PHYSICS FOR BIOMEDICAL APPLICATIONS

Internazionalizzazione della Didattica PHYSICS FOR BIOMEDICAL APPLICATIONS

0622900014
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE ED ELETTRICA E MATEMATICA APPLICATA
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
DIGITAL HEALTH AND BIOINFORMATIC ENGINEERING
2021/2022



ANNO CORSO 2
ANNO ORDINAMENTO 2018
SECONDO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
432LEZIONE
216LABORATORIO
Obiettivi
L’INSEGNAMENTO COSTITUISCE UN CORSO AVANZATO DI FISICA APPLICATA ALLE SCIENZE BIOMEDICHE. ESSO INTENDE FORNIRE CONOSCENZE E COMPETENZE SULLE APPLICAZIONI BIOMEDICALI DEGLI EFFETTI DELLA INTERAZIONE DEI SISTEMI BIOLOGICI CON RADIAZIONI, IONIZZANTI, E SOLLECITAZIONI MECCANICHE, ACUSTICHE ED ELETTROMAGNETICHE SIA NEL CAMPO DIAGNOSTICO CHE TERAPEUTICO E, CONGIUNTAMENTE, ALLA VALUTAZIONE DEI RISCHI SANITARI DERIVANTI DALLA ESPOSIZIONE UMANA AGLI AGENTI FISICI INQUINANTI: RADIAZIONI IONIZZANTI, CAMPI E.M. E RUMORE.
IN PARTICOLARE, AL TERMINE DEL CORSO GLI ALLIEVI ACQUISIRANNO CONOSCENZE SU:
FONDAMENTI DELLA INTERAZIONE TRA RADIAZIONI (IONIZZANTI) E LA MATERIA BIOLOGICA
CARATTERISTICHE DELLE OSCILLAZIONI MECCANICHE IN SISTEMI BIOLOGICI
PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO DI RILEVANTI APPARECCHIATURE BIOMEDICALI AVANZATE PER LA DIAGNOSTICA E LA TERAPIA.
LE PRINCIPALI ABILITÀ (OVVERO CAPACITÀ DI APPLICARE LE CONOSCENZE ACQUISITE) SARANNO:
•SAPER OPERARE CON GRANDEZZE DOSIMETRICHE.
•SAPER APPLICARE LE CONOSCENZE TEORICHE A SPECIFICI CASI BIOLOGICI
•SAPER VALUTARE ANCHE CON L’AUSILIO DI SEMPLICI PROVE SPERIMENTALI L’IMPATTO BIOLOGICO DEI FENOMENI FISICI ILLUSTRATI DURANTE IL CORSO.
Prerequisiti
PER IL PROFICUO RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI AGLI ALLIEVI SONO RICHIESTI I SEGUENTI PREREQUISITI DI CONOSCENZE E COMPETENZE:
NOZIONI DI FISICA E MATEMATICA ACQUISITE DURANTE IL PRIMO LIVELLO DI STUDI.
Contenuti
PARTE I: INTERAZIONE DI RADIAZIONE (IONIZZANTE) CON SISTEMI BIOLOGICI.
WEEK I: ELEMENTI DI FISICA ATOMICA E NUCLEARE. RADIOATTIVITÀ E RADIAZIONI ALFA, BETA, E GAMMA.
WEEK II: RADIOATTIVITÀ AMBIENTALE E INDUSTRIA NON-NUCLEARE. NORM E TENORM.
WEEK III:
DANNI BIOLOGICI ASSOCIABILI ALLA ESPOSIZIONE A RADIAZIONI IONIZZANTI .
WEEK IV: DOSIMETRIA, RISCHIO SANITARIO E NORMATIVA, NAZIONALE/INTERNAZIONALE, VIGENTE.
WEEK V:
APPLICAZIONI: DOSIMETRIA BIOLOGICA CON RADIAZIONE ALFA DA RADIOATTIVITÀ AMBIENTALE (PROGETTO IRBIS).
METODOLOGIE E TECNICHE DI VALUTAZIONE DELLA RADIOATTIVITÀ AMBIENTALE E DEL RISCHIO SANITARIO ASSOCIATO (PROGETTO RAD_CAMPANIA).
WEEK VI
APPARECCHIATURE BIOMEDICALI:
TOMOGRAFIA ASSIALE COMPUTERIZZATA TAC
RISONANZA MAGNETICA NUCLEARE RMN.

PARTE II: OSCILLAZIONI ODULATORIE E APPLICAZIONE AI SISTEMI BIOLOGICI.
WEEK VII: RICHIAMI SULLA TEORIA DELLE ONDE MECCANICHE.
EQUAZIONI DELLE ONDE MECCANICHE; POLARIZZAZIONE; RIFLESSIONE E TRASMISSIONE;
WEEK VIII: RICHIAMI SULLA TEORIA DELLE ONDE ACUSTICHE.
EQUAZIONI DELLE ONDE ACUSTICHE; PROPRIETA’, PITCH; MODI NORMALI
EFFETTO DOPPLER.
APPLICAZIONI BIOMEDICALI.
WEEK IX: RICHIAMI SULLA TEORIA DELLE ONDE ELETTROMAGNETICHE.
PROPRIETA’ , EQUAZIONE DELLE ONDE; INTERAZIONE CON LA MATERIA
WEEK X: VIBROMETRIA LASER DOPPLER.
PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO DI UN VIBROMETRO LASER
WEEK XI
APPLICAZIONE AL SISTEMA CARDIO-CIRCOLATORIO.
WEEK XII
APPLICAZIONE AL SISTEMA VOCALE E FONAZIONE.

I CONTENUTI DEL CORSO VERRANNO INSEGNATI ATTRAVERSO LA ILLUSTRAZIONE DEI CONCETTI DI BASE E DEGLI STRUMENTI LOGICI DI COMPRENSIONE DEI FENOMENI DI INTERESSE ATTRAVERSO LEZIONI TEORICHE DELLA DURATA PARI AI DUE TERZI DELLE ORE TOTALI DEL CORSO ACCOMPAGNATE DA ESERCITAZIONI PRATICHE, IN AULA INSIEME AGLI ALLIEVI, DELLA DURATA DI ALMENO 16 ORE, SU ATTIVITA' PROGETTUALI SCELTE DAGLI ALLIEVI SU PROPOSTA DEI DOCENTI.
Metodi Didattici
LO SVOLGIMENTO DEL CORSO È ARTICOLATO IN ATTIVITA' DIDATTICA DI LEZIONI FRONTALI (PARTE TEORICA (32 ORE) ED ESERCITATIVA/PROGETTUALE (16 ORE)) DELLA DURATA COMPLESSIVA DI 48 ORE (6 CFU), SUDDIVISE IN 12 SETTIMANE, SVOLTE IN AULA ANCHE CON LAUSILIO DI MATERIALE MULTIMEDIALE ED ESPERIMENTI DI LABORATORIO.
Verifica dell'apprendimento
LA VERIFICA AL TERMINE DEL CORSO È FINALIZZATA A VALUTARE NEL SUO COMPLESSO LE CONOSCENZE E LA COMPRENSIONE DA PARTE DEGLI ALLIEVI DEI CONCETTI PRESENTATI AL CORSO E LA CAPACITÀ DI UTILIZZARE TALI CONOSCENZE IN APPLICAZIONI BIOMEDICALI DI INTERESSE .
TALE ACCERTAMENTO È EFFETTUATO CON LA SEGUENTE MODALITA’:
•PROVA DI MIDTERM
•UNA PROVA ORALE FINALE.
•ATTIVITA’ PROGETTUALE
DURANTE LA PROVA ORALE SI VALUTA LA CONOSCENZA ACQUISITA DEGLI ARGOMENTI DEL CORSO, LA PROPRIETÀ NELL’UTILIZZO DEL LINGUAGGIO SCIENTIFICO E LA CAPACITÀ DI ESPOSIZIONE E DI SINTESI.
LA VALUTAZIONE FINALE COMPLESSIVA E’ ESPRESSA QUANTITATIVAMENTE IN TRENTESIMI, LA LODE PUÒ ESSERE ATTRIBUITA DALLA COMMISSIONE ESAMINATRICE AGLI ALLIEVI CHE DIMOSTRINO OTTIME CAPACITÀ ANALITICHE.
Testi
APPUNTI DALLE LEZIONI E MATERIALE MULTIMEDIALE IN PIATTAFORMA.
LIBRI DI TESTO CONSIGLIATI:
PARTE I:
AA.VV. 2010. "RADIATION BIOLOGY: A HANDBOOK FOR TEACHERS AND STUDENTS", IAEA TRAINING COURSE SERIES 42, INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY IAEA, WIEN, 2010.
C. POLVANI, 1993. "ELEMENTI DI RADIOPROTEZIONE, ENEA, ROMA , 1993.
PARTE II:
LETTURA ELEMENTARE CONSIGLIATA PER INCOMINCIARE:
F S CRAWFORD, 1972. "ONDE ED OSCILLAZIONI" LA FISICA DI BERKELEY, VOL. 3, ZANICHELLI, BOLOGNA, 1972.
HALLIDAY, D., RESNICK, R., & WALKER, J. (2013). FUNDAMENTALS OF PHYSICS. JOHN WILEY & SONS.

ALCUNI CAPITOLI SELEZIONATI DA:
E. OTT, 2002 “CHAOS IN DYNAMICAL SYSTEMS”, CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS; 2 EDIZIONE (22 AGOSTO 2002)
P. CASTELLINI, E P TOMASINI AND GM REVEL, 2001 “LASER BASED MEASUREMENT” IN “ENCYCLOPAEDIA OF VIBRATION” (EDITED BY SIMON G BRAUN ET AL.) (LONDON: ACADEMIC).
PER APPROFONDIRE:
PARTE I:
GUIDA DOMENICO; GUIDA MICHELE; CUOMO ALBINA; GUADAGNUOLO DAVIDE; SIERVO VINCENZO. 2013. "ASSESSMENT AND MAPPING OF RADON-PRONE AREAS ON A REGIONAL SCALE AS APPLICATION OF A HIERARCHICAL ADAPTIVE AND MULTI-SCALE APPROACH FOR THE ENVIRONMENTAL PLANNING. CASE STUDY OF CAMPANIA REGION, SOUTHERN ITALY". WSEAS TRANSACTIONS ON SYSTEMS. VOL. 12. PAG.105-120, 2013.
JULIE A. REISZ, NIDHI BANSAL, JIANG QIAN, WEILING ZHAO, AND CRISTINA M. FURDUI. 2014. "EFFECTS OF IONIZING RADIATION ON BIOLOGICAL MOLECULES—MECHANISMS OF DAMAGE AND EMERGING METHODS OF DETECTION". FORUM REVIEW ARTICLE. ANTIOXIDANTS & REDOX SIGNALING
VOLUME 21, NUMBER 2, 2014, DOI: 10.1089/ARS.2013.5489.
PARTE II:
G BUCCHERI , E DE LAURO E, S DE MARTINO, M FALANGA, EXPERIMENTAL STUDY OF SELF-OSCILLATIONS OF THE TRACHEA–LARYNX TRACT BY LASER DOPPLER VIBROMETRY, BIOMEDICAL PHYSICS & ENGINEERING EXPRESS 2 (5), 055009, 2016.

LIN, C.D., FALANGA, M., DE LAURO, E., DE MARTINO, S., VITIELLO, G., BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL MECHANISMS UNDERLYING THE HEART AND THE BRAIN DIALOG, AIMS BIOPHYSICS, 2021, 8(1), PP. 1–33.
Altre Informazioni
LA LINGUA DI INSEGNAMENTO È L’INGLESE.
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3
  • Didattica