FISICA E STATISTICA

Obiettivi formativi

• FISICA

  Il corso si propone di fornire allo studente gli elementi di base di alcuni argomenti di Fisica e di descrivere le metodiche della Fisica applicata ai fenomeni biologici.

• STATISTICA

  Il corso si propone di introdurre lo studente ai principi elementari della ricerca in medicina, dove l’oggetto di studio non è un singolo individuo ma un collettivo.

  Gli studenti acquisiranno la capacità di comprendere anche articoli di letteratura con esempi concreti applicati alla pratica clinica

  Lo studente acquisirà la conoscenza delle principali tematiche di statistica medica di interesse per il corso di laurea. In particolare acquisirà conoscenze dei principali modelli e teoremi di statistica medica e di applicarli correttamente alla descrizione qualitativa e quantitativa di casi reali mediante verifica delle ipotesi.

  Lo studente, inoltre, acquisirà capacità di ampliare ed approfondire le tematiche di statistica medica e le sue applicazioni in modo autonomo.

Prerequisiti richiesti

• FISICA

  Algebra elementare. Geometria euclidea. Elementi di trigonometria. Uso della notazione scientifica.

• STATISTICA

  Conoscenze base di matematica tipiche dei programmi delle scuole superiori.

Frequenza lezioni

• FISICA

  Come da Regolamento del Corso di Laurea.

• STATISTICA

  Obbligatoria

Contenuti del corso

• FISICA

  Programma del corso

  Parte introduttiva: Grandezze fisiche. Sistema di Unità di Misura SI. Grandezze scalari e vettoriali. Somma e differenza tra vettori. Prodotto scalare e prodotto vettoriale. Versori. Cenni sulla teoria degli errori nelle misure sperimentali. Errori casuali ed errori sistematici. Accuratezza e precisione di una misura.

  Elementi di Meccanica: Moto in una dimensione. Vettore posizione e vettore spostamento. Moto rettilineo uniforme. Velocità media e velocità istantanea. Accelerazione media ed accelerazione istantanea. Moto uniformemente accelerato. Caduta libera, piano inclinato e moto del proiettile. Moto circolare. Concetto di massa e di densità. Concetto di forza. Principi della dinamica. Quantità di moto e conservazione della quantità di moto. Centro di massa e baricentro. Forza Gravitazionale e Forza Peso. Legge di Hooke. Lavoro compiuto da una forza. Potenza. Definizione di Energia Cinetica ed Energia Potenziale. Teorema dell’energia cinetica. Forze Conservative e Forze non Conservative. Conservazione dell’energia meccanica. Esempi e cenni di applicazioni alla biomeccanica.

  Elementi di Fluidostatica e Fluidodinamica: Moto stazionario ed equazione di continuità. Legge di Stevino, Fluidi non viscosi: il teorema di Bernoulli. Fluidi viscosi: moto laminare e moto turbolento. Forze di coesione e tensione superficiale nei liquidi.

  Elementi di Termologia: Leggi dei gas perfetti e dei gas reali applicate alla biologia. Temperatura e calore. Meccanismi di trasmissione del calore: convezione, conduzione, irraggiamento. Transizioni di fase.

  Elementi di Elettromagnetismo: Proprietà delle cariche elettriche. Isolanti e Conduttori. La legge di Coulomb. Il vettore Campo Elettrico. Moto di particelle cariche in un campo elettrico. Potenziale elettrico ed energia potenziale di cariche puntiformi. Capacità. Corrente elettrica. Legge di Ohm. Lavoro e Potenza. Effetto termico della corrente. Circuiti elettrici. Il vettore campo magnetico. Forza magnetica.

  Fenomeni ondulatori nei sistemi biologici: Cenni sul meccanismo dell’udito. La visione: l’occhio come sistema ottico. Cenni sul meccanismo della visione. Lo spettro delle onde elettromagnetiche e relative applicazioni biologiche.

• STATISTICA

  Il disegno sperimentale
  Misura e errori
  La variabilità dei dati biologici, clinici e di laboratorio
  Carattere statistico delle osservazioni. Raccolta, classificazione, trasformazione e rappresentazione grafica dei dati.

  Presentazione di una casistica; tabelle di contingenza;
  Distribuzioni di frequenza; istogrammi; diagrammi a scatola e baffi.
  Indici di posizione: le medie (aritmetica, geometrica, armonica), moda, mediana, quartili, percentili
  Indici di variabilità: intervallo di variazione, devianza, varianza, deviazione standard, coefficiente di variazione

  Introduzione alle distribuzioni di probabilità
  Applicazione in campo biomedico della probabilità: teorema di Bayes.
  Test diagnostici: Sensibilità, specificità e valori predittivi
  Distribuzione normale (o di Gauss). La variabile normale standardizzata e sua distribuzione di probabilità

  Problemi generali e metodi di campionamento, errori di campionamento.
  Stima dei parametri di una popolazione: Intervalli di confidenza di medie

  Test di significatività statistica: ipotesi nulla, errore di I e II tipo, livello di significatività, valore P e potenza di un test statistico
  Scelta dei test statistici. Test parametrici e non parametrici per dati indipendenti e dipendenti.
  Test z e test t su una media campionaria
  Test t di Student per dati appaiati e per dati non appaiati
  Analisi della varianza ad uno o due criteri di classificazione (ANOVA per dati appaiati e non appaiati). Test di Student-Newman-Keuls per confronti multipli
  Test non parametrici per dati non appaiati (test sulla somma dei ranghi) et per dati appaiati (test dei ranghi con segno di Wilcoxon). Test di Kruskal-Wallis. Test di Friedman
  Test del Chi-quadro
  Correlazione e regressione
  Misure di associazione: Odds Ratio e Rischio Relativo

Testi di riferimento

• FISICA

  - Introduzione alla Fisica, MIELE – PISANTI – Edises

  - Elementi di Fisica, RAGOZZINO - Edises

• STATISTICA
  • BIOSTATISTICA, M. Pagano - K. Gauvreau, Editore: Idelson-Gnocchi
  • LE BASI DELLA STATISTICA per scienze Bio-Mediche, Swinscow TDV, Campbell MJ, Editore Minerva Medica

Programmazione del corso

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

• FISICA

  La verifica dell’apprendimento è affidata ad un esame finale orale. Attraverso domande relative a punti qualificanti delle varie parti del programma si tende ad accertare il livello di conoscenza complessiva acquisita dal candidato, la sua capacità di affrontare criticamente gli argomenti studiati e di mettere in correlazione le varie parti del programma.

   

  Criteri per l’attribuzione del voto finale:

  Alla formulazione del voto finale concorreranno in egual misura la padronanza mostrata nelle argomentazioni qualitative e quantitative, la visione critica degli argomenti affrontati durante il corso e la capacità di mettere in correlazione le varie parti del programma.

• STATISTICA

  Prova scritta con 5 domande a risposta multipla (2 punti per risposta esatta, 10/30) e 5 esercizi (4 punti per esercizio, 20/30)

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

• FISICA
  • Operazioni fra vettori
  • Moto rettilineo uniforme
  • Concetti di massa e densità
  • Leggi della dinamica
  • Lavoro
  • Energia cinetica ed Energia potenziale
  • Forze Conservative e non Conservative
  • Legge dei gas perfetti
  • Meccanismi di trasmissione del calore
  • Legge di Coulomb
  • Legge di Ohm
  • Proprietà del campo magnetico
• STATISTICA

  1) In due gruppi uno trattato ed uno controllo rispettivamente di 15 e 17 pazienti e medie di 20 e 30 è stata trovata una t di Student pari a 1,52.

  Il valore tabulato nella tavola della distribuzione t per alfa=0,05 è di 2,04.

  Quale delle seguenti affermazioni è vera.

  a. Il test è significativo

  b. il gruppo trattato è migliore del controllo

  c. la differenza tra i due gruppi è casuale

  d. Il valore P è < 0,05

  e. esiste una differenza reale tra i due gruppi

   

  2) Ripetendo 20 volte la determinazione del glucosio il valore medio è risultato 1,25 g/L con una deviazione standard di 0,052 g/L. Calcolare Il coefficiente di variazione: