Biofisica, Statistica, Informatica e Strumentazione Biomedica

Università degli Studi di Foggia
Facoltà di Medicina e Chirurgia
Corso si Laurea in Medicina e Chirurgia
INSEGNAMENTO DI BIOFISICA
Termodinamica dei sistemi biologici
Entropia
Entalpia
Energia Libera
Potenziali Elettrodici
Le Membrane Attive
Conformazione dei biopolimeri all’equilibrio
Il trasporto del gradiente di potenziale chimico
Il trasporto del gradiente di pressione
Il trasporto del gradiente di temperatura
Proprietà dielettriche e di conduttività del
materiale biologico
I circuiti RC
L’onda quadra modificata in un sistema
biologico
Le funzioni del
sensoriali
I nervi del cranio
cervello
per
gli
impulsi
Gli impulsi elettrici e la funzione cardiaca
Modello di Di Francesco-Noble
Fibre del muscolo cardiaco e loro orientamento
Formazione e propagazione del segnale elettrico
nel cuore
La reattanza e la bioimpedenza cardiaca per le
valutazioni dello stroke volume
Le basi della diagnosi con ECG
La Stimolazione Magnetica
Trasduttori sensoriali e loro Modelli
Le correnti elettriche nel corpo umano
Concetti di propagazione delle onde
Il moto ondulatorio
Interferenze ed effetti di superficie
Onde stazionarie e risonanti
Onde complesse e battimenti
Cellule e potenziali elettrici
Equilibrio
Depolarizzazione
Iperpolarizzazione
Conduttanza Na, K, Cl
L’Occhio ed i segnali elettrici
Struttura della retina e funzionamento delle
sue cellule.
Traduzione luminoso – elettrico.
Struttura sinaptica dei fotorecettori
La propagazione dell’impulso nervoso
Teoria e modello di Hodgkin-Huxley
Propagazione dei potenziali negli assoni
Il clamp voltage
Il sistema acustico
Intensità
Percezione
Recettori uditivi
Struttura e funzione orecchio medio
Struttura e funzione orecchio interno
Le cellule acustiche
Traduzioni meccanico – idraulico – elettrico
nell’orecchio
I potenziali elettrici e la risposta elettrica al
suono
Permettività e conducibilità, resistività e
bioimpedenza delle membrane cellulari
La pompa elettrogena Na-K
Stimoli elettrici e Strutture del Cervello
Struttura e funzione della sinapsi
Eccitazione ed inibizione sinaptica
Modello elettrico della sinapsi
Cellule recettori ed impulsi sensori
Il corpuscolo del Pacini
Impulsi elettrici ed anatomia del cervello
Il Sistema olfattivo
Il sistema olfattivo
Traduzione chemoolfattiva
INSEGNAMENTO DI STATISTICA MEDICA
Razionalizzazione, descrizione e quantificazione dei fenomeni biomedici
Il fenomeno collettivo. Caratteri qualitativi e quantitativi. Le rilevazioni statistiche.
Frequenza e intensità. Ampiezza di classe e densità di frequenza. Le distribuzioni statistiche.
La variabile statistica. L’elaborazione dei dati.
Rappresentazione grafica ed analitica dei fenomeni
Diagrammi cartesiani, ortogrammi, istogrammi e aerogrammi.
estrapolazione.
Interpolazione
ed
La sintesi dei dati
I valori medi. La media aritmetica e le sue proprietà. La media geometrica e armonica. La
mediana e i quantili. La moda.
La variabilità dei dati
La variabilità. Il campo di variazione. Lo scostamento semplice medio. Lo scarto quadratico
medio e la varianza. Gli indici di variabilità relativi.
I fenomeni probabilistici
Evento e spazio degli eventi. La misura della probabilità. Principi fondamentali del calcolo
delle probabilità. Teorema di Bayes e applicazioni. Rischio relativo e odds-ratio. Legge
empirica del caso. Distribuzioni teoriche di probabilità: gaussiana, binomiale e di Poisson.
Applicazioni.
Statistica inferenziale
I principi dell’inferenza. L’uso del test nella verifica delle ipotesi e nella stima dei parametri.
Tecniche di campionamento. Teorema del limite centrale: proprietà e applicazioni.
Come saggiare le differenze tra gruppi
Impostazione generale. Statistica F: significato, proprietà e applicazioni.
Caso speciale di due gruppi: il t-test
Approccio generale. Statistica t: significato, proprietà e applicazioni. Il t-test è un’analisi di
varianza (Facoltativo). Come utilizzare il test t per individuare le differenze tra più gruppi. Ttest per confronti multipli. Test di Bonferroni. Test di Holm.
Come analizzare tassi e proporzioni
Stima di proporzioni ottenute da campioni. Verifica di ipotesi per proporzioni. Test del 82:
significato, proprietà e applicazioni. Test esatto di Fisher: significato, proprietà e applicazioni.
Come sottoporre a verifica la relazione tra le variabili
La retta di regressione: definizione, calcolo dei coefficienti e applicazione. Test sui parametri.
Test globale per la coincidenza di due rette di regressione (solo definizione). Correlazione e
coefficienti di correlazione: Pearson e Spearman.
Significatività di un test
Due tipi di errore. Potenza del test.
Intervalli di confidenza
Approccio generale. Gli intervalli di confidenza nella verifica delle ipotesi: significato,
proprietà e applicazioni. Intervalli di confidenza per la media di una popolazione.
Alternative all’analisi della varianza e al t-test basate sui ranghi
Test di Mann-Whitney per la somma dei ranghi. Test con segno di Wilcoxon. Test di KrushalWallis.
Testi consigliati
“STATISTICA MEDICA”, F. DI IORIO, ED. CAROCCI
“BIOSTATISTICA”, W. W. DANIEL, ED. EDISES
“STATISTICA PER DISCIPLINE BIOMEDICHE”, STANTON A. GLANTZ, ED. MCGRAWHILL
Appunti delle lezioni
INSEGNAMENTO DI STRUMENTAZIONE BIOMEDICA
La tecnica di misura dell’impulso
cardiaco, gli ECG
Dosimetria CT
Gli EEG
La TC e la RM
I Laser
L’Acceleratore Lineare Digitale
i piani di trattamento in Radioterapia
La spettroscopia Raman
Apparecchi di Brachiterapia
Gli ecografi e le immagini
Pseudocolore ed effetto Doppler
Gli apparecchi radiogeni, Digitali ed
Agiografici
La gamma camera, la SPECT, la
PET e la PET-CT
INSEGNAMENTO DI INFORMATICA
CODIFICA DELL'INFORMAZIONE
Definizione di bit e byte
Trasformazione da decimale a
binario
Codice ASCII
ASPETTI ARCHITETTURALI DI UN
SISTEMA DI CALCOLO
Hardware
Software di base
Software applicativo
HARDWARE
CPU (UC, ALU, registri)
Memoria Centrale
Memorie di massa (Hard Disk,
Floppy Disk, CD, DVD)
Periferiche (tastiera, monitor,
stampanti …)
SISTEMA OPERATIVO E PRINCIPALI
FUNZIONALITÀ
Gestione dei processi
Gestione dei processori
Gestione della memoria centrale
Gestione della memoria di massa
Gestione dei dispositivi di
Ingresso e Uscita
LE RETI DI CALCOLATORI
Reti geografiche (Nozioni
fondamentali di Internet, Posta
elettronica)
Reti locali
Sistemi di sicurezza dei dati e
firma digitale
ESERCITAZIONE IN LABORATORIO
SOFTWARE APPLICATIVI
Programmi per elaborazione di
testi
Foglio elettronico
Cartella clinica elettronica
INTERNET
Come collegarsi
Sistemi di ricerca dei documenti
Motori di ricerca in Medicina
PubMed Meline e classificazione
MeSH
Siti ufficiali
(www.ministerosalute.it,
www.iss.it, …)
Portali per il paziente
Utilizzo della posta elettronica
Foggia, 10/11/2010
Testi Consigliati:
Giancoli: Fisica
Ed. Casa Editrice Ambrosiana
C. Niccolini, A. Rigo :
Biofisica e Tecnologie Biomediche
Ed. Zanichelli
Ed. Oxford
RIFERIMENTI: ECDL McGrawHill – Dispense.
Jakko Malmivuo, Robert Plonsey:
Bioelectromagnetism.
prof.
A. Fratello