Corso di laurea in Ostetricia - Torino

Principi di fisica ed ecografia nuovo ordinamento (DM 270/04)

Physics and Ultrasound

Anno accademico 2013/2014

• B2 STRUTTURA, FUNZIONE E MORFOLOGIA DEL CORPO UMANO II nuovo ordinamento (DM 270/04) (MED2915)

Sommario insegnamento

• Obiettivi formativi
• Risultati dell'apprendimento attesi
• Programma
• Testi consigliati e bibliografia
• Note
• Strumenti didattici

Obiettivi formativi

Far acquisire allo studente le conoscenze di base dei principi della Fisica necessari per la comprensione del funzionamento dei principali sistemi che costituiscono il corpo umano e per l’utilizzo della strumentazione biomedica, con particolare attenzione alle applicazioni di interesse per il corso di laurea.

Risultati dell'apprendimento attesi

Poiché il presente modulo contribuisce all’Insegnamento Integrato STRUTTURA, FUNZIONE E MORFOLOGIA DEL CORPO UMANO II, si rimanda ai Risultati dell’apprendimento attesi dell’Insegnamento

Programma

- Richiami di matematica; grandezze fisiche e unità di misura: Proprietà delle potenze ed uso delle potenze di 10. Percentuali, variazione assoluta e relativa di una grandezza. Proporzionalità diretta ed inversa. Rappresentazione grafica di una relazione tra grandezze. Grandezze scalari e vettoriali. Operazioni coi vettori. Definizione di grandezza fisica. Grandezze fondamentali e derivate. Il Sistema Internazionale di unità di misura. Multipli e sottomultipli. Errori di misura sistematici e casuali.
- Biomeccanica ed elasticità: Cenni di cinematica del punto: moto rettilineo uniforme, moto uniformemente accelerato e moto circolare uniforme. Principi della dinamica e esempi di forze: forza peso e accelerazione di gravità; forza centripeta; forza d’attrito. Baricentro di un corpo. Momento di una forza e condizioni di equilibrio di un corpo rigido. Leve ed esempi di articolazioni del corpo umano. Lavoro ed energia. Potenza meccanica e rendimento. Energia cinetica e potenziale di un corpo. Legge di Hooke; elasticità delle ossa e dei vasi sanguigni.
- Fenomeni elettrici e fisiologia dei tessuti eccitabili: Il modello atomico e la carica elettrica. Legge di Coulomb e campo elettrico. Energia potenziale elettrica e differenza di potenziale elettrico; esempio del campo elettrico uniforme e del dipolo elettrico. Capacità elettrica e condensatori; esempio della membrana cellulare. Intensità di corrente. Materiali conduttori ed isolanti. Resistenza elettrica e legge di Ohm. Potenza elettrica ed  effetto Joule. Cenno sulle correnti alternate e sugli effetti del passaggio della corrente elettrica nel corpo umano.
- Meccanica del fluidi e apparato cardio-circolatorio:Fluidi ideali e reali. Densità e pressione. Pressione idrostatica e legge di Stevino. Esperimento di Torricelli e unità di misura della pressione (Pa e mmHg). Applicazioni biomediche della pressione idrostatica: effetti della gravità sulla pressione nei vasi sanguigni; la fleboclisi. Definizione di portata e portata del cuore. Equazione di continuità di un condotto e velocità del sangue nei vari distretti del circolo sistemico. Teorema di Bernoulli e applicazioni (aneurisma e stenosi). Lavoro motore del cuore. Attrito viscoso nei liquidi reali. Viscosità del sangue e velocità critica nei vasi. Legge di Hagen-Poiseuille e resistenza idrodinamica del circolo sistemico. Pressione nei vari distretti dell’albero circolatorio; azione del sistema simpatico sul letto vascolare; onda pulsatoria e polso arterioso; variazioni di pressione legate alla postura. Misura della pressione arteriosa: lo sfigmomanometro e il manometro a liquido. Concentrazione. Diffusione e leggi di Fick. Membrane semipermeabili e osmosi. Leggi di Van’t Hoff. Soluzioni fisiologiche. Principio di Archimede e galleggiamento dei corpi. Velocita` di sedimentazione e centrifugazione; esempio della VES.
- Gas, fenomeni molecolari di superficie e apparato respiratorio: Sistemi termodinamici. La temperatura assoluta e le diverse scale termometriche. Tavola periodica degli elementi, massa atomica, mole e numero di Avogadro. Equazione di stato dei gas perfetti; trasformazioni isoterme, isocore e isobare rappresentate sul piano pV. Frazioni molari, pressioni parziali e legge di Dalton. I gas reali. Tensione di vapore e umidità assoluta e relativa. Composizione dell’aria libera e dell’aria alveolare. Tensione di vapor saturo dell’acqua e pressioni parziali dei gas presenti nell’aria alveolare. Lamine liquide e tensione superficiale; effetto dei tensioattivi. Legge di Laplace. Solubilità dei gas nei liquidi. Embolia gassosa.
- Calorimetria, termoregolazione, metabolismo e apparato digerente: Dilatazione termica e termometro clinico. Il calore come forma di energia e la caloria. Il calore specifico e le condizioni di equilibrio termico. Trasformazioni di fase e calori latenti. Meccanismi di propagazione del calore (conduzione, convezione e irraggiamento). Termoregolazione corporea: meccanismi di produzione e di dispersione del calore nell’organismo umano. Metabolismo e energia fisiologica minima.
- Onde. Elementi di acustica e ottica: Caratteristiche delle onde: frequenza, periodo, lunghezza d’onda, ampiezza e velocità di propagazione. Onde trasversali e longitudinali. Principio di linearita` e interferenza. Caratteristiche e formazione di onde stazionarie. Intensità sonora e legge del quadrato della distanza. L’orecchio umano. Curva di udibilita` e sensazione sonora. Cenni sull’effetto Doppler, gli ultrasuoni e le applicazioni ecografiche. Onde elettromagnetiche e loro spettro. Il fotone e la costante di Planck. La luce visibile. Velocità della luce, indice di rifrazione di un mezzo e dispersione della luce. Riflessione e rifrazione. Angolo limite e riflessione totale; le fibre ottiche. Lenti sottili e costruzione delle immagini. Potere diottrico. L’occhio umano e le anomalie visive.
- Raggi X e radioattivita`: Radiazioni ionizzanti e loro interazione con la materia. Produzione dei raggi X e impiego in diagnostica e radioterapia. Radionuclidi e legge del decadimento radioattivo; utilizzo in medicina nucleare. Effetti biologici delle radiazioni e elementi di dosimetria.

Materiali forniti e indicati dal Docente all'inizio del Corso

Note

- Il corso e' svolto in modalita' tradizionale con lezioni frontali ed eventuale utilizzo di supporti informatici. - A supporto della didattica e in particolare per la preparazione della prova scritta, gli studenti possono usufruire di eventuali esercitazioni facoltative su richiesta, tenute dai collaboratori dalla didattica. - Il programma d'esame coincide con il programma del corso. - La valutazione avviene con una prova scritta ed una prova orale opzionale.

• Materiale didattico
• Bacheca appelli
• Vai a Moodle
• Visita i forum