Programma del corso di fisica medica, a.a. 2001-2002 (Sedi di Torino e del S.Luigi) Introduzione alle grandezze fisiche ed alle unità di misura Definizione di grandezze fisiche, grandezze fondamentali e derivate, costanti fisiche. Il sistema Internazionale di unità di misura, multipli e sottomultipli, uso delle potenze di 10. Grandezze scalari e grandezze vettoriali: esempi di vettori: spostamento, velocità ed accelerazione. somma, differenza e prodotto di vettori. Risultante di una somma di vettori. Meccanica dei corpi rigidi Introduzione alle forze e principi della dinamica. Esempi di forze: la forza peso e l'accelerazione di gravità. la forza di attrito. la forza centrifuga ed il moto circolare uniforme. Corpi rigidi: il baricentro di un corpo rigido ed il baricentro del corpo umano. il momento di una forza e le condizioni di equilibrio di un corpo rigido. vincoli e condizioni di stabilità di un corpo su di un piano. le leve ed esempi di articolazioni umane. Energia meccanica e lavoro di una forza: energia cinetica ed energia potenziale di un corpo. principio di conservazione dell'energia meccanica. Meccanica dei fluidi Introduzione ai fluidi: distinzione tra liquidi, gas e vapori. caratteristiche dei fluidi: diffusione, viscosità, comprimibilità. Il fluido ideale. Statica dei fluidi: definizione di densità e di pressione. la legge di Stevino e le sue applicazioni: i vasi comunicanti. la misura della pressione atmosferica ed il mmHg. il manometro a liquido e lo sfigmomanometro. gli effetti della gravità sulla pressione nei vasi sanguigni. la trasfusione. il principio di Archimede ed il galleggiamento dei corpi. Idrodinamica: regime stazionario e la definizione di portata di in condotto. La portata del cuore umano l'equazione di continuità in un condotto e la velocità del sangue nel circolo sistemico. I fluidi ideali: il teorema di Bernoulli e sue applicazioni (aneurisma e stenosi). I fluidi reali: la resistenza idrodonamica, confronto tra un soggetto sano e iperteso. il moto laminare, la legge di Hagen-Poiseuille e la viscosità di un fluido. il regime turbolento e la velocità critica. applicazioni al sistema cardiocircolatorio: la resistenza idrodinamica di un soggetto sano e du un soggetto iperteso. la viscosità del sangue. la velocità critica nei vasi snguigni. il lavoro motore del cuore. Legge di Stokes, la sedimentazione e la centrifugazione. Termologia La temperatura ed il calore: le differenti scale termometriche ed il termometro. il calore come forma di energia e la caloria. il calore specifico e le condizioni di equilibrio termico. Le trasformazioni di fase ed calore latente di evaporazione. Meccanismi di trasmissione del calore e termoregolazione umana. I Gas La tavola periodica, la massa atomica, la mole ed il numero di Avogadro. I gas ideali e le trasformazioni isoterme: miscuglio di gas, frazione molare, pressione parziale e legge di Dalton. I gas reali e le trasformazioni isoterme: la tesione di vapore e l'umidità relativa. Le soluzioni diluite Le soluzioni liquide e la concentrazione: esempio della composizione del plasma. La diffusione dei gas nei liquidi, la legge di Henry e la solubilità Esempio: equilibri negli alveoli polmonari e la diffusione di ossigeno ed azoto nel corpo. Membrane semipermeabili e fenomeni osmotici: la legge di Van't Hoff. Le soluzioni isotoniche. Fenomeni elettrici Il modello atomico e la carica elettrica. la legge di Coulomb, il campo elettrico ed il potenziale elettrico. L'elettronvolt. la legge di Ohm e la resistenza elettrica: parallelismo tra circuiti elettrici e fluidodinamici. Breve cenno sulle correnti alternate. Le onde Generalità: frequenza, periodo, lunghezza d'onda e velocità di propagazione delle onde. onde longitudinali ed onde trasversali. intensità di un'onda e legge del quadrato della distanza. Le onde acustiche: generalità ed effetto Doppler. Il suono e la curva di udibilità. Gli utrasuoni e le loro applicazioni in medicina: ecografia ed ecodoppler. il litotritore. Le onde elettromagnetiche: La velocità della luce e lo spettro delle onde elettromagnetiche. I fotoni e la costante di Plank. I raggi X Produzione ed assorbimento dei raggi X nei tessuti. L'immagine radiologica. Cenni di radioterapia (solo sede di Torino): effetti biologici delle radiazioni. grandezze dosimetriche: dose assorbita, LET, esposizione. tipologie di esposizione e meccanismi di irradiazione in radioterapia. diverse fasi di un trattamento radioterapico ed esempi di piani di trattamento. Medicina Nucleare I radionuclidi e la legge di decadimento radioattivo