ECTS - University of Pisa
Corso Integrato di Fisica e Statistica Medica
CORE CURRICULUM
MODULO DI FISICA MEDICA
Introduzione
Cinematica
Dinamica
Statica
Fluidi
Onde
Termodinamica
Elettrostatica
Circuiti elettrici
Magnetismo
Onde e.m.
Ottica geometrica
MODULO DI STATISTICA MEDICA
Per ciascuno degli argomenti trattati, lo studente acquisirà i concetti teorici (OBIETTIVO DI APPRENDIMENTO 1).
PHYSICS:
The integrated course is composed of two modules: the Physics module and the Statistics module. At the end of Physics module the student will be able to understand the physics mechanisms underlying the medical problems. He will be able to use the quantitative information and the modeling derived from the physics phenomena to better understand the biomedical systems. At the end of the Statistics module the student will be able to apply statistical method to the clinical data
STATISTICS:
Per ciascuno degli argomenti trattati, lo studente acquisirà i concetti teoria (OBIETTIVO DI APPRENDIMENTO 1).
FISICA:
STATISTICA:
A conclusione di ciascun argomento, allo studente sarà proposto un questionario online per la verifica delle nozioni teoriche apprese (OBIETTIVI DI APPRENDIMENTO 1)
PHYSICS:
The student will be assessed on:
Methods:
STATISTICS:
For each topic, the students will be asked to fill an online questionnaire to assess their level of understanding the theory (LEARNING OBEJCTIVE 1).
FISICA:
Lo studente sarà in grado di risolvere semplici problemi di fisica applicati alla medicina
STATISTICA:
Per ciascuno degli argomenti trattati, lo studente saprà interpretare i risultati dell’analisi statistica di lavori scientifici pubblicati (OBIETTIVO DI APPRENDIMENTO 2) e saprà applicare i concetti appresi a contesti specifici (OBIETTIVO DI APPRENDIMENTO 3).
PHYSICS:
STATISTICS:
For each topic of the course, the student will learn how to interpret a statistical report(Learning OBJECTIVE 2); How to apply the concepts to specific contexts (Learning OBJECTIVE 3).
FISICA:
STATISTICA:
Saranno proposti una serie di estratti da articoli scientifici pubblicati ed esercizi di cui verranno fornite spiegazioni e dettagliate soluzioni. Alcune delle attività saranno svolte in classe ed altre potranno essere svolte autonomamente dagli studenti.
PHYSICS:
STATISTICS:
Exercises with the solutions will be provided. Some will be discussed in class, others will be solved independently by the student.
FISICA:
STATISTICA:
Allo studente sarà richiesto di seguire attivamente le lezioni frontali e svolgere autonomamente le attività assegnate.
PHYSICS:
STATISTICS:
The student will be asked to be actively involved in the classes and perform the assignments.
FISICA:
STATISTICA:
Durante il corso verranno proposte prove di autovalutazione.
PHYSICS:
STATISTICS:
During the course, self-assessment tests will be proposed.
FISICA:
STATISTICA:
Nessuno
PHYSICS:
STATISTICS:
None
algebra, geometria analitica, trigonometria, fondamenti di analisi matematica
algebra, analytical geometry, trigonometry, fundamentals of mathematical analysis
il corso non costituisce prerequisito per corsi successivi
the course is not a prerequisite for further study
FISICA:
STATISTICA:
La teoria sarà esposta durante le lezioni frontali (OBIETTIVO DI APPRENDIMENTO 1).
Le lezioni teoriche saranno corredate dalla presentazione e discussione di esempi specifici tratti dalla letteratura medica (OBIETTIVO DI APPRENDIMENTO 2).
Saranno proposti una serie di esercizi di cui verranno fornite dettagliate soluzioni (OBIETTIVO DI APPRENDIMENTO 3).
PHYSICS:
STATISTICS:
The theory will be presented through lectures (LEARNING ONJECTIVE 1).During the lectures the teacher will present and discuss examples taken from the medical literature (LEARNING ONJECTIVE 2).A number of exercises with the solutions will be available to students. Some will be discussed in class (LEARNING ONJECTIVE 3).
Programma di Fisica:
Matematica 1 Rappresentazione funzionale e grafica di processi e rappresentazione dei dati sperimentali.
2 Richiami di calcolo differenziale e di trigonometria.
Fisica* 1 Introduzione Grandezze fisiche, misure, errori.
2 Cinematica 1 Cinematica del punto materiale: velocita’ media, velocita’ istantanea, accelerazione. Caduta libera.
3 Cinematica 2 Algebra vettoriale: somma, differenza, scomposizione di vettori. Moto di un proiettile. Moto parabolico. Prodotto scalare e vettoriale. Prodotto bivettore e misto.
4 Dinamica 1 Dinamica: le tre leggi del moto di Newton. Peso e forza di gravita’. Reazioni vincolari. Piano inclinato. Forza di attrito. Forza elastica.
5 Dinamica 2 Il moto circolare: cinematica e dinamica. Forza di gravitazione universale. Satelliti artificiali. Leggi di Keplero.
6 Dinamica 3 Lavoro ed Energia. Energia cinetica. Energia Potenziale.
Forze conservative e forze non conservative. Conservazione dell’energia meccanica. Conservazione dell’energia.
7 Dinamica 4 Quantita’ di moto. Conservazione della quantita’ di moto. Urti.
Urti elastici in una dimensione. Urti anelastici. Centro di massa.
8 Dinamica 5 Moto rotatorio. Grandezze angolari. Momento d’inerzia.
Dinamica rotazionale. Energia cinetica rotazionale. Conservazione del momento angolare.
9 Statica Condizioni di Equilibrio. Problemi di Statica.
10 Fluidi I fluidi. Densita’ assoluta e densita’ relativa. Pressione. Principio di Pascal. Legge di Archimede. Portata ed equazione di continuita’. Equazione di Bernoulli. Viscosita’. Equazione di Poiseuille. Tensione superficiale e capillarita’.
11 Onde 1 Vibrazioni e onde. Il moto armonico. Il pendolo semplice. Moto armonico smorzato. Onde longitudinali e trasversali. Intensita’.
12 Onde 2 Onde sonore. Corde vibranti. Intensita’ del suono: il decibel. L’orecchio e la sua risposta. Effetto Doppler. Ultrasuoni ed applicazioni in medicina.
13 Termodinamica 1 Temperatura. Equilibrio termico e principio zero della termodinamica. Termometri.Temperatura assoluta. Leggi dei gas perfetti.
14 Termodinamica 2 Il calore come trasferimento di energia. Energia interna e calore specifico. Esperienza di Joule. Calorimetria e passaggi di stato. Calore latente. Trasmissione del calore.
15 Termodinamica 3 Trasformazioni termodinamiche. Il primo principio della termodinamica. Trasformazioni cicliche e ciclo di Carnot. Il secondo principio della termodinamica. Macchine termiche e frigorifere. L’entropia ed il secondo principio.
16 Elettrostatica 1 Carica elettrica. Forza di Coulomb. Campo elettrico. Campo elettrico e conduttori. Teorema di Gauss.
17 Elettrostatica 2 Potenziale elettrico. Energia potenziale elettrostatica. Linee equipotenziali. L’unita’ di misura dell’elettronvolt. Esempi di potenziali. Capacita’ e condensatori. I dielettrici.
18 Circuiti elettrici 1 La pila. L’intensita’ di corrente elettrica. Legge di Ohm. Resistivita’. Potenza. Corrente alternata.
19 Circuiti elettrici 2 Forza elettromotrice. Resistenze in serie e in parallelo. Leggi di Kirchhoff. Condensatori in serie e in parallelo. Circuiti RC.
20 Magnetismo 1 Magneti e campi magnetici. Forze magnetiche. Forza di Lorentz. Filo rettilineo percorso da corrente. Solenoide. Legge di Ampere. Momento di dipolo magnetico.
21 Magnetismo 2 Induzione elettromagnetica: cenni.
22 Onde e.m Le onde elettromagnetiche: cenni.
23 Ottica geometrica 1 Riflessione e rifrazione. Legge di Snell. Lenti sottili.
24 Ottica fisica 2 Interferenza e diffrazione.
25 Ottica geometrica 3 Occhio umano e lenti correttive. Microscopio.
Fisica Sanitaria 1 Fisica Nucleare e Radioattivita’. Raggi X e produzione di raggi X.
Interazione della radiazione con la materia.
2 Effetti delle radiazioni sulla materia biologica. Dose ed unita’ di dose. Principi della Radioprotezione.
Programma di Statistica:
Introduzione alla statistica
Studi di intervento e studi osservazionali.
Statistica descrittiva.
Teoria della probabilità e distribuzioni teoriche
Teoria della stima e test di significatività
Tabelle di contingenza e test chi quadrato.
Analisis of variance.
Regressione lineare e correlazione
Rischio cumulativo e odds ratio. Regressione logistica.
Misurazioni cliniche ed accuratezza diagnostica
Statistiche di mortalità.
PHYSICS:
The integrated course is composed of two modules: the Physics module and the Statistics module. The Physics course will cover the major topics of the classical physics, providing the student also of the mathematics tools (differential calculus). The various topics will be treated with particular emphasis to their relation with biomedical environment. In particular examples and numerical exercises will be done in relation to physiology and anatomy.
STATISTICS:
Introduction to medical statistics.
Intervention studies and observational studies.
Descriptive statistics.
Theory of probability and probability distributions.
Estimates and significance tests.
Frequency tables and chi squared test.
Analysis of variance.
Linear regression and correlation.
Cumulative risk and odds ratio. Logistic regression.
Clinical measures and diagnostic accuracy.
Incidence and Mortality statistics.
Testi consigliati:
Fisica Medica
Giancoli – FISICA con fisica moderna – terza edizione – Casa Editrice Ambosiana
David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker- Fondamenti di Fisica – sesta edizione- Casa Editrice Ambrosiana
M. G. Bisogni, Dispende del corso scaricabili da https://elearning.med.unipi.it/course/view.php?id=771
Statistica Medica:
Il materiale del corso verrà distribuito a lezione e pubblicato sul portale elearning.
Testi consigliati:
Introduzione alla Statistica Medica. Martin Bland. Apogeo Education - Maggioli Editore.
Medical Statistics. Betty R. Kirkwood and Jonathan A.C. Sterne. Blackwell publishing
PHYSICS:
GIANCOLI – FISICA con fisica moderna – III edizione – Casa Editrice Ambosiana. DAVID HALLIDAY, ROBERT RESNICK, JEARL WALKER- Fondamenti di Fisica – VI ed. - Casa Editrice Ambrosiana.
STATISTICS:
Slides, Notes and exercises will be provided on the internet platform e-learningIl.
Suggested texbook:
Introduzione alla Statistica Medica. Martin Bland. Apogeo Education – Maggioli Editore.
Medical Statistics. Betty R. Kirkwood and Jonathan A.C. Sterne. Blackwell publishing
La frequenza del corso e' obbligatoria.
Attendance to the course is mandatory.
Fisica e Statistica Medica e' un corso integrato. L'esame dei due moduli va sostenuto contestualmente. Gli appelli dei due moduli sono pertanto fissati nelle stesse date. Il voto finale viene determinato in base alla media ponderata dei voti conseguiti nell'esame dei rispettivi moduli.
FISICA:
La prova di Fisica puo' essere sia scritta che orale (a discrezione del docente). In entrambe le modalita' viene richiesto allo studente di risolvere alcuni esercizi numerici su argomenti relativi al programma svolto.
STATISTICA:
La prova d’esame consisterà di 5 esercizi ciascuno composto di tre domande: la prima relativa alla comprensione della teoria (domanda a) e le altre due (domanda b e domanda c), di difficoltà crescente, alla sua applicazione. Sarà inoltre inclusa una domanda relativa alla comprensione di un breve testo statistico tratto da un articolo scientifico.Il voto d’esame sarà così composto:Fino a 10 punti per le domande di teoria (domande a) Fino a 20 punti per gli esercizi a svolgimento (domande b e c) 2 punti per la domanda relativa alla comprensione del testo tratto dal lavoro scientificoIl voto finale massimo raggiungibile è pari ad un totale di 32 che corrisponde al 30 e lode.
PHYSICS:
The attained level of knowledge of the studets will the assessed through mid course tests.
STATISTICS:
The exam will consist of 5 exercises each with three questions: the first question will assess the level of understanding of the theory (question a) and the other two will assess the ability of the student to apply the theory (questions b and c). The exam will also include one questions about the interpretation of a short text from a scientific article.The exam will be marked as follows:- Up to 10 points for the theory questions (questions a) – Up to 12 points for the application questions (questions b and v)- 2 points for the question relating to the understanding of the text taken from the scientific articleThe maximum final mark achievable is equal to a total of 32 which corresponds to 30 cum laude
non previsti
not foreseen
RICEVIMENTO STUDENTI
I docenti ricevono su appuntamento preso via e-mail o per telefono.
The teachers receive by appointment arranged by e-mail or by phone.
