Universitat Internacional de Catalunya
Física dels Processos Biològics
Altres llengües d'impartició: català, anglès
Professorat
Presentació
La física dels processos biològics connecta la biologia amb la física. A partir del coneixement del funcionament d’un procés biològic o de la fisiologia de l’òrgan o sistema que el realitza es mostra quina àrea de la física està associada, els conceptes, paràmetres i lleis que s’apliquen.
A l’assignatura es proporciona a l’alumnat un coneixement general i bàsic del procés biològic, la fisiologia de l’òrgan o sistema (en el cas necessari) i les lleis físiques que hi intervenen. Els diferents temes es desenvolupen perquè l’alumnat disposi d’un coneixement descriptiu bàsic del fenomen físic subjacent i com aquest afecta el procés biològic. Aquells fenòmens físics (so, visió, radiacions ionitzants, etc.) que han donat lloc a tecnologia d’aplicació mèdica es desenvolupen per conèixer els seus principis bàsics, la metodologia, les eines que proporcionen i en aquells on calgui s’indiquen també les normes bàsiques de protecció.
Requisits previs
Es considera important tenir una base del nivell de batxillerat en matemàtiques i física.
Objectius
L’objectiu principal d’aquesta assignatura és posar a disposició de l’alumnat el coneixement, les característiques i les peculiaritats de la física dels processos biològics, així com els perjudicis i els beneficis que ens poden implicar.
Objectius concrets:
- Connectar els processos biològics amb els processos físics que els governen.
- Reconèixer en els sistemes biològics bàsics quines lleis físiques intervenen, quins paràmetres són importants i com es relacionen per assegurar el funcionament del procés.
- Familiaritzar-se amb les expressions matemàtiques que regeixen els processos físics per, mitjançant el seu ús, ser capaç de donar explicacions al procés biològic.
- Relacionar les tecnologies bàsiques de diagnòstic o teràpia mèdica amb els seus principis físics i el seu impacte sobre el sistema biològic (ecografia, ressonància magnètica, radiologia, etc.).
- Relacionar els conceptes físics amb aquells equips de correcció i millora que s’apliquen a sistemes biològics que presenten defectes estructurals o funcionals (sistemes de correcció visual, auditiva, etc.).
- Mostrar els efectes que els fenòmens físics utilitzats en la tecnologia mèdica poden tenir en els sistemes biològics i, en el seu cas, quins mecanismes de protecció s’han d’aplicar (protecció contra les radiacions ionitzants i no ionitzants, etc.).
Competències/Resultats d’aprenentatge de la titulació
Entre altres, l’alumne podrà:
- Saber aplicar els principis de física i de matemàtiques relacionats amb els processos biològics bàsics.
-
Saber utilitzar i gestionar l'equipament de mesura utilitzat per a l'obtenció de resultats dels paràmetres físics que governen els processos biològics.
-
Identificar possibles perills relacionats amb la tecnologia física i que primeres accions preventives i de protecció ha de prendre.
-
Desenvolupar la capacitat d'organització i planificació adequades a al moment.
-
Ser capaç de traslladar els resultats experimentals a documentació científica.
- Desenvolupar la capacitat d’organització i planificació adequada al moment.
- Ser capaç de treballar en equip.
- Ser capaç de dur a terme un aprenentatge autònom.
Resultats d’aprenentatge de l’assignatura
En acabar, l’alumnat:
Comprèn els conceptes bàsics de física i els aplica a la resolució de problemes biològics en els diferents nivells d’organització.
Continguts
Tema 1. Física del sistema circulatori. Descripció bàsica del sistema. Principis dʻestàtica i dinàmica de fluids. Flux laminar i turbulent. Aplicació al sistema vascular. Efectes de la gravetat sobre el sistema vascular. Física del sistema respiratori. Descripció bàsica del sistema. Respiració i interacció amb el medi extern. Mecànica respiratòria. Tensió superficial al medi pulmonar, característiques i efectes. Difusió alveolar.
Tema 2. Física de la visió. Descripció del sistema de visió humana. Naturalesa de la llum. Fenòmens lumínics. Òptica geomètrica, instruments òptics i fotometria. Poder de resolució. Defectes visuals i correcció. L'ull com a transductor.
Tema 3. Física de l'audició i la fonació. Descripció del sistema auditiu i del sistema de fonació. Mecànica de l'audició i la fonació. Física dels fenòmens ondulatoris. Física de les ones sonores. Característiques del so. Nivells de sensació, sistema de decibels, audiometria i espectre audible. Aplicacions mèdiques: ecografia i ones de xoc.
Tema 4. Física de la radiació ionitzant. Base teòrica bàsica. Interacció radiació matèria. Efectes. Detecció. Aplicacions bàsiques en tecnologies mèdiques de diagnòstic i teràpia. Protecció radiològica contra les radiacions ionitzants.
Tema 5. Física dels fenòmens bioelèctrics i magnètics. Repàs de conceptes d'electrostàtica, corrent continu i altern. Repàs de conceptes de magnetisme. Aplicacions bàsiques a tecnologies mèdiques de diagnòstic: ressonància magnètica nuclear, fonaments, equipaments, tipus d'imatges bàsiques i espectrografia.
Metodologia i activitats formatives
Modalitat totalment presencial a l'aula
Els recursos docents que s'utilitzen a la present assignatura són els següents:
Classe Magistral (CM): Exposició durant dues hores d'un tema teòric per part del professor amb suport àudio-visual basat en presentacions projectades des de l'ordinador. L'alumne disposarà dels continguts anteriorment a través de la plataforma Moodle. L'assistència no és obligatòria però molt recomanable.
Mètode del cas (MC): En funció del tema a tractar, es plantegen activitats de resolució de problemes o activitats de desenvolupament específic d'àrees enunciades a les classes magistrals. A l'aula i durant un temps reduït, s'exposarà les tècniques de resolució del problema o tema amb l'ajuda del suport àudio-visual disponible. Es proporcionará un temps per a que l'alumne finalitzi l'activitat. Es possible que calqui finalitzar-la fora de l'horari de classe.Els alumnes lliuraran els treballs per a la seva avaluació a través de Moodle abans de la finalització del dia següent al que es desenvolupa el MC. Passat aquest temps no es podran entregar els treballs. Els alumnes que no corresponguin a la primera convocatoria no han de presentar els treballs, es pendrá la nota obtinguda a la primer convocatòria.La assistència és obligatoria excepte pels alumnes que no corresponguin a la primera convocatòria.
Pràctiques (P): Familiarització dels alumnes amb les tècniques bàsiques de treball i manipulació dequips de mesura en làmbit de la física. Demostració al laboratori d'alguns aspectes plantejats a les classes magistrals. Consolidació mitjançant la pràctica dels aspectes més importants tractats a les classes teòriques. Els alumnes s'organitzen en grups petits per al desenvolupament de la pràctica. Cada grup haurà de realitzar els treballs i activitats de la pràctica que seran lliurats a la finalització de cada pràctica per a avaluació.
Exercicis d'avaluació continuada (EC): Com element avaluatiu d'importància equiparable a l'examen final, i complement a les classes magistrals i els MC, cada setmana es proposaran activitats tipus problemes o qüestionaris o altre tipus de tasca relacionats amb el tema desenvolupat a la classe magistral. Aquests treballs són d'entrega individual i s'han de presentar a través de la plataforma moodle abans de la classe magistral següent. Aquests treballs seran avaluats i tenen nota mínima per aprovar l'assignatura.
Sistemes i criteris d'avaluació
Modalitat totalment presencial a l'aula
Assistència
L'assistència a classes magistrals no és obligatòria.
L'assistència als mètodes del cas i de les pràctiques és obligatòria excepte els alumnes que no estan a la primera convocatòria. Les no assistències, per causes de salut o força major, s'han de justificar per escrit. La no justificació de l'absència o causa no considerada de salut o força major comportarà rebre una nota de 0 en els treballs d'el mètode del cas o la sessió de pràctiques corresponent.
Es farà un control d'assistència per signatura en els mètodes del cas i en les pràctiques.
Presentació de treballs i avaluació
Mètodes del cas
Els treballs corresponents als mètodes del cas seran avaluats sempre que es presentin dins del plaç establert i en el format establert.
Els alumnes que no es troben en primera convocatòria no hauran de presentar els treballs, es conserva la nota obtinguda a la primera convocatòria.
No s'estableix nota mínima per accedir a l'avaluació contínua.La nota obtinguda serà guardada per posteriors convocatòries si fos el cas.
Pràctiques
Els treballs corresponents a les pràctiques seran avaluats sempre que es presentin dins del plaç establert i en el format establert.
Els alumnes que no es troben en primera convocatòria no hauran de presentar els treballs, es conserva la nota obtinguda a la primera convocatòria.
No s'estableix nota mínima per accedir a l'avaluació contínua. La nota obtinguda serà guardada per posteriors convocatòries si fos el cas.
Exercicis d'avaluació continua
Els treballs corresponents als exercicis d'avaluació contínua seran avaluats sempre que es presentin dins del plaç establert i en el format establert, en cas contrari tindrán una nota de 0.
Tots els alumnes independentment de la convocatòria en la que es trobin hauràn de presentar aquests treballs. S'estableix nota mínima de 5 per accedir a l'avaluació contínua. En aquest cas la nota obtinguda serà guardada per posteriors convocatòries si fos el cas.
Obtenir una nota inferior a 5 no premetrà aprovar l'assignatura en primera convocatòria i forçarà a que l'alumne es presenti a un examen final de problemes a la segona convocatòria. Tot i no poder aprovar l'assignatura en primera convocatòria l'alumne haurà de presentar-se a l'examen final tipus test.
Examen parcial
Tots els alumnes independentment de la convocatòria en la que es trobin hauràn de presentar-se a l'examen parcial.
Aquest examen no allibera matèria.
En cas de no presentació a l'examen la nota assignada a l'alumne serà zero, tot i això l'alumne podrà presentar-se a l'examen final test de l'assignatura.
Constarà d'una prova tipus test de 30 preguntes o exercicis de càlcul simple amb quatre respostes posibles per pregunta i només una correcta (resposta correcta 1 punt, incorrecta -0,25 punts). Temps disponible 45 minuts.
Durant l'execució de l'examen els alumnes no podràn disposar de formularis, apunts, llibres de text, fonts de suport electrònic ni cap tipus d'ajuda externa. La violació d'aquesta norma comportarà l'expulsió de l'examen, l'assignació de la nota 0 a l'examen i la comunicació del fet a la direcció del grau. Si podran disposar de calculadora científica no programable.
No s'estableix nota mínima per optar a l'avaluació continua.
Examen final test de primera convocatòria
Tots els alumnes independentment de la convocatòria en la que es trobin hauràn de presentar-se a l'examen.
En cas de no presentació la nota assignada a l'alumne serà zero.
Constarà d'una prova tipus test de 50 preguntes o exercicis de càlcul simple amb quatre respostes posibles per pregunta i només una correcta (resposta correcta 1 punt, incorrecta -0,25 punts) que abarcaran tots els continguts desenvolupats durant el semestre. Temps disponible 60 minuts.
Durant l'execució de l'examen els alumnes no podràn disposar de formularis, apunts, llibres de text, fonts de suport electrònic ni cap tipus d'ajuda externa. La violació d'aquesta norma comportarà l'expulsió de l'examen, l'assignació de la nota 0 a l'examen i la comunicació del fet a la direcció del grau.Si podran disposar de calculadora científica no programable.
S'estableix la nota mínima de 5 per accedir a l'avaluació contínua. Obtenir una nota inferior a 5 no premetrà aprovar l'assignatura en primera convocatòria i forçarà a que l'alumne es presenti a un examen final test a la segona convocatòria.
Examen final test de segona convocatòria
Tots els alumnes amb nota inferior a 5 a l'examen final test de primera convocatòria hauràn de presentar-se a l'examen test de segona convocatòria.
En cas de no presentació la nota assignada a l'alumne serà zero.
Constarà d'una prova tipus test de 50 preguntes o exercicis de càlcul simple amb quatre respostes posibles per pregunta i només una correcta (resposta correcta 1 punt, incorrecta -0,25 punts) que abarcaran tots els continguts desenvolupats durant el semestre. Temps disponible 60 minuts.
Durant l'execució de l'examen els alumnes no podràn disposar de formularis, apunts, llibres de text, fonts de suport electrònic ni cap tipus d'ajuda externa. La violació d'aquesta norma comportarà l'expulsió de l'examen, l'assignació de la nota 0 a l'examen i la comunicació del fet a la direcció del grau.Si podran disposar de calculadora científica no programable.
S'estableix la nota mínima de 5 per accedir a l'avaluació contínua de segona convocatòria. Obtenir una nota inferior a 5 no premetrà aprovar l'assignatura en segona convocatòria i forçarà a que l'alumne es presenti a futures convocatòries.
Examen final de problemes de segona convocatòriaTots els alumnes amb nota inferior a 5 als exercicis d'avaluació continua hauràn de presentar-se a l'examen de problemes de segona convocatòria.
En cas de no presentació la nota assignada a l'alumne serà zero.
Constarà d'una prova escrita on s'haurà de resoldre tres problemes corresponents a una combinació dels problemes dels exercicis d'avaluació contínua realitzats durant el curs. Temps disponible 60 minuts.
Durant l'execució de l'examen els alumnes podràn disposar d'un formulari subministrat pel professor. No podran disposar d'apunts, llibres de text, fonts de suport electrònic ni cap tipus d'ajuda externa. La violació d'aquesta norma comportarà l'expulsió de l'examen, l'assignació de la nota 0 a l'examen i la comunicació del fet a la direcció del grau.Si podran disposar de calculadora científica no programable.
S'estableix la nota mínima de 5 per accedir a l'avaluació contínua de segona convocatòria. Obtenir una nota inferior a 5 no premetrà aprovar l'assignatura en segona convocatòria i forçarà a que l'alumne es presenti a futures convocatòries.
Nota final de l'avaluació continua de l'alumnat en primera convocatòria o convocatòria senar:Condicions necessàries per accedir a l'avaluació continuada:
- Obtenir una nota igual o superior a 5 en els exercicis d'avaluació continuada. En cas contrari l'alumne haurà de presentar-se a l'examen de problemes de segona convocatòria.
- Obtenir una nota igual o superior a 5 a l'examen final tipus test de primera convocatoria. En cas contrari l'alumne haurà de presentar-se a l'examen final test de segona convocatòria.
La nota final de l’assignatura per aquells alumnes que reuneixin les condicions necessàries per accedir a l'avaluació continua es calcularà fent la suma ponderada de les notes següents:
- Nota de l'examen final tipus test (sempre nota >=5) amb una ponderació del 30%.
- Nota dels exercicis d'avaluació continua (sempre nota >=5) amb ponderació del 25%.
- Nota de l'examen parcial (qualsevol nota) amb una ponderació del 10%.
- Nota de pràctiques (qualsevol nota) amb una ponderació del 20%.
- Nota dels exercicis dels mètodes del cas (qualsevol nota) amb ponderació del 15%.
Si l'alumne ha obtingut una nota igual o superior a 5 a l'examen final test de primera convocatòria i a l'examen de problemes de segona convocatòria la nota final de l'assignatura es calcularà fent la suma ponderada de les notes següents:
- Nota de l'examen final tipus test de primera convocatòria (sempre nota >=5) amb una ponderació del 30%.
- Nota dels l'examen de problemes de la segona convocatòria (sempre nota >=5) amb ponderació del 25%.
- Nota de l'examen parcial (qualsevol nota) amb una ponderació del 10%.
- Nota de pràctiques (qualsevol nota) amb una ponderació del 20%.
- Nota dels exercicis dels mètodes del cas (qualsevol nota) amb ponderació del 15%.
- Nota de l'examen final tipus test de segona convocatòria(sempre nota >=5) amb una ponderació del 30%.
- Nota dels exercicis d'avaluació continua de primera convocatòria (sempre nota >=5) amb ponderació del 25%.
- Nota de l'examen parcial (qualsevol nota) amb una ponderació del 10%.
- Nota de pràctiques (qualsevol nota) amb una ponderació del 20%.
- Nota dels exercicis dels mètodes del cas (qualsevol nota) amb ponderació del 15%.
- Nota de l'examen final tipus test de segona convocatòria(sempre nota >=5) amb una ponderació del 30%.
- Nota de l'examen de problemes de la segona convocatòria (sempre nota >=5) amb ponderació del 25%.
- Nota de l'examen parcial (qualsevol nota) amb una ponderació del 10%.
- Nota de pràctiques (qualsevol nota) amb una ponderació del 20%.
- Nota dels exercicis dels mètodes del cas (qualsevol nota) amb ponderació del 15%.
Si l'alumne no supera la nota 5 en un dels examens de segona convocatòria no pot aprovar l'assignatura en segona convocatòria. No se li guardarà per futures convocatòries la nota de l'examen parcial ni la nota dels exercicis d'avaluació contínua.
Alumnes en segona o posterior convocatòria:
Les notes dels mètodes del cas i pràctiques es guardaran, encara que sempre que ho desitgin, els alumnes podran repetir la realització de les mateixes i obtenir una nova nota.
Actitud i comportament de l'alumnat
Qualsevol actitud de manca de respecte, decor i convivència d'un alumne o grup d'alumnes cap al professor o d'altres alumnes o personal de la universitat, així com l’ús indegut d’aparells electrònics, com mòbils, tauletes o ordinadors portàtils, filmació del professor o dels alumnes sens consentiment explicit i l’ús d’aquests aparells amb finalitats lúdiques i no educatives, pot comportar l’expulsió de l'alumne de l'activitat que estigui fent, la qualificació de 0 a la tasca que estigui relacionada amb la activitat i la comunicació de la situació a la direcció del grau.
Bibliografia i recursos
- H.D.Young, R.A.Freedman. Sears y Zemansky Física Universitaria, vol 1 y 2. Décimo tercera edición. Ed. Pearson 2013.
- R.A.Serway, J.W.Jewwett,Jr.Física para ciencias e ingeniería, vol 1 y 2. Séptima Edición. Cengage Learning 2008.
- Rachel A. Powsner & Edward R. Powsner. Essential Nuclear Medicine Physics. Second Edition. Ed. Blackwell Publising, 2008
- Steward C. Bushong. Manual de radiologia par técnicos, física, biología y protección radiológica. Octava edición. Ed Elsevier-Mosby.
- PR. Hoskins, A. Thrush, K. Martin, T.A. Whittingham. Diagnostics Ultrasound, Physics and Equipment. Ed. Greenwich Medical Media Limited, 2003
- Steward C. Bushong. Magnetic Resonance Imaging, Physical and Biological Principles, 3rd. Ed Mosby, 2003
- Jearl Walker. Halliday & Resnick. Fundamentals of Physics, 10th edition. Ed Wiley, 2014
- P. A. Tipler. Física, tomo I y II. Editoria Reverté.
- D. Jou, J.E. Llebot y C. Pérez. Física para las ciencias de la vida. Segunda edición. Ed. Mc Graw Hill 2008.
Els recursos audiovisuals i webs recomenades a cada tema s’indicaran en un document que es penjarà de cada tema.
Període d'avaluació
- E1 31/05/2023 16:00h
- E2 22/06/2023 A09 11:00h