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Home | CURSO BIOFISICA MEDICA 2014 | MECANICA | Elasticidad | Fluidos | Acustica | TERMODINAMICA | ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO | OPTICA Y ONDAS ELECTROMAGNETICAS | RADIACTIVIDAD

CURSO BIOFISICA MEDICA 2014

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Syllabus

PROGRAMA DE ASIGNATURA

Nombre de la Asignatura               : Biofísica médica
Nombre de la Asignatura (Inglés): Medical biophysics

1. DATOS GENERALES

Código                                                                       : FMM102
Carácter                                                                     : Mínimo
Longitud del periodo lectivo de la asignatura : Semestral
Número de módulos teóricos semanales         : 3
Numero de módulos prácticos semanales      : 1                  
Total de módulos semanales                               : 4 
Ubicación en el plan de estudios                        : 2° semestre 1°medicina
Requisitos                                                                 : Aprobación 
Horas totales de trabajo estudiantil                    : 12
Créditos UCSC                                                         : 8


DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA

1.1. RESUMEN 
Curso teórico, asociados a algunos trabajos prácticos,  donde se tratan temas de física básica general, y sus ramas, principalmente mecánica de cuerpo sólido, elástico y fluidos, gases, ondas mecánicas y electromagnéticas, electricidad, óptica y termodinámica, en su aplicación a la medicina, para la comprensión de la patología derivada de fenómenos físicos, bases físicas de  exámenes de diagnóstico  y de sus posibles aplicaciones terapéuticas. 

1.2. RESUMEN 
Theoretical course, associated with some practical work, which deals with general issues of basic physics and its branches, mainly solid mechanics, elastic fluids, gases, mechanical and electromagnetic waves, electricity, optics and thermodynamics as applied to medicine, for the understanding of the disease arising from physical phenomena, physical basis of diagnostic tests and possible therapeutic applications.

Asignatura y perfil de egreso: Sin perjuicio que la modalidad de entrega de los contenidos intenta desarrollar globalmente las competencias del perfil de egreso de la carrera de medicina, dado la naturaleza de la asignatura y su ubicación en el primer año de la carrera, ésta se focalizará especialmente en las siguientes competencias:  

1. Poseer un pensamiento reflexivo y riguroso, indispensable para proveer de una medicina confiable y segura a sus pacientes.
2. Poseer sólidos conocimientos de ciencias básicas y clínica, que le permitan un ejercicio racional y fundamentado de la medicina; y que a la vez, le faciliten la adquisición de nuevos conocimientos, técnicas y procedimientos que los avances científicos proveen. 
3. Poseer la capacidad de autoaprendizaje que le permita mantenerse permanentemente vigente en lo que a conocimientos médicos se refiere.
4. Poseer la capacidad de acudir a las fuentes del conocimiento. 
5. Aprendizajes específicos esperados de la asignatura (ver detalle). 


2. OBJETIVOS

2.1. GENERAL
Comprender y manejar los conceptos físicos básicos en su aplicación a procesos biomédicos patológicos, diagnósticos y terapéuticos. 

2.2. ESPECÍFICOS
• Definir los principales principios físicos asociados a fenómenos biomédicos.
• Distinguir los mecanismos físicos involucrados en diferentes procesos de diagnóstico, tratamiento y generación de patología.
• Aplicar los conceptos físicos aprendidos en la resolución de casos clínicos.  
• Diseñar modelos físicos sencillos a partir de información clínica.  
• Argumentar científicamente sobre los conceptos aprendidos.  
• Describir el funcionamiento de diferentes tecnologías de aplicación en medicina. 
• Identificar la física como ciencia paradigmática que simplifica e idealiza las condiciones reales de los fenómenos para establecer modelos mediante los cuales opera.
• Identificar los tipos de comportamientos que rigen a los cuerpos rígidos y a los fluidos, líquidos y gases.
• Relacionar las leyes y modelos de la física con fenómenos biológicos y médicos.
• Aplicar las leyes de la física mecánica al análisis de situaciones biológicas y médicas.
• Identificar las situaciones en que las leyes de la física mecánica son relevantes para la comprensión y análisis de los fenómenos biológicos y médicos.
• Describir las interacciones electromagnéticas básicas.
• Identificar las situaciones biológicas y médicas en que se apliquen las leyes electromagnéticas y la óptica geométrica.
• Describir los fenómenos radioactivos y aplicarlos a las situaciones médicas.
• Aplicar los conocimientos de electromagnetismo, transferencia de calor y masa y de la radiactividad a la comprensión del funcionamiento de equipos y aparatos utilizados en medicina.
• Desarrollar la capacidad de relación entre las ciencias físicas y matemáticas con su aplicación en la medicina. 

3. CONTENIDOS

APRENDIZAJES ESPERADOS: CONOCIMIENTOS 


CONTENIDOS
  • Reconoce la importancia de la física en los procesos biomédicos diagnósticos, etiopatogénicos y terapéuticos. Introducción a la física médica
  • Reconoce magnitudes vectoriales y escalares. 
  • Conoce las unidades del sistema internacional de unidades. 
  • Convierte unidades (mts/seg, km/hora, etc) 
  • Resuelve ecuaciones de primer y segundo grado en el contexto de problemas físicos. 
  • Define las condiciones de equilibrio estático. Mecánica de cuerpo sólido.
  • Reconoce y construye diagramas de cuerpo libre. 
  • Aplica ecuaciones de Newton a situaciones concretas. 
  • Define trabajo y energía, eficiencia. 
  • Define Potencia mecánica 
  • Realiza cálculo vectorial, suma y resta de vectores en aplicaciones de la física. 
  • Calcula potencia para diferentes situaciones aplicando el concepto de conservación de la energía. 
  • Asimila el concepto de palancas en las diferentes articulaciones 
  • Relaciona las ventajas y desventajas mecánicas de las palancas articulares. 
  • Maneja las ventajas de los diferentes sistemas de poleas. 
  • Comprende y utiliza el concepto de momento para resolver problemas. 
  • Domina  el concepto de torque y cuplas. 
  • Domina el concepto de músculos sinérgicos, agonistas y antagonistas, contracción excéntrica, isométrica y concéntrica. Mecánica de cuerpo elástico
  • Domina las propiedas mecánicas principales del hueso humano. 
  • Maneja los conceptos de ley de Hooke, elasticidad, plasticidad, elastancia, rigidez, estrés, strain.
  • Identifica y analiza el esqueleto como un sistema sometido a fuerzas inerciales y gravitacionales. 
  • Analiza el músculo como un motor 
  • Explica el concepto de anisotropía y da ejemplos específicos a nivel de estructuras biológicas. 
  • Comprende las propiedades biomecánicas del cartílago normal y patológico, en especial las características de viscoelasticidad, porosidad y permeabilidad. 
  • Comprende y analiza las propiedades biomecánicas de tendones y ligamentos en estado normal y patológico. 
  • Conprende y analiza las propiedades biomecánicas de músculos y nervios en estado normal y patológico. 
  • Interpreta gráficos de Stress/strain en diferentes estructuras. 
  • Reconoce y explica las características de los cuerpos viscoelásticos y lo aplica a ejemplos específicos dentro del cuerpo humano. 
  • Define fluidos, gases y líquidos. Mecánica de fluidos
  • Analiza el comportamiento de los fluidos desde un punto de vista hidrostático e hidrodinámico. 
  • Define las propiedades de un fluido y los relacionar con las bases de la hidroterapia. 
  • Define presión, caída de presión, principio de Pascal y su aplicación a la medicina. 
  • Deduce la ecuación de Poiseuille y la utiliza en el cálculo de flujo. 
  • Aplica los conceptos de flujo laminar y turbulento, densidad, viscosidad, caudal. 
  • Demuestra el principio de Bernouilli como resultante de la aplicación del principio de conservación de la energía al flujo de fluidos. 
  • Explica el fenómeno de robo de la subclavia desde el punto de vista físico 
  • Analiza la metodología de esfigmomanometría desde el punto de vista físico. 
  • Analiza el comportamiento reológico de los fluidos. 
  • Identifica el tipo de fluido al que pertenece la sangre. 
  • Analiza el flujo sanguíneo como un sistema compuesto de dispositivos motores (corazón) , bombas, ductos y un fluido especial. 
  • Analiza las variables de presión, volumen y temperatura en el comportamiento de los gases. 
  • Explica las implicancias biológicas del comportamiento biofísico de los gases. 
  • Define onda mecánica Mecánica de ondas.
  • Utiliza los descriptores específicos de una onda mecánica en su caracterización. 
  • Analiza el movimiento armónico simple y movimiento de ondas compuestas 
  • Reconoce, aplica y conoce las leyes que explican el comportamiento de las diferentes propiedades de las ondas. 
  • Describe el efecto Doppler. 
  • Describe las características biofísicas del oído humano. 
  • Analiza la transformación de energía sonora en el oído. 
  • Describe equipos e instrumentos que utilizan como principio de funcionamiento las ondas acústicas. 
  • Describe la imagenología por ondas ultrasónicas. 
  • Describe el funcionamiento de los ultrasonidos terapéuticos. 
  • Aplica los principios termodinámicos a sistemas biológicos y moleculares. Termodinámica
  • Analiza los procesos de transporte de calor. 
  • Analiza los procesos de transferencia  de calor en sistemas biológicos. 
  • Conoce los principios físicos de los diferentes tipos de sistemas de aplicación de calor terapéutico 
  • Conoce las bases de conservación y disipación del calor en los sistemas biológicos. 
  • Describe los procesos de convección, conducción evaporación y radiación 
  • Aplica conceptos biofísicos en la descripción de elementos de termoterapia. 
  • Conoce las propiedades generales de la luz Electromagnetismo
  • Caracteriza las Ondas E-M 
  • Identifica los tipos de Ondas E-M 
  • Conoce, describe y utiliza las propiedades de las ondas electromagnéticas, a saber reflexión, refracción y difracción, absorción y atenuación, interferencia, polarización, birrefringencia. 
  • Describe los comportamientos de las ondas E-M y sus aplicaciones. Aplicar los principios de la física óptica. 
  • Reconoce cuales son y la repercusión de las ecuaciones de Maxwell. 
  • Define Rayos X. 
  • Conoce la dualidad de naturaleza de la luz y explica sus bases. 
  • Identifica las aplicaciones del Láser en Medicina y Biología 
  • Aplica los principios físicos sobre lentes a la corrección de trastornos visuales. 
  • Describe el fundamento y utilización de la luz y ondas electromagnéticas en medicina. 
  • Comprende la física de la formación de las imágenes como parte del proceso de visión 
  • Conoce el funcionamiento de la instrumentación óptica 
  • Comprende los principios de formación y utilización del láser. 
  • Comprende el efecto y utilización de la luz como medio terapéutico (fototerapia) 
  • Domina los conceptos de  naturaleza de la interacción eléctrica, campo eléctrico, Ley de Coulomb, Capacidad, Potencial Eléctrico, FEM Electricidad y magnetismo
  • Describe las propiedades e interacciones electrostáticas de la materia. 
  • Analiza la capacidad y energía eléctricas, reconoce los tipos de corriente  y sus efectos en el cuerpo humano. 
  • Resolve circuitos eléctricos simples aplicando ley de Ohm, leyes de Kirchoff. 
  • Describe el magnetismo, campo magnético einterconvierte sus unidades. 
  • Aplica los conceptos de campo eléctrico y campo magnético. 
  • Analiza la generación de fuerza electromotriz por variación de un campo magnético. 
  • Describe los elementos de instrumentación básica : Diodos, galvanómetros, voltímetros, amperímetros, bobinas, pilas. 
  • Describe las propiedades eléctricas y magnéticas de la materia y en especial de sistemas biológicos. 
  • Analiza fenómenos eléctricos y magnéticos relevantes en los sistemas biológicos y en medicina. 
  • Conoce y explica los fundamentos de generación de la resonancia nuclear magnética. 
  • Conoce y explica los fundamentos de generación de la tomografía axial computada. Espectro electromagnético ionizante.
  • Describe la estructura atómica y nuclear, diferencia radiactividad natural de artificial. 
  • Define radiactividad. 
  • Describe los procesos y reacciones nucleares. 
  • Identifica las partículas radiactivas. 
  • Describe los efectos biológicos de la radiactividad. 
  • Describe los usos de la radiactividad en el diagnóstico y terapia 
  • Describe el funcionamiento general  y específico de los principales tipos de aceleradores de partículas asociados a la práctica médica. 
  • Explica el funcionamiento de un equipo de rayos X. 

4. METODOLOGÍA
La metodología será de carácter  expositivo, estudio personal online  y en base a seminarios para las clases teóricas; en base a casos clínicos, trabajos de discusión, realización de ejercicios, actividades de laboratorio, lectura de documentos, construcción de modelos y test de entrada y/o salida para los trabajos prácticos. 



5. EVALUACIÓN
La evaluación se desglosará del siguiente modo: 
Test diagnóstico        : Diagnóstico
Test online                  : Formativos
Test presenciales        : Evaluación de aprendizajes esperados.
Certámenes orales y escritos.

Requisitos para eximición a examen:  100% competencias logradas en al menos un 75%


6. REQUISITO DE ASISTENCIA
100%  Actividades prácticas, seminarios y actividades online. 
  75%  Clases teóricas. 

7. BIBLIOGRAFÍA

7.1. MÍNIMA
• ML Pedraza, Velasco.  “Física aplicada a las ciencias de la salud” MASSON , 2000.
• YUSHIMITO, Biofísica médica.
• Jou, D. “Física para las ciencias de la vida”, editorial Mc Graw Hill.
• Textos entregados por el docente para seminarios. 
• Barrientos, Luis Felipe. “Fïsica para ciencias médicas”. UC, 2009.

7.2. COMPLEMENTARIA
• Aurengo, A. Abril 2008 BIOFISICA MC GRAW HILL
• Giancoli. “Física”. Ed. Prentice Hall,1997. 
• Yushimito, Luis. Noviembre 2007 BIOFISICA
• Cusso, F-  Octubre 2004. FISICA DE LOS PROCESOS BIOLOGICOS, editorial Ariel 
• Morillo. “Medicina Física”, Ed. 
• Galle P. Octubre 2003 MANUAL DE BIOFISICA, editorial MASSON
• Martínez M. Febrero 1998  MANUAL DE MEDICINA FISICA Editorial HARCOURT ESPAÑA
• Miralles, Rodrigo. “Biomecánica clínica de los tejidos y las articulaciones del aparato locomotor”.- Ec. Elsevier Doyma, 2005. 
• Dufour, M. “Biomecánica funcional”. MASSON, 2006. 
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hframe.html
http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/37/htm/fis.htm


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