Universitat Internacional de Catalunya
Física de los Procesos Biológicos
Otras lenguas de impartición: catalán, inglés
Profesorado
Presentación
La física de los procesos biológicos conecta la biología con la física. A partir del conocimiento del funcionamiento de un proceso biológico o de la fisiología del órgano o sistema que lo realiza se muestra que área de la física está asociada, los conceptos, parámetros y leyes que se aplican.
En la asignatura se proporciona a los alumnos un conocimiento general y básico del proceso biológico, la fisiología del órgano o sistema (en el caso necesario) y las leyes físicas que intervienen. Los diferentes temas se desarrollan para que el alumno disponga de un conocimiento descriptivo básico del fenómeno físico subyacente y como afecta al proceso biológico. Aquellos fenómenos físicos (sonido, visión, radiaciones ionizantes, etc.) que han dado lugar a tecnología de aplicación médica se desarrollan para conocer sus principios básicos, metodología, herramientas que proporcionan y en aquellos en los que proceda se indica también normas básicas de protección.
Requisitos previos
Conocimiento básico sobre física y matemáticas (nivel bachillerato)
Objetivos
El objetivo principal de la presente asignatura es poner a disposición del alumno el conocimiento, las características, las peculiaridades de la física de los procesos biológicos así como los perjuicios y beneficios que nos pueden determinar.
Objetivos concretos:
- Conectar los procesos biológicos con los procesos físicos que los gobiernan.
- Reconocer en los sistemas biológicos básicos qué leyes físicas intervienen, qué parámetros son importantes y cóomo se relacionan para asegurar el funcionamiento del proceso.
- Familiarizarse con las expresiones matemáticas que rigen los procesos físicos para, mediante su uso, ser capaz de dar explicación al proceso biológico.
- Relacionar las tecnologías básicas de diagnóstico o terapia médica con sus principios físicos y su impacto sobre el sistema biológico (ecografía, resonancia magnética, radiología, etc.).
- Relacionar los conceptos físicos con aquellos equipos de corrección y mejora que se aplican a sistemas biológicos que presentan defectos estructurales o funcionales (sistemas de corrección visual, auditiva, etc.).
- Mostrar los efectos que los fenómenos físicos utilizados en la tecnología médica pueden tener en los sistemas biológicos y en su caso qué mecanismos de protección deben aplicarse (protección contra las radiaciones ionizantes y no ionizantes, etc.).
Competencias/Resultados de aprendizaje de la titulación
Entre otros, el alumno podrá:
- Saber aplicar los principios de física y de matemáticas relacionados con los procesos biológicos básicos.
- Comprender la razón de la utilización de las diferentes técnicas diagnósticas en base a la física subyacente y que tipo de información se puede extraer.
- Saber utilizar y gestionar el equipamiento de medida utilizado para la obtención de resultados de los parámetros físicos que gobiernan los procesos biológicos.
- Identificar posibles peligros relacionados con la tecnología física y que primeras acciones preventivas y de protección debe tomar.
- Desarrollar la capacidad de organización y planificación adecuadas al momento.
- Ser capaz de trasladar los resultados experimentales a documentación científica.
- Ser capaz de trabajar en equipo.
- Ser capaz de llevar a cabo un aprendizaje autónomo.
Resultados de aprendizaje de la asignatura
Al acabar el alumno/a:
Comprende los conceptos básicos de física y los aplica a la resolución de problemas biológicos en los diferentes niveles de organización.
Contenidos
Tema 1. Física del sistema circulatorio. Descripción básica del sistema. Principios de estática y dinámica de fluidos. Flujo laminar y turbulento. Aplicación al sistema vascular. Efectos de la gravedad sobre el sistema vascular. Física del sistema respiratorio. Descripción básica del sistema. Respiración e interacción con el medio externo. Mecánica respiratoria. Tensión superficial en el medio pulmonar, características y efectos. Difusión alveolar.
Tema 2. Física de la visión. Descripción del sistema de visión humana. Naturaleza de la luz. Fenómenos lumínicos. Óptica geométrica, instrumentos ópticos y fotometría. Poder de resolución. Defectos visuales y corrección. El ojo como transductor.
Tema 3. Física de la audición y de la fonación. Descripción del sistema auditivo y del sistema de fonación. Mecánica de la audición y de la fonación. Física de los fenómenos ondulatorios. Física de las ondas sonoras. Características del sonido. Niveles de sensación, sistema de decibelios, audiometría y espectro audible. Aplicaciones médicas: ecografía y ondas de choque.
Tema 4. Física de la radiación ionizante. Base teórica básica. Interacción radiación materia. Efectos. Detección. Aplicaciones básicas en tecnologías médicas de diagnóstico y terapia. Protección radiológica contra las radiaciones ionizantes.
Tema 5. Física de los fenómenos bioeléctricos y magnéticos. Repaso de conceptos de electrostática, corriente continua y alterna. Repaso de conceptos de magnetismo. Aplicaciones básicas en tecnologías médicas de diagnóstico: resonancia magnética nuclear, fundamentos, equipamientos, tipos de imágenes básicas y espectrografía.
Metodología y actividades formativas
Modalidad totalmente presencial en el aula
Los recursos docentes que se utilizan en la presente asignatura son los siguientes:
Clase Magistral (CM): Exposición durante dos horas (con un descanso de 10 minutos) de un tema teórico por parte del profesor con soporte audio-visual basado en presentaciones proyectadas desde el ordenador. El alumno dispondrá de los contenidos con anterioridad a través de la red informática interna.
Método del caso (MC): En función del tema a tratar, se plantean actividades de resolución de problemas o actividades de desarrollo específico de áreas enunciadas en las clases magistrales. En el aula y durante un tiempo reducido, se expondrá la resolución del problema o del tema con la ayuda del soporte audio-visual disponible. Los alumnos entregarán los trabajos para su evaluación a través de moodle antes de la finalización del día en que se desarrolla el MC.
Prácticas (P): Familiarización de los alumnos con las técnicas básicas de trabajo y manipulación de equipos de medida en el ámbito de la física. Demostración en el laboratorio de algunos aspectos planteados en las clases magistrales. Consolidación mediante la práctica de los aspectos más importantes tratados en las clases teóricas. Los alumnos se organizan en pequeños grupos para el desarrollo de la práctica. Cada grupo deberá realizar los trabajos y actividades de la práctica que serán entregados a la finalización de cada práctica para evaluación. En algunos casos se permitirá la presentación en un periodo no superior a dos semanas después de la realización de la práctica.
Ejercicios de evaluación continua (EC): Como complemento a las clases magistrales y los MC, cada semana se propondrán actividades tipo problemas, cuestionarios o otro tipo de tarea relacionados con el tema desarrollado en la clase magistral. Estos trabajos son de carácter individual y se deberán presentar a través de la plataforma moodle antes de la siguiente clase magistral. Estos trabajos serán evaluados.
Sistemas y criterios de evaluación
Modalidad totalmente presencial en el aula
La asistencia a las clases magistrales no es obligatoria.
La asistencia a los métodos del caso y las prácticas es obligatoria. La no asistencias, por causas de salud o fuerza mayor, deben justificarse por escrito.
Se realizará un control de asistencia por firma en los métodos del caso y en las prácticas.
Alumnos en primera convocatoria:
La nota final de la asignatura se calculará sumando las notas de:
- Nota evaluación continua: un 10% de la nota final consistirá en la evaluación contínua a través de la participación y los ejercicios de evaluación contínua. Por participación en clase se entiende la actitud positiva y activa, la aportación de conceptos nuevos e interesantes, la colaboración entre alumnos y respuestas a preguntas planteadas por el profesor o por otros alumnos en clase.
- Nota de prácticas: un 20% de la nota final. La asistencia es obligatoria para aprobar el global de las prácticas así como la presentación de todos los trabajos correspondientes a las prácticas. La no asistencia injustificada o la no presentación de los trabajos penalizará con la pérdida de la nota global de las prácticas, es decir, la nota de prácticas será cero.
- Nota de los métodos del caso: un 20% de la nota final. La no presentación de los trabajos penalizará con la pérdida de la nota global de los métodos del caso, es decir, la nota de métodos del caso será cero.
- Nota del examen: un 50% de la nota final.
- Examen: primer parcial (marzo) y segundo parcial o final (mayo-junio).
▪ Primer parcial. A finales de marzo. Constará de una prueba tipo test (respuesta correcta 1 punto, incorrecta -0,25 puntos) y una prueba escrita en papel de desarrollo de temas o resolución de problemas. La ponderación de notas es 60% para la prueba tipo test y 40% para la prueba escrita. Tiempo para la realización del examen 60+40 minutos en total.
▪ Si se supera el examen de primer parcial (nota superior o igual a 5):
▪ Se libera materia.
▪ Segundo parcial.A finales de mayo (materia impartida a partir de la fecha inmediatamente posterior a la realización del primer parcial).Constará de una prueba tipo test (respuesta correcta 1 punto, incorrecta -0,25 puntos) y una prueba escrita en papel de desarrollo de temas o resolución de problemas. La ponderación de notas es 60% para la prueba tipo test y 40% para la prueba escrita. Tiempo para la realización del examen 60+40 minutos en total.
▪ Si no se supera el examen del primer parcial (nota inferior a 5, incluido el 4.99):
▪ No se libera materia.
▪ El examen de mayo tendrá dos partes:
▪ Segundo parcial. A finales de mayo o principios de junio. Constará de una prueba tipo test (respuesta correcta 1 punto, incorrecta -0,25 puntos) y una prueba escrita de desarrollo de temas o resolución de problemas. La ponderación de la nota será 60% nota del test y 40 % la parte escrita. Tiempo para la realización del examen será de 60+40 minutos.
▪ Repetición primer parcial (modificado). Constará de una prueba tipo test (respuesta correcta 1 punto, incorrecta -0,25 puntos) y una prueba escrita en papel de desarrollo de temas o resolución de problemas. La ponderación de notas es 60% para la prueba tipo test y 40% para la prueba escrita. Tiempo para la realización del examen 60+40 minutos en total..
- La nota final del examen será la media de los dos parciales o del segundo parcial y repetición del primero siempre y cuando la nota de cada uno de los dos parciales sea superior o igual a 5. Si la nota de uno de los parciales no supera el 5 el alumno deberá presentarse en segunda convocatoria a un examen con el mismo formato pero del global de la asignatura.
Alumnos en segunda o posterior convocatoria:
Las notas de ejercicios de evaluación contínua, métodos del caso y prácticas se guardarán, aunque siempre que lo deseen, los alumnos podrán repetir la realización de las mismas y obtener una nueva nota. Por otra parte, los alumnos en segunda convocatoria realizarán un examen final global. La nota final de la asignatura se elaborará siguiendo los criterios de la primera convocatoria.
Puntos generales a tener en cuenta sobre el sistema de evaluación:
- En el examen de segundo parcial se deberá obtener un 5 de nota mínima para poder hacer media con las notas de evaluación continuada (métodos del caso, ejercicios de evaluación contínua, prácticas y parcial).
- En el examen de segundo parcial y recuperación del primer parcial se deberá obtener un 5 de nota mínima en cada uno para poder hacer media con las notas de evaluación continuada (métodos del caso, ejercicios de evaluación contínua, prácticas y parcial).
- La parte tipo test de los exámenes serán preguntas con 4 opciones de respuesta, contando +1 los aciertos y -0.25 los errores.
- En los exámenes, las preguntas, temas a desarrollar o problemas en su gran mayoría estarán relacionados con la materia explicada directamente en el aula tanto en las clases magistrales como en los métodos del caso.
- Por participación en clase se entiende la aportación de ideas interesantes o el planteamiento de cuestiones pertinentes que ayuden a mejorar la calidad de la sesión, ya sea magistral, métodos del caso y foros de preguntas.
- Asistencia a clase:
- No es obligatoria la asistencia a las clases magistrales pero se recomienda fuertemente. Los asistentes se tendrán que regir por las normas que indiquen los profesores.
- La asistencia a métodos del caso es obligatoria. Para poder ser evaluado de esta parte de la asignatura es obligatorio presentar los trabajos correspondientes, los trabajos son de carácter individual.
- La asistencia a las prácticas es obligatoria ya que es motivo de evaluación. Para poder ser evaluado de esta parte de la asignatura es obligatorio presentar los trabajos correspondientes. Los miembros de cada subgrupo de prácticas tendrán la misma nota.
- La no asistencia a las prácticas deberá ser por causa de salud o causa mayor y deberán justificarse por escrito.
- El uso indebido de aparatos electrónicos como móviles, tablets u ordenadores portátiles puede comportar la expulsión de clase. Como uso indebido se entiende la grabación y difusión tanto de los alumnos o profesores durante las diferentes lecciones así como el uso de estos aparatos con fines lúdicos y no educativos.
Bibliografía y recursos
- 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
- 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
Los recursos audiovisuales y webs recomendadas en cada tema seran indicadas en un documento que se colocará en la intranet en el apartado correspondiente a cada tema
Periodo de evaluación
- E1 30/05/2022 A16 16:00h