Universitat Internacional de Catalunya

Física dels Processos Biològics

Física dels Processos Biològics
6
13478
2
Segon semestre
FB
FÍSICA I ESTADÍSTICA
Llengua d'impartició principal: castellà

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 determinar.

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

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.
  What do you want to do ? New mailCopy

Resultats d'aprenentatge

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 (amb un descans de 10 minuts) 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 xarxa informàtica interna.


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 la resolució del problema o tema amb l'ajuda del suport àudio-visual disponible. Els alumnes lliuraran els treballs per a la seva avaluació a través de Moodle abans de la finalització del dia que es desenvolupa el MC.


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. En alguns casos, es permetrà la presentació en un període no superior a dues setmanes després de la realització de la pràctica.


Exercicis d'avaluació continuada (EC): Com a complement a les classes magistrals i els MC, cada setmana es proposaran activitats tipus problemes, qüestionaris o altre tipus de tasca relacionats amb el tema desenvolupat a la classe magistral. Aquests treballs són de caràcter individual i s'han de presentar a través de la plataforma moodle abans de la classe magistral següent. Aquests treballs seran avaluats.

Sistemes i criteris d'avaluació

Modalitat totalment presencial a l'aula



L'assistència a classes magistrals no és obligatòria.

L'assistència als mètodes del cas i de les pràctiques és obligatòria. Les no assistències, per causes de salut o força major, s'han de justificar per escrit.

Es farà un control d'assistència per signatura en els mètodes del cas i en les pràctiques.

 

Alumnat en primera convocatòria:

La nota final de l’assignatura es calcularà sumant les notes següents:

  • Nota avaluació continuada: un 10% de la nota final consistirà en lavaluació continuada a través de la participació i els exercicis davaluació continuada. Per participació a classe s'entén l'actitud positiva i activa, l'aportació de conceptes nous i interessants, la col·laboració entre alumnes i respostes a preguntes plantejades pel professor o per altres alumnes a classe.
  • Nota de pràctiques: un 20% de la nota final. L'assistència és obligatòria per aprovar el global de les pràctiques, així com la presentació de tots els treballs corresponents a les pràctiques. La no-assistència injustificada o la no-presentació dels treballs penalitzarà amb la pèrdua de la nota global de les pràctiques, és a dir, la nota de pràctiques serà zero.
  • Nota dels mètodes del cas: un 20 % de la nota final. La no-presentació dels treballs penalitzarà amb la pèrdua de la nota global dels mètodes del cas, és a dir, la nota de mètodes del cas serà zero.
  • Nota de l’examen: un 50 %.

 Examen: primer parcial (març) i segon parcial o final (maig-juny).

Primer parcial. A finals de març. Constarà duna prova tipus test (resposta correcta 1 punt, incorrecta -0,25 punts) i una prova escrita en paper de desenvolupament de temes o resolució de problemes. La ponderació de notes és 60% per a la prova tipus test i 40% per a la prova escrita. Temps per fer l'examen 60+40 minuts en total.

▪ Si se supera l'examen de primer parcial (nota superior o igual a 5):

▪ S'allibera matèria.

Segon parcial. A finals de maig (matèria impartida a partir de la data immediatament posterior a la realització del primer parcial). Constarà d'una prova tipus test (resposta correcta 1 punt, incorrecta -0,25 punts) i una prova escrita a paper de desenvolupament de temes o resolució de problemes. La ponderació de notes és 60% per a la prova tipus test i 40% per a la prova escrita. Temps per fer l'examen 60+40 minuts en total.

 

 ▪ Si no se supera l'examen del primer parcial (nota inferior a 5, inclòs el 4.99):

▪ No s'allibera matèria.

▪ L'examen de maig tindrà dues parts:

Segon parcial. A finals de maig o principis de juny. Constarà duna prova tipus test (resposta correcta 1 punt, incorrecta -0,25 punts) i una prova escrita de desenvolupament de temes o resolució de problemes. La ponderació de la nota serà 60% nota del test i 40% la part escrita. Temps per fer l'examen serà de 60+40 minuts.


Repetició primer parcial (modificat). Constarà duna prova tipus test (resposta correcta 1 punt, incorrecta -0,25 punts) i una prova escrita en paper de desenvolupament de temes o resolució de problemes. La ponderació de notes és 60% per a la prova tipus test i 40% per a la prova escrita. Temps per a la realització de l'examen 60+40 minuts en total.

  • La nota final de l'examen serà la mitjana dels dos parcials o del segon parcial i repetició del primer sempre que la nota de cadascun dels dos parcials sigui superior o igual a 5. Si la nota d'un dels parcials no supera el 5 lalumne haurà de presentar-se en segona convocatòria a un examen amb el mateix format però del global de lassignatura.

Alumnes en segona o posterior convocatòria:

Les notes dexercicis d'avaluació continuada, 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. D'altra banda, els alumnes en segona convocatòria faran un examen final global. La nota final de lassignatura slaborarà seguint els criteris de la primera convocatòria.

 

Punts generals que cal tenir en compte sobre el sistema d’avaluació:

1) A l’examen del segon parcial s’haurà d’obtenir un 5 de nota mínima per poder fer mitjana amb les notes d’avaluació contínua (mètodes del cas, actitud, pràctiques i parcial).

2) A l’examen de segon parcial i recuperació del primer parcial s’haurà d’obtenir un 5 de nota mínima a cadascun d’ells per poder fer mitjana amb les notes d’avaluació contínua (mètodes del cas, actitud, pràctiques i parcial).

3) La part tipus test dels exàmens seran preguntes amb quatre opcions de resposta, on comptarà +1 els encerts i -0,25 els errors.

4) Als exàmens, les preguntes, els temes que caldrà desenvolupar o problemes majoritàriament estaran relacionats amb la matèria explicada directament a l’aula tant a les classes magistrals com als mètodes del cas, com a les pràctiques. Tanmateix, hi haurà una minoria de preguntes relacionades amb la bibliografia recomanada, articles i material audiovisual recomanat.

5) Per participació a classe s’entén l’aportació d’idees interessants o el plantejament de qüestions pertinents que ajuden a millorar la qualitat de la sessió, ja sigui a la lliçó magistral o als mètodes del cas.

6) Assistència a classe:

- Es recomana l’assistència regular a les classes de teoria.

- L’assistència a les classes magistrals no és obligatòria, però els assistents s’hauran de regir per les normes que indica el professorat.

- L’assistència als mètodes del cas és obligatòria, ja que és motiu d’avaluació. Per poder ser avaluat d’aquesta part de l’assignatura és obligatori presentar els treballs corresponents.

- L’assistència a les pràctiques és obligatòria, ja que és motiu d’avaluació. Per poder ser avaluat d’aquesta part de l’assignatura és obligatori presentar els informes corresponents.

- La no-assistència als mètodes del cas o a les pràctiques haurà de ser per causa de salut o causa major i s’haurà de justificar.

7) L’ús indegut d’aparells electrònics, com mòbils, tauletes o ordinadors portàtils, pot comportar l’expulsió de classe. Com a ús indegut s’entén l’enregistrament i la difusió tant de l’alumnat com del professorat durant les diferents lliçons, així com l’ús d’aquests aparells amb finalitats lúdiques i no educatives.

 

Bibliografia i 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

 

Els recursos audiovisuals i webs recomenades a cada tema s’indicaran en un document que es penjarà de cada tema.