Biofísica Objetivos y Contenidos

Presentación del tema: "Biofísica Objetivos y Contenidos"— Transcripción de la presentación:

1 Biofísica Objetivos y Contenidos
Dr. Juan José Aranda Aboy

2 Dr. Juan José Aranda Aboy Profesor - Investigador Titular
OBJETIVOS GENERALES Describir y analizar los seres vivos desde el punto de vista de la Física, lo que implica tomar en cuenta conocimientos de Matemáticas, Biología, Química e Informática. Dar las bases iniciales para la experimentación física, y aplicación y protección del ser vivo utilizando las Ciencias Fisicomatemáticas. Explicar el método que emplea la Física para tratar problemas fisiológicos y otros temas biomédicos. Dr. Juan José Aranda Aboy Profesor - Investigador Titular

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1. Introducción q Física, Química, Biología, Matemáticas, Informática y Modelos. q   ¿Qué es Biofísica? q  Las unidades del Sistema Internacional (SI) en las ciencias de la salud, según la O.M.S. Objetivos: ·  Definir qué se entiende por Biofísica. ·  Referenciar las unidades SI en las ciencias de la salud. Dr. Juan José Aranda Aboy Profesor - Investigador Titular

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2. Biomecánica q   Estática. Momento de una fuerza. q  Elasticidad por flexión plana. Elasticidad por torsión. q   Elasticidad en tubos. q   Tensión en la pared de los ventrículos. q   Elasticidad en vasos sanguíneos. Objetivo: ·  Explicar las características biomecánicas del cuerpo humano. Dr. Juan José Aranda Aboy Profesor - Investigador Titular

5 3. Conceptos básicos de la Termodinámica clásica
q   Ley cero: Termometría q   Primera Ley de la Termodinámica q   Transmisión del Calor q Segunda Ley. Interpretación en sistemas no aislados. Objetivos: ·  Caracterizar los sistemas biológicos a partir de sus propiedades termodinámicas. ·   Describir los conceptos de Entropía y Equilibrio en sistemas no aislados. Dr. Juan José Aranda Aboy Profesor - Investigador Titular

6 4. Tensión Superficial y Dinámica de fluidos
q Tensión superficial. Coeficiente. Ley de Laplace - Young. q Capilaridad. Ley de Jurin. Ley de Tate. Embolia gaseosa. q  Ecuación de Bernouilli. Fenómeno de Venturi. q  Viscosidad cinemática. Bingham. Casson. q  Ley de Pouseuille - Hagen. q  Número de Reynolds. Flujo turbulento. Objetivo: ·   Explicar las leyes físicas que gobiernan los fluidos líquidos y gaseosos dentro del cuerpo humano. Dr. Juan José Aranda Aboy Profesor - Investigador Titular

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5. La Respiración q  Volumen pulmonar. q  Flujo pulmonar. q  Difusión pulmonar. q  Hipopresión e Hiperpresión. Objetivo: ·  Caracterizar y describir las leyes físicas que gobiernan la respiración humana. Dr. Juan José Aranda Aboy Profesor - Investigador Titular

8 6. La Circulación Corporal
q Suspensiones de partículas en fluidos en movimiento. q    Trabajo y rendimiento cardiacos. q    Gasto cardiaco. Ley de Fick. q    Flujo sanguíneo. Método Doppler-Fizzeau. q    Presión sanguínea. Método de Riva-Rocci. Objetivos: ·     Caracterizar y describir las leyes físicas que regulan el proceso de la circulación corporal. ·       Describir los principales métodos y técnicas para evaluar la circulación corporal. Dr. Juan José Aranda Aboy Profesor - Investigador Titular

9 7. Bioelectricidad y biomagnetismo.
q  Potencial creado por un dipolo. q  Potencial creado por una hoja eléctrica. q  Dipolo cardiaco equivalente. q  Vectorcardiograma. q  Electrocardiografía. Triángulo de Einthoven. q Electroencefalografía, Electro miografía y Electro oculografía. q  Campos Magnéticos. Resonancia. Objetivos: ·   Describir el campo electromagnético de los sistemas biológicos. ·  Caracterizar y explicar los principales biopotenciales generados por el cuerpo humano. ·  Caracterizar y explicar el concepto de Resonancia Magnética. Dr. Juan José Aranda Aboy Profesor - Investigador Titular

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8. Biofísica sensorial q   Luz y Visión q   Fuentes luminosas. Receptores luminosos. q   Agudeza visual. q   Decibelio y fon. q  Oído externo, medio e interno. Fenómenos de transducción. Objetivo: ·      Caracterizar y explicar los elementos que integran los sistemas de percepción visual y auditiva de los seres humanos. Dr. Juan José Aranda Aboy Profesor - Investigador Titular

11 9. Biofísica de las radiaciones
q  Origen y clasificación de las radiaciones. q  Interacción con la materia. q  Detección de las radiaciones ionizantes. Dosimetría q  Radiaciones no ionizantes. Objetivos: ·    Explicar las principales causas de exposición a radiaciones con que nos encontramos los seres vivos. ·     Describir los efectos comprobados de las radiaciones a la salud. ·     Caracterizar y explicar las principales normas de seguridad para los seres humanos relativas al uso médico de radiaciones. Dr. Juan José Aranda Aboy Profesor - Investigador Titular

12 10. Termodinámica de Procesos Irreversibles
q  Hipótesis y Métodos. q  Entropía. q  Modelación de Sistemas biológicos q  Caos Objetivos: ·      Describir las diferencias esenciales entre la Termodinámica de los Procesos Irreversibles y la Clásica. ·        Caracterizar y modelar sistemas biológicos. Dr. Juan José Aranda Aboy Profesor - Investigador Titular

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Seminarios Conducción del calor y Análisis de Fourier. Digitalización de señales analógicas. Toma de muestras. Teorema de Nyquist. Análisis de señales bioeléctricas. Análisis de electrocardiogramas (ECG) como función no lineal. Rescate de una señal repetitiva inmersa en ruido: Electroencefalograma (EEG) Potenciales evocados visuales y auditivos. Análisis de funciones fisiológicas como fenómenos caóticos. Cada grupo presentará su trabajo en la fecha asignada. Se tomará en cuenta tanto la calidad de la documentación escrita como la de la presentación oral para la nota correspondiente. Dr. Juan José Aranda Aboy Profesor - Investigador Titular

14 Experiencias de Laboratorio 1
1: Medición de la viscosidad. Fórmula de Stokes. Ley de Poiseuille. Objetivo: Comprobar, mediante métodos de simulación, la conducta de los fluidos: agua, alcohol, aceite, mercurio y glicerina. 2: Tensión superficial. Objetivo: Comprobar, mediante métodos de simulación, las características de interacción molecular en los fluidos: agua, alcohol, aceite, benceno, petróleo y glicerina. 3: Interferencia y difracción. Objetivo: Comprobar, mediante métodos de simulación, los patrones característicos de interferencia y difracción para describir sustancias. Dr. Juan José Aranda Aboy Profesor - Investigador Titular

15 Experiencias de Laboratorio 2
4: Funciones diastólica y sistólica del corazón. Gradientes de presión. Objetivo: Comprobar, mediante métodos de simulación, la función de bomba del corazón, así como la variación de la presión en dicho músculo y en los grandes vasos. 5: Osciloscopio. Estudio y visualización de Electrocardiogramas (ECGs) y Electroencefalogramas (EEGs). Objetivo: Comprobar las características de los dos biopotenciales principales. 6: Electrocardiograma (ECG) dinámico no lineal y Análisis tiempo-frecuencia. Objetivo: Comprobar y describir las características del Electrocardiograma de alta resolución y analizar el fenómeno de la variabilidad R-R Dr. Juan José Aranda Aboy Profesor - Investigador Titular

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SISTEMA DE EVALUACIÓN La evaluación de la asignatura se realiza con las ponderaciones: Parte teórica: ·  Dos pruebas solemnes % cada una ·        Presentación del Seminario 10% ·        Un examen global %. Parte práctica: ·        Experiencias de Laboratorio: %. Se recomienda cumplir con un 70 % de asistencia a clases. Dr. Juan José Aranda Aboy Profesor - Investigador Titular

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BIBLIOGRAFÍA ·        Davidovits,P. “Physics in Biology and Medicine” 2nd Ed. Academic Press, 2001 (ISBN ) ·        Fernández, B. “Introducción a la Mecánica de Fluidos” 3ra edición. Ed. Universidad Católica de Chile, 2000 (ISBN ) ·        Franco García, A. “Física con ordenador. Curso Interactivo de Física en Internet”, 2002, ·        García-Colín Scherer,L. y Godoy Salas,S. “Conceptos Básicos en Termodinámica Clásica” EDICOL S.A., México, 1976 (fotocopia sin ISBN) ·        Gershenfeld,N. “The Nature of Mathematical Modelling”, Cambridge University Press, (ISBN ) ·        Hobbie,R.K. “Intermediate Physics for Medicine and Biology” 3rd Ed. Springer-Verlag, 1997 (ISBN ) ·        Jou,D.; Llebot,J.E. y Pérez García,C. “Física para Ciencias de la Vida” McGrawHill / Interamericana, 1994 (ISBN ) ·        Krauskopft, K.B. y Beiser,A. “El Universo de las Ciencias Físicas” 5ta Edición McGrawHill, 1990 (ISBN ) ·        Montero,F. y Morán,F. “Biofísica: Procesos de Autoorganización en Biología”, Eudema Universidad, 1992 ( ) ·        Parisi,M. “Temas de Biofísica”. McGrawHill /Interamericana, 2001 (ISBN ) ·        Serway,R.A “Física” 3ra edición. McGrawHill, 1993 (ISBN ) ·        Webster, J.G. “Bioinstrumentation”, 2001, en Internet: Dr. Juan José Aranda Aboy Profesor - Investigador Titular