Scuola di Medicina e Chirurgia

Obiettivi del Corso e Risultati di apprendimento attesi

Il corso mira a fornire conoscenze di base sulla Fisica applicata alle scienze mediche, sui principali aspetti informatici di rilevanza sanitaria e sui concetti statistici fondamentali utilizzati nelle comunicazioni scientifiche. Saranno trattati temi di informatica relativi alla gestione e sicurezza dei dati, all'architettura dei calcolatori e all'uso di software essenziali per l'attività sanitaria. Il modulo di fisica coprirà argomenti fondamentali come meccanica, meccanica dei fluidi, fenomeni elettrici e magnetici, utili alla comprensione dei sistemi biologici. Nel modulo di statistica verranno trattate le misure descrittive, le basi della statistica inferenziale e gli aspetti legati alle performance dei test di screening, fornendo strumenti pratici e teorici per interpretare dati relativi alle attività professionali in ambito sanitario e alle comunicazioni scientifiche.

Programma

INFORMATICA (3 CFU)

Trattamento dell’informazione e architettura del calcolatore.

Trattamento dell’informazione e strumenti per il trattamento dell’informazione

Storia dell’informatica. Digitale Vs Analogico. La codifica dell’informazione: Codifica dei Dati, Sistema di Numerazione. Codifica binaria e conversione tra le rappresentazioni

Infrastrutture hardware per il trattamento dell'informazione:

Architettura del calcolatore. Modello di Von Neumann. Struttura del Processore. 

Dispositivi di Ingresso Uscita.

Memoria Principale e Memorie di Massa

Infrastrutture software per il trattamento dell’informazione: Il sistema Operativo. Funzioni del sistema operativo. Il filesystem. La gestione della memoria.

Introduzione agli applicativi software:

Elaboratori di Testo

Fogli di Calcolo

Presentazioni Multimediali

Algoritmi e basi di dati (cenni)

Introduzione alle reti di Calcolatori, Internet, intranet, extranet e alla Sicurezza Informatica

Introduzione alle reti di calcolatori: Definizioni, Classificazione in base all’estensione (LAN, MAN, WAN…), Topologie di Reti.

Utilizzo delle reti: Servizi, applicazioni e comunicazione.

Principali servizi di rete: DNS, Posta elettronica, World Wide Web, Posta elettronica certificata.

Introduzione alla sicurezza informatica.

 

FISICA (2 CFU)

Le Unità di Misura

Unità di misura delle grandezze fondamentali: lunghezza, massa, tempo, temperatura, corrente, quantità di materia - candele. Il Sistema internazionale. Multipli e sottomultipli - notazione scientifica e ordini di grandezza.

Richiami di Matematica

Proprietà delle potenze, potenze di dieci, Superfici e Volumi, Teorema di pitagora, gli angoli e la circonferenza unitaria, Piani cartesiani e sistemi di riferimento 2D e 3D, differenza equazioni e funzioni, proporzionalità diretta, inversa e quadratica; funzioni esponenziali e logaritmiche; funzioni trigonometriche, grandezze scalari e vettoriali.

Meccanica

Cenni di cinematica del punto; moto rettilineo uniforme e accelerato; Accelerazione di Gravità e il moto del proiettile; moto circolare uniforme e accelerato. Le Forze, I 3 Principi della dinamica; l'attrito; rotazione di un corpo rigido e coppie di forze; l'equilibrio di un corpo rigido; le leve. Il Lavoro, teorema energia cinetica e potenziale, teorema di conservazione dell'energia; la potenza.

Meccanica dei Fluidi

Gli stati della materia; definizione di fluido; densità e peso specifico; La Pressione, Legge di Stevino e la pressione idrostatica; Legge di Pascal e la pressione idraulica; Legge di Archimede; fluidi ideali, la viscosità, la portata, Equazione di continuità, teorema di Bernoulli;

Gas e Calorimetria

I Gas, Legge di Boyle; Legge di Charles; Legge di Gay Lussac; Equazione di stato dei gas perfetti; I passaggi di stato; Trasmissione del calore; il concetto di quantità di calore; il calore specifico.

Fenomeni Elettrici

L'elettrizzazione; conduttori e isolanti; definizione operativa di carica elettrica; La legge di Coulomb; Il Campo Elettrico; energia potenziale elettrostatica; differenza di potenziale; la corrente elettrica; leggi di Ohm; la resistenza elettrica; effetto Joule.

Fenomeni Magnetici

Magnetismo: evidenze sperimentali; definizione del campo magnetico; un filo percorso da corrente in un campo magnetico; il funzionamento del motore elettrico.

 

 

 

STATISTICA (1 CFU)

Introduzione alla statistica

Definizioni e ambiti di applicazioni della statistica in medicina. Concetto di misura: accuratezza e precisione. Variabili e Scale di Misura.

Statistica descrittiva

Misure di posizione: moda, media, mediana; media geometrica, media ponderata. Misure di dispersione: devianza, varianza, deviazione standard, coefficiente di variazione.  Distribuzioni di frequenza per variabili quantitative e qualitative. Frequenza assoluta, relativa, cumulativa. Concetto di rango e di percentile. Intervallo di riferimento. Cenni di calcolo delle probabilità e combinatorio.

Cenni di statistica inferenziale

Intervallo di confidenza. Test di ipotesi. Errore Tipo I e II. Significatività statistica e significatività clinica.

Statistica e prevenzione

Caratteristiche di un test di screening: sensibilità, specificità, valori predittivi positivo e negativo. Curve ROC. Teorema di Bayes. Distribuzione normale. Cenni di inferenza statistica.

Descrittori di Dublino per il corso

Al termine del corso, lo studente sarà in grado di utilizzare strumenti informatici per il trattamento e l'analisi dei dati, comprendere il funzionamento delle reti informatiche e garantire la sicurezza delle informazioni in ambito sanitario. Inoltre, lo studente saprà applicare le leggi fondamentali alla meccanica dei fluidi, ai fenomeni elettrici e magnetici, e alla calorimetria, con un approccio orientato alle applicazioni biomediche. Per quanto riguarda la statistica, lo studente sarà in grado di descrivere e analizzare dati clinici utilizzando misure di posizione e dispersione, interpretare distribuzioni di frequenza e applicare nozioni base di statistica inferenziale e calcolo delle probabilità. Infine, lo studente saprà valutare le caratteristiche di un test di screening, come sensibilità e specificità, e interpretare curve ROC, applicando tali conoscenze nella prevenzione e diagnosi in contesto sanitario.

 Descrittore di Dublino 1: conoscenza e capacità di comprensione (che cosa lo/la studente/studentessa conosce al termine dell’insegnamento);

• Conoscere i principi di base dell’informatica, incluse le strutture hardware e software e le reti di calcolatori, con particolare attenzione alla sicurezza informatica in ambito sanitario.
• Comprendere i concetti fondamentali della fisica applicata alle scienze mediche, inclusa la meccanica, la fluidodinamica, i fenomeni elettrici e magnetici, e la termodinamica.
• Apprendere le basi della statistica descrittiva e inferenziale per l’analisi e l’interpretazione di dati clinici.

 Descrittore di Dublino 2: capacità di applicare conoscenza e comprensione (che cosa lo/la studente/studentessa sa fare al completamento dell’insegnamento ovvero quali sono le competenze che ha acquisito);

• Utilizzare strumenti informatici per organizzare e trattare dati sanitari, comprendendo il funzionamento delle reti e delle misure di sicurezza.
• Applicare le leggi della fisica per analizzare fenomeni rilevanti in ambito biomedico, come la dinamica dei fluidi corporei, la trasmissione del calore, e la conduzione elettrica nel contesto delle apparecchiature biomedicali.
• Analizzare dati clinici utilizzando le misure di posizione e dispersione, e interpretare i risultati per applicazioni pratiche nel settore sanitario.

 Descrittore di Dublino 3: Mediante le esercitazioni pratiche, associate alle conoscenze acquisite, al termine dell’insegnamento lo/la studente/studentessa dovrà essere in grado di:

 Risolvere problemi pratici legati agli strumenti informatici in uso in ambito sanitario.

• Applicare le conoscenze di fisica a problemi pratici inerenti i dispositivi medici e, più in generale, agli aspetti pratici della professione.
• Interpretare dati clinici e di screening, valutando la sensibilità e la specificità dei test diagnostici.

Adottare un approccio critico nell’analisi dei dati e nella valutazione delle fonti scientifiche.

Descrittore di Dublino 4: capacità di comunicare quanto si è appreso (anche in questo caso si devono predisporre attività mirate allo sviluppo, nello/a studente/studentessa, della capacità di comunicare/trasmettere quanto appreso); gli studenti devono saper comunicare informazioni, idee, problemi e soluzioni a interlocutori specialisti e non specialisti.

  Al termine dell’insegnamento lo/la studente/studentessa dovrà essere in grado di

• Comunicare risultati e concetti scientifici complessi a colleghi e personale sanitario, utilizzando un linguaggio appropriato e comprensibile.
• Presentare e discutere i risultati di analisi statistiche, problematiche fisiche ed informatiche, sia in forma scritta che orale, adattando il livello di dettaglio al pubblico di riferimento.

- Descrittore di Dublino 5: capacità di proseguire lo studio in modo autonomo nel corso della vita (occorre indicare quali siano gli strumenti forniti affinché lo studente sappia, al termine dell’insegnamento, proseguire autonomamente nello studio). Gli/Le studenti/studentesse devono aver sviluppato quelle capacità di apprendimento che sono loro necessarie per intraprendere studi successivi con un alto grado di autonomia.

Al termine dell’insegnamento lo/la studente/studentessa dovrà essere in grado di

• Proseguire nello studio autonomo delle tecnologie informatiche e delle applicazioni della fisica e statistica in ambito medico.

Approfondire le proprie conoscenze consultando articoli scientifici, aggiornandosi sulle novità della propria attività professionale, e partecipando a corsi di perfezionamento o formazione continua.

Stima dell’impegno orario richiesto per lo studio individuale del programma

Totali	Didattica frontale	Pratica (laboratorio, campo, esercitazione, altro)	Studio individuale
48	48		Circa 100 ore

Risorse per l'apprendimento

INFORMATICA

Informatica di base, 6/e Autori: Dennis P Curtin, Kim Foley, Sen Kunal, Morin Cathleen - Mc Graw Hilll

Dispensa fornita dal docente.

FISICA

Elementi di Fisica – Per studenti di scienze biomediche (autore: Ragozzino; editore: Edises)

STATISTICA

Biostatistica: quello che avreste voluto sapere... Norman G, Streiner D 2015 Ambrosiana

Statistica per le scienze mediche. Un approccio non matematico, Dancey CP, Reidy J, Rowe R. 2016 Piccin, Padova

Materiale (slides Power Point) fornito dal docente

Attività di supporto

Lavori scientifici internazionali

PowerPoint slides reperibili sul sito elearning

Modalità di frequenza

Obbligatoria

Modalità di accertamento

L’esame sarà costituito da 42 quiz a risposta multipla (21 quiz di Informatica, 14 quiz di Fisica e 7 quiz di Statistica) concedendo 1 minuto per ogni quiz, somministrato tramite piattaforma Classroom. Gli studenti che conseguiranno l’equivalente minimo di 18/30 al quiz accederanno alla prova orale in cui saranno approfonditi i contenuti della prova scritta.

 Gli esiti degli esami verranno comunicati sulla piattaforma e-learning

Per ogni risultato di apprendimento atteso su indicato, descrivere cosa ci si aspetta lo/la studente/studentessa conosca o sia in grado di fare e a quale livello al fine di dimostrare che un risultato di apprendimento è stato raggiunto e a quale livello (a titolo di esempio: capacità di organizzare discorsivamente la conoscenza; capacità di ragionamento critico sullo studio realizzato; qualità dell’esposizione, competenza nell’impiego del lessico specialistico, efficacia, linearità etc.).

• Conoscenza e capacità di comprensione:

conoscenza dei concetti principali di fisica, statistica ed informatica relativi al programma del corso.

• Conoscenza e capacità di comprensione applicate:

conoscenze relative a descrizione ed analisi dei dati, dei principi della fisica e delle problematiche informatiche.

• Autonomia di giudizio:

valutazione dei risultati di un’indagine statistica, di un problema pratico descrivibile dalle leggi della fisica trattate durante il corso, o di un problema informatico relativo alla propria attività professionale.

• Abilità comunicative:

capacità di esporre i risultati salienti di una indagine statistica o di un articolo scientifico, di una tecnologia o di una criticità informatica o di un principio della fisica.

• Capacità di apprendere:

capacità di approfondire gli argomenti in maniera autonoma su riviste scientifiche o di settore

Il voto finale sarà calcolato mediando complessivamente il voto del quiz e quello della prova orale, supereranno l’esame.

La lode sarà attribuita agli studenti che dimostreranno elevato grado di approfondimento con autonomia di giudizio e adeguata capacità di esposizione

Risultati	Conoscenza e comprensione argomento	Capacità di analisi e sintesi	Utilizzo di referenze
Non idoneo	Importanti carenze. Significative inaccuratezze	Irrilevanti. Frequenti generalizzazioni. Incapacità di sintesi	Completamente inappropriato
18-20	A livello soglia. Imperfezioni  evidenti	Capacità appena sufficienti	Appena appropriato
21-23	Conoscenza routinaria	È in grado di analisi e sintesi corrette. Argomenta in modo logico e coerente.	Utilizza le referenze standard
24-26	Conoscenza buona	Ha capacità di a. e s. buone gli argomenti sono espressi coerentemente, ha capacità minime di utilizzo delle nozioni apprese.	Utilizza le referenze standard
27-29	Conoscenza più che buona	Ha notevoli capacità di a. e s., ha capacità medie di utilizzo delle nozioni apprese.	Ha approfondito gli argomenti
30 - 30L	Conoscenza ottima	Ha notevoli capacità di a. e s., ha capacità buone/ottime di utilizzo delle nozioni apprese.	Importanti approfondimenti