testo di consultazione:
· Titolo: Biostatistica
· Autori: Marcello Pagano, Kimberlee Gauvreau
· Editore: Idelson-Gnocchi
Statistica per la ricerca clinica
Programma
Statistica e Metodo Scientifico: la statistica per la misura: Errori di misura; Fonti di variabilità: variabilità biologica ed analitica; Accuratezza e precisione; Misure di laboratorio e modelli statistici
Studio dell'associazione tra fattori di rischio e malattia.
Associazione statistica e causalità degli effetti.
Studi di osservazione e sperimentali
Piani di studio in epidemiologia/clinica: studi di coorte e caso-controllo.
Confondimento ed assegnazione casuale ai trattamenti.
Misure di prevalenza e incidenza e loro stima.
Rischio relativo e rapporto degli odds tra esposti e non esposti ai fattori di rischio.
Lo studio dell'associazione tra variabili quantitative
Associazione e dipendenza
Calibrazione di metodi di misura e Regressione
Piano sperimentale e Analisi della Varianza
Concordanza tra metodi di misura.
Applicazione del test statistico per il confronto tra gruppi con diverso trattamento.
Significatività e potenza del test statistico
Confronto tra significatività statistica e rilevanza clinica.
Studio dell'efficacia di un intervento preventivo/terapeutico.
Le basi etiche della ricerca clinica/epidemiologica.
Sperimentazioni cliniche di fase I, II e III.
Popolazione obbiettivo e criteri di inclusione.
Misure di efficacia dei trattamenti.
Interazione statistica e risposta al trattamento
Metodi didattici
Lezioni frontali seguite dalla discussione di testi con applicazioni pratiche dei metodi epidemiologici/statistici oggetto della lezione
Materiale di riferimento
Statistica medica : intervalli di confidenza nella ricerca biomedica / D. G. Altman ... [et al.] ; edizione italiana a cura di F. Cavallo. - 2. ed.-Torino : Minerva medica, 2004. - , 238 p..
Biostatistica clinica : una introduzione alla evidence-based medicine / Graham Dunn, Brian Everitt ; edizione italiana a cura di Annibale Biggeri, Marco Marchi e Piergiorgio Duca ; presentazione dell'edizione italiana di Gian Franco Gensini. - Roma : Il pensiero scientifico, 1999, 117 p.
La medicina basata sulle evidenze scientifiche: come praticare e insegnare l'EBM / D. L. Sackett °et al. - 2. ed. riv. e ampliata, ed. italiana / a cura di Marco Bobbio. - Torino : Centro scientifico, °2002. - XVI, 248 p
Logica e filosofia della scienza
Programma
Inferenze scientifiche
La logica del ragionamento matematico
La spiegazione scientifica
Paradigmi e rivoluzioni nella scienza
Metodi didattici
Lezioni frontali con diapositive Powerpoint, discussione di case studies
Materiale di riferimento
S. Okasha, Il primo libro di filosofia della scienza, Einaudi, Torino 2006 (e successive ristampe/edizioni).
Saranno fornite le slide delle lezioni.
Moduli o unità didattiche
Fisica generale
FIS/07 - FISICA APPLICATA (A BENI CULTURALI, AMBIENTALI, BIOLOGIA E MEDICINA) - CFU: 1
Lezioni: 10 ore

Informatica
INF/01 - INFORMATICA - CFU: 1
Lezioni: 10 ore

Logica e filosofia della scienza
M-FIL/02 - LOGICA E FILOSOFIA DELLA SCIENZA - CFU: 1
Lezioni: 10 ore
Docente: Guzzardi Luca

Sistemi di elaborazione delle informazioni
ING-INF/05 - SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI - CFU: 1
Lezioni: 10 ore

Statistica medica
MED/01 - STATISTICA MEDICA - CFU: 1
Lezioni: 10 ore

Statistica per la ricerca clinica
MED/01 - STATISTICA MEDICA - CFU: 2
Lezioni: 20 ore
Docente: Biganzoli Elia

Docente/i
Ricevimento:
Da concordare
Campus Cascina Rosa, Via Vanzetti, 5 Città Studi
Ricevimento:
Su appuntamento da concordare via e-mail
Ricevimento:
Mercoledì, 11.30-14.30. Nel mese di agosto non ci saranno ricevimenti. Il primo ricevimenti dopo la pausa estiva sarà mercoledì 15 settembre
Studio docente, Dipartimento di Filosofia, Cortile Ghiacciaia, II piano. Fino a data da destinarsi, solo ricevimento da remoto (sarò disponibile su MS Teams; prego gli studenti di contattarmi se preferissero altra modalità di connessione, p.e. Skype)
Ricevimento:
Su appuntamento
LITA Segrate o online