Biofísica
Código: 102962 Créditos ECTS: 7| Titulación | Tipo | Curso | Semestre |
|---|---|---|---|
| 2502442 Medicina | FB | 1 | A |
Contacto
- Nombre:
- David Garcia Quintana
- Correo electrónico:
- davidg.quintana@uab.cat
Idiomas de los grupos
Puede consutarlo a través de este enlace. Para consultar el idioma necesitará introducir el CÓDIGO de la asignatura. Tenga en cuenta que la información es provisional hasta el 30 de noviembre del 2023.
Equipo docente
- David Garcia Quintana
- Josep Bartomeu Cladera Cerdà
- Mario Lopez Martin
- Carlos Barcia Gonzalez
- Èric Catalina Hernández
- Patricia Carolina Gutierrez Neira
- Alejandro Peralvarez Marin
- Maria Isabel Marin Garcia
- Nuria Benseny Cases
Prerrequisitos
Para un correcto seguimiento de la asignatura, el alumnado deberá poseer, o bien realizar el esfuerzo de adquirir, los conocimientos teóricos y la capacidad de resolución de problemas correspondientes a las asignaturas de Física y de Matemáticas de bachillerato.
Objetivos y contextualización
La asignatura Biofísica forma parte de la formación básica de los dos primeros cursos del Grado en Medicina.
Uno de sus objetivos principales es explicar las bases físicas del funcionamiento de algunos de los aparatos y sistemas del organismo humano que cuentan con un fuerte componente físico. Tanto en estado de salud como en determinadas alteraciones patológicas.
Otro de los objetivos principales es explicar las bases físicas de técnicas, tanto diagnósticas como de intervención, que definen a la Medicina moderna, tales como la imagen radiográfica, la ecografía, el electrocardiograma, la hemodiálisis o el audiograma.
Por último, la asignatura aporta bases físicas de utilidad para el abordaje de otras asignaturas básicas como la Fisiología Médica o la Anatomía del aparato locomotor. Y también a especialidades clínicas como la Fisiopatología, la Radiología diagnóstica e intervencionista, la Cardiología, la Neumología, la Otorrinolaringología y la Oftalmología.
Competencias
- Comunicarse de manera clara, tanto oral como escrita, con otros profesionales y con los medios de comunicación.
- Demostrar que comprende la estructura y función de los aparatos y sistemas del organismo humano normal en las diferentes etapas de la vida y en los dos sexos.
- Demostrar que comprende las ciencias básicas y los principios en los que se fundamentan.
- Demostrar que comprende los mecanismos de las alteraciones de la estructura y de la función de los aparatos y sistemas del organismo en situación de enfermedad.
- Demostrar que conoce adecuadamente la lengua inglesa, tanto oral como escrita, para poder comunicarse científica y profesionalmente de forma eficaz.
- Demostrar que conoce los fundamentos y los procesos físicos, bioquímicos y biológicos que permiten comprender el funcionamiento del organismo y sus alteraciones.
- Demostrar, en la actividad profesional, un punto de vista crítico, creativo y orientado a la investigación.
- Formular hipótesis y recoger y valorar de forma crítica la información para la resolución de problemas siguiendo el método científico.
- Utilizar las tecnologías de la información y la comunicación en la actividad profesional.
- Valorar críticamente y utilizar las fuentes de información clínica y biomédica para obtener, organizar, interpretar y comunicar la información científica y sanitaria.
Resultados de aprendizaje
- Comunicarse de manera clara, tanto oral como escrita, con otros profesionales y con los medios de comunicación.
- Demostrar que conoce adecuadamente la lengua inglesa, tanto oral como escrita, para poder comunicarse científica y profesionalmente de forma eficaz.
- Demostrar, en la actividad profesional, un punto de vista crítico, creativo y orientado a la investigación.
- Explicar las bases físicas de la estructura y función de los aparatos y sistemas del organismo humano.
- Formular hipótesis y recoger y valorar de forma crítica la información para la resolución de problemas siguiendo el método científico.
- Identificar las alteraciones de la estructura y función de las biomoléculas involucradas en la visión.
- Identificar las bases físicas que permiten comprender el funcionamiento del organismo, tanto a nivel celular como tisular.
- Identificar las reglas que rigen las transferencias de energía en los procesos químicos del organismo humano.
- Identificar los procesos básicos de la vida en los diversos niveles de organización: molecular tisular, de órgano, y del individuo.
- Utilizar las fuentes bibliográficas y bases de datos específicas en Biofísica para adquirir la información necesaria que permita, de forma autónoma, desarrollar y ampliar los conocimientos adquiridos.
- Utilizar las tecnologías de la información y la comunicación en la actividad profesional.
Contenido
Tema 1. INTRODUCCIÓN A LA BIOMECÁNICA Y A LA ELASTICIDAD
Estática:
Equilibrio de un cuerpo. Condiciones de equilibrio. Palancas. Ventaja mecánica. Articulaciones y grados de libertad.
Gravedad y equilibrio:
Efectos de la gravedad sobre el organismo humano. Centro de gravedad y equilibrio corporal. Línea gravitatoria y base de sustentación.
Acción de fuerzas en los sólidos:
Elasticidad. Ley de Hooke. Energía de la deformación elástica. Cuerpos inelásticos. Deformación residual. Viscoelasticidad. Tracción, compresión, cizallamiento, torsión y flexión.
Propiedades físicas de los huesos:
Elasticidad y resistencia ósea. Disposición arquitectónica de los huesos.
Tema 2. BIOFÍSICA DE LA CIRCULACIÓN SANGUÍNEA
Presión:
La presión hidrostática como energía por unidad de volumen. Presiones arteriales. Presión hidrostática a lo largo de los circuitos vascular sistémico y pulmonar. Presiones ventriculares a lo largo del ciclo cardíaco. Presiones de apertura y cierre de las vávulas cardíacas.
Resistencia viscosa y ecuación de Poiseuille:
Viscosidad de la sangre. Estrés de cizalla y aterogénesis. Resistencia viscosa. Ecuación de Poiseuille. Resistencia vascular sistémica. Agrupaciones de resistencias. Flujos laminar y turbulento.
Ecuación de Bernoulli:
La ecuación de Bernoulli y sus implicaciones médicas.
Vasos sanguíneos:
Ecuación de continuidad. Tensión vascular. Ley de Laplace. Compliancia vascular.
Seminario:
Trabajo en equipo colaborativo para aplicar las bases teóricas adquiridas a la comprensión de distintos escenarios médicos relevantes. Presentación de las bases físicas del electrocardiograma.
Tema 3. BIOFÍSICA DE LA RESPIRACIÓN
Mecánica ventilatoria:
Volúmenes y capacidades pulmonares. Presiones mecánicas que intervienen en la ventilación. El ciclo respiratorio básico. Compliancia pulmonar.
Presiones parciales e intercambio alveolar:
Presión parcial. Acondicionamiento del aire inspirado. Difusión alveolar. Ley de Fick. Bases de la oxigenoterapia. Relación P/F. Oxigenación de la sangre en estado de salud y limitaciones en alteraciones patológicas. Relación V̇/Q.
Resistencia respiratoria:
Resistencia de las vías respiratorias. Tensión superficial alveolar (ley de Laplace). Función del tensioactivo pulmonar.
Seminario:
Trabajo en equipo colaborativo para aplicar las bases teóricas adquiridas a la comprensión de distintos escenarios médicos relevantes. Presentación de las bases físicas de la ventilación mecánica y manipulación de un simulador de entrenamiento.
Tema 4. BASES FÍSICAS DE LA RADIACIÓN Y LA RADIOACTIVIDAD - APLICACIONES MÉDICAS
Naturaleza y propiedades de las ondas electromagnéticas (OEM):
Espectro electromagnético. Producción y propiedades generales de los rayos X.
Fundamentos de la radiología:
Emisión radioactiva. Actividad. Tipos de partículas. Interacción con la materia. Ionización. Efectos biológicos. Dosis. Curvas de supervivencia.
Aplicaciones médicas:
Gammagrafía. DXA (absorciometría de rayos X de energía dual). PET (tomografía de emisión de protones).
Tema 5. BIOFÍSICA DE LA VISIÓN
Óptica geométrica:
Bases de física óptica. Lentes convergentes y divergentes. Formación de imágenes. Relación potencia-distancia focal.
El ojo como sistema óptico:
Estructura del ojo. Parámetros ópticos del ojo. Cristalino y mecanismo de acomodación. Potencia máxima y potencia mínima. Punto cercano y punto remoto. Amplitud de acomodación. Presbicia.
Ametropías - anomalías en la formación de imágenes:
Ametropías más comunes: presbicia, miopía, hipermetropía y astigmatismo. Corrección de las distintas ametropías. Cataratas.
Fotorreceptores visuales y visión de los colores:
Fotorreceptores visuales de la retina. Agudeza visual. Mecanismos moleculares de la visión. Visión cromática y anomalías.
Seminario:
Se realizarán ejercicios prácticos orientados a interpretar la información básica en la evaluación óptica de la visión, así como calcular los diferentes parámetros involucrados explicados en teoría. Comprenderemos, por ejemplo, qué significa una graduación "VL UD-1,5" y cuál sería, en este caso, la distancia más lejana a la que el ojo podría enfocar objetos sin llevar lentes correctoras.
Tema 6. FENÓMENOS DE DIFUSIÓN - OSMOSIS Y DIÁLISIS
Bases físicas de los fenómenos de difusión:
Difusión simple, teoría cinético-molecular. Ley de Fick. Coeficiente de difusión. Difusión a través de membranas. Osmosis,características y aplicaciones. Diálisis, características y aplicaciones.
Seminario:
Estudio de estados de salud y enfermedad que implican fenómenos de difusión y desequilibrios osmóticos.
Tema 7. BIOFÍSICA DE LA PRODUCCIÓN DE LA VOZ Y DE LA AUDICIÓN
Bases físicas de la audición y de la audiometría:
Intensidad y su percepción. La escala de decibelios. Umbrales auditivos. Umbral de daño a largo plazo. El audiograma. Alteraciones acústicas en las hipoacusias más prevalentes. Curvas isofónicas. Reclutamiento.
Naturaleza física de la voz y bases físicas de su producción:
Explicación aerodinámica-mioelástica de la fonación. Sonidos simples y sonidos complejos. Armónicos. Espectro de frecuencias y estímulo coclear. Resonancias en el tracto vocal y formantes vocálicos.
Integración: Audiología y bases físicas del análisis auditivo de los sonidos del habla:
Bases físicas del funcionamiento del aparato auditivo. El oído medio como adaptador de impedancias acústicas. La trompa de Eustaquio como ecualizador de la impedancia acústica. Oído interno: organización tonotópica de la membrana basilar y análisis de sonidos complejos.
Seminario:
Simulación de la audición en pacientes con algunas de las hipoacusias más prevalentes; discusión de las consecuencias. Simulación de la audición a través del implante coclear. Presentación de las bases físicas de la timpanometría.
Metodología
Clases de teoría (TE): Clases magistrales en grupo grande.
Seminarios (SEM): Aprendizaje activo, significativo, colaborativo, entre iguales, para convertir conocimientos en competencias. Estudio y discusión de situaciones, casos y problemas de interés médico. Trabajo en equipos colaborativos de 4-5 estudiantes. Es esencial el estudio previo de la teoría del tema antes de asistir a la sesión presencial. En algunos casos se abordarán también aspectos no cubiertos en las clases de teoría, igualmente evaluados. Un seminario asociado a cada uno de los 7 temas de teoría,
Prácticas de laboratorio (PLAB): 6 sesiones donde se visualizan y manipulan fenómenos estudiados en las clases de teoría y en los seminarios. Trabajo en pareja o en equipo colaborativo dependiendo de la práctica. Es esencial el estudio previo de la teoría del tema antes de asistir a la sesión presencial.
- Biomecánica del tobillo (asociada al tema 1).
- Modelo de la circulación vascular sistémica (asociada al tema 2).
- Bases físicas de la ecografía médica.
- Óptica de la visión (asociada al tema 5).
- Osmosis y diálisis (asociada al tema 6).
- Voz y audición (asociada al tema 7).
Nota: se reservarán 15 minutos de una clase dentro del calendario establecido por el centro o por la titulación para que el alumnado rellene las encuestas de evaluación de la actuación del profesorado y de evaluación de la asignatura o módulo.
Actividades
| Título | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|
| Tipo: Dirigidas | |||
| Clases de teoria (TE) | 31 | 1,24 | 4, 5, 9, 6, 7 |
| Prácticas de laboratorio (PLAB) | 19 | 0,76 | 1, 4, 5, 9, 6, 7 |
| Seminaros (SEM) | 12 | 0,48 | 1, 2, 3, 4, 5, 9, 6, 7, 8, 10, 11 |
| Tipo: Supervisadas | |||
| Tutorías | 3,5 | 0,14 | 1, 4, 9, 6, 7, 8 |
| Tipo: Autónomas | |||
| Estudio | 64 | 2,56 | 2, 4, 5, 9, 6, 7, 8, 10, 11 |
| Preparación de los casos y problemas de las sesiones de seminarios; preparación de las prácticas de laboratorio | 35 | 1,4 | 4, 5, 7, 10 |
Evaluación
Evaluación continuada
La asignatura se evaluará en forma continuada durante el curso en tres pruebas parciales (P1, P2, y P3), eliminatorias de materia. Cada una de estas notas parciales estará compuesta por:
- 10% la realización de las correspondientes prácticas de laboratorio, incluída la entrega individual de resultados al final de la sesión. En el caso de las/los estudiantes de segunda matrícula que ya participaron en las prácticas, repetirlas es optativo. En caso de optar por no repetirlas, se tendrá en cuenta la participación del curso inmediatamente previo.
- 90% una prueba objetiva con ítems de elección múltiple, destinada a demostrar la integración de los conocimientos teóricos, así como la adquisición de las competencias prácticas de los seminarios y las prácticas de laboratorio. Las pruebas constarán de preguntas tipo test con 4 respuestas, de las cuales 1, 2 o 3 pueden ser ciertas; las respuestas erróneas penalizarán proporcionalmente.
La nota final de la asignatura se obtendrá a partir de tres notas parciales con la siguiente ponderación: P1 (36%) + P2 (34%) + P3 (30%).
En cada caso las notas parciales deben ser iguales o superiores a 4,5 (nota incluyendo el examen y las prácticas correspondientes) para poder promediar.
Para superar la asignatura, el resultado de esta media ponderada deberá ser igual o superior a 5,0 (nota incluyendo el examen y las prácticas correspondientes).
Pruebas de recuperación
En el caso de no superar la asignatura mediante la evaluación continuada, existe la opción de re-evaluar los exámenes correspondientes a los parciales con nota inferior a 4,5 (nota incluyendo el examen y las prácticas correspondientes).
Es importante tener en cuenta que, de acuerdocon el reglamento de evaluación de la Facultad de Medicina, para poder participar en la prueba de recuperación, es necesario haberse presentado como mínimo a dos de las tres pruebas parciales.
Las pruebas de recuperación serán pruebas objetivas con ítems de elección múltiple, con el mismo formato y objetivos que los exámenes parciales.
Es necesario superar las recuperaciones con una puntuación igual o superior a 4,5 (nota incluyendo el examen y las prácticas correspondientes).
Para aprobar la asignatura después de los exámenes de recuperación, la media final debe alcanzar una nota mínima de 5,0 (nota incluyendo los exámenes y las prácticas correspondientes).
Las personas con notas parciales iguales o superiores a 4,5 (nota incluyendo el examen y las prácticas correspondientes), pero con una media global inferior a 5,0 (nota incluyendo el examen y las prácticas correspondientes), pueden optar a recuperación del parcial o parciales que consideren, comunicando con antelación su elección al coordinador de la asignatura. En ese caso, la nota definitiva del/los parcial/es será siempre la obtenida en el último examen.
Las personas con una nota global igual o superior a 5,0 por evaluación continuada, no pueden presentarse a recuperación para mejorar nota (Normativa académica de la UAB, Artículo 116, Resultados de evaluación, punto 5: “Una vez superados la asignatura o el módulo, éstos no podrán ser objeto de una nueva evaluación.”)
Evaluación única
La evaluación única consiste en una única prueba de síntesis que cubre toda la materia de la asignatura. Prueba objetiva con ítems de elección múltiple, con 4 respuestas, de las que 1, 2 o 3 pueden ser ciertas; las respuestas erróneas restan proporcionalmente.
La prueba consta de dos bloques:
- Evaluación del aprendizaje integrado de los conocimientos teóricos y de las competencias prácticas de los seminarios y prácticas de laboratorio. 90% de la nota.
- Evaluación específica de la comprensión de los conceptos visualizados en las prácticas de laboratorio. 10% de la nota.
La prueba se realizará coincidiendo con la fecha y hora fijada en el calendario de la Facultad para la prueba correspondiente al tercer parcial de la evaluación continuada.
Para superar la asignatura, la nota final deberá ser igual o superior a 5,0.
En caso de no alcanzar el aprobado, se podrá optar por recuperación, con una prueba con el mismo formato de evaluación única. La recuperación se realizará coincidiendo con la fecha y hora fijada en el calendario de la Facultad para las recuperaciones de la evaluación continuada.
Alumna/o no evaluable
De acuerdo a reglamento UAB, la/el estudiante que haya participado en evidencias de aprendizaje con un peso igual o superior a 4 puntos (40%) de la nota global, no podrá constar en actas como "no evaluable", agotando así los derechos vinculados a la matrícula de la asignatura.
Procedimiento de revisión de exámenes
Se comunicará un período para la revisión individual después de cada prueba.
Justificante de participación
El/la estudiante puede solicitar por motivos laborales un documento justificativo de haber participado en las distintas actividades de evaluación. Es necesario solicitarlo por correo-e al coordinador de la asignatura.
Comportamientos no-éticos
En caso de que el estudiante cometacualquier irregularidad (copia en un examen,plagio de un trabajo, falsificación de una participación obligatoria...), la nota correspondiente será 0. En caso de que se produzca una segunda irregularidad, la calificación final de la asignatura será 0 y se informará a la coordinación del Grado en Medicina.
Actividades de evaluación continuada
| Título | Peso | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|---|
| Parcial 1- Pruebas objetivas con ítems de elección múltiple, de evaluación de los conocimientos teóricos y prácticos, y de competencias de razonamiento y de resolución de problemas, Temas 1, 2 y 3, prácticas de laboratorio 1 y 2. | 36% | 3 | 0,12 | 4, 9, 6, 7, 10 |
| Parcial 2- Pruebas objetivas con ítems de elección múltiple, de evaluación de los conocimientos teóricos y prácticos, y de competencias de razonamiento y de resolución de problemas, Temas 4 y 5, prácticas de laboratorio 3 y 4. | 34% | 2,5 | 0,1 | 4, 9, 6, 7, 10 |
| Parcial 3- Pruebas objetivas con ítems de elección múltiple, de evaluación de los conocimientos teóricos y prácticos, y de competencias de razonamiento y de resolución de problemas, Temas 6 y 7, prácticas de laboratorio 5 y 6. | 30% | 2 | 0,08 | 4, 9, 6, 10 |
| Pruebas escritas - Resultados de las prácticas de laboratorio. | 10% | 3 | 0,12 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11 |
Bibliografía
GENERAL
Physics of the Human Body. I.P. Herman (2007). Springer.
e-libro: https://bibcercador.uab.cat/permalink/34CSUC_UAB/1eqfv2p/alma991010401169706709
Medical Physics. Physical Aspects of Organs and Imaging. H. Zabel (2017). De Gruyter Textbook.
e-libro: https://bibcercador.uab.cat/permalink/34CSUC_UAB/1eqfv2p/alma991010485419506709
Handbook of Physics in Medicine and Biology, R. Splinter (2010). Boca Raton, CRC Press/Taylor & Francis Group.
e-libro: https://bibcercador.uab.cat/permalink/34CSUC_UAB/1eqfv2p/alma991010483189506709
Tratado de Fisiología Médica. J.E. Hall & M.E. Hall (2021). Elsevier.
e-libro: https://bibcercador.uab.cat/permalink/34CSUC_UAB/1eqfv2p/alma991010357582706709
Hyperphysics, recurso introductorio a la física:
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/index.html
ESPECÍFICA ADICIONAL
Tema 1: Fundamentals of Biomechanics. D. Knudson (2021). Springer Books.
e-libro: https://bibcercador.uab.cat/discovery/fulldisplay/cdi_springer_books_10_1007_978_3_030_51838_7/34CSUC_UAB:VU1
Tema 2: The Mechanics of the Circulation. C.G. Caro et al. (2011). Cambridge University Press.
e-libro: https://bibcercador.uab.cat/permalink/34CSUC_UAB/1c3utr0/cdi_askewsholts_vlebooks_9781139013406
Tema 3: Fisiología respiratoria: lo esencial en la práctica clínica. W. Crisancho (2022). Ed. El Manual Moderno.
e-libro: https://bibcercador.uab.cat/permalink/34CSUC_UAB/1eqfv2p/alma991010619939306709
Tema 4: Radiobiology for the Radiologist. E.J. Hall et al. (2018), Ed. Lippincott Williams & Wilkins.
e-libro: https://bibcercador.uab.cat/permalink/34CSUC_UAB/1c3utr0/cdi_proquest_ebookcentral_EBC5829217
Tema 5: Physics of the Human Body. I.P. Herman (2007). Springer. Capítulo 11.
e-libro: https://bibcercador.uab.cat/permalink/34CSUC_UAB/1eqfv2p/alma991010401169706709
Tema 6: Medical Physics. Physical Aspects of Organs and Imaging. H. Zabel (2017). De Gruyter Textbook.
e-libro: https://bibcercador.uab.cat/permalink/34CSUC_UAB/1eqfv2p/alma991010485419506709
Tema 7: Tratado de Audiología. Enrique Salesa et al. (2013). Elsevier-Masson.
e-libro: https://bibcercador.uab.cat/permalink/34CSUC_UAB/1c3utr0/cdi_askewsholts_vlebooks_9788445823958
Software
Programa Praat para el análisis de la voz en la práctica de audición.