División Académica de ciencias Básicas Licenciatura en Física PROGRAMA DE ESTUDIOS TEMAS ESPECIALES DE FÍSICA MEDICA Área a la que pertenece: Horas teóricas: Horas prácticas: Créditos: Clave: Área de Formación Transversal 3 2 8 F0151 Asignaturas antecedentes y subsecuentes PRESENTACIÓN La física-médica constituye una moderna rama de la ciencia encargada de aplicar los métodos y conceptos de la física a la medicina. En la física médica pueden identificarse dos grandes vertientes, la física de la fisiología, que es la que se ocupa de las funciones del cuerpo humano, y la instrumentación médica que se constituye por las aplicaciones de la física al desarrollo de instrumentos y aparatos médicos En el presente programa se abordará únicamente la primer vertiente, esto es, la física involucrada en aspectos relacionados con el funcionamiento del cuerpo humano. OBJETIVO GENERAL Estudiar el funcionamiento normal del cuerpo humano utilizando para ello las leyes de la física. CONTENIDO Unidad No. 1 Objetivo particular FÍSICA DEL SISTEMA CIRCULATORIO Y RESPIRATORIO Aplicar las leyes que rigen el movimiento de los fluidos al estudio del sistema circulatorio y describir los procesos de difusión en un medio libre y a través de membranas semipermeables Hrs estimadas F0151_Temas Especiales de Física Médica 1/5 División Académica de ciencias Básicas Temas 1.1 Introducción 1.1.1 Fluidos y principios generales de hidrostática 1.1.2 Presión hidrostática en el organismo. 1.2 Fundamentos de hemodinámica 1.2.1 Tipos de flujos. 1.2.2 Ley de Poiseuille. 1.2.3 Resistencia hemodinámica. 1.2.4 Viscosidad sanguínea. 1.3 Sistema cardiovascular. 1.3.1 Características mecánicas de los vasos sanguíneos. 1.3.2 El corazón como bomba mecánica. 1.3.3 Trabajo y potencia cardiacos. 1.3.4 Leyes generales de la circulación sanguínea. 1.3.5 Modelos del sistema cardiovascular. 1.4 Estado gaseoso y mecánica respiratoria. 1.4.1 Propiedades generales de los gases. 1.4.2 Mezcla de gases. 1.4.3 Disolución de un gas en un líquido. 1.4.4 Mecánica respiratoria. 1.4.5 Comportamiento alveolar. 1.4.6 Potencia consumida en la respiración. 1.5 Fenómenos de transporte pasivo. 1.5.1 Difusión molecular. 1.5.2 Leyes de Fick. 1.5.3 Difusión a través de membranas. 1.5.4 Presión osmótica. 1.5.5 Hemodiálisis. F0151_Temas Especiales de Física Médica Licenciatura en Física Resultados del aprendizaje El alumno conocerá la forma en que fluye la sangre en los organismos vivos. Comprenderá la ley de Poiseuille. Conocerá el funcionamiento mecánico del corazón. Sabrá los principios físicos que rigen la circulación sanguínea. Entenderá de que manera los organismos vivos intercambian gases con el medio ambiente. Entenderá la mecánica respiratoria. Conocerá la forma en que actúan los pulmones en el intercambio de gases. Distinguirá los distintos fenómenos de transporte y la ley de Fick. 2/5 División Académica de ciencias Básicas Licenciatura en Física Unidad No. 2 Objetivo particular Hrs estimadas ACÚSTICA FISIOLÓGICA Relacionar entre sí las distintas magnitudes del campo acústico y comprender los fundamentos físicos de la acústica fisiológica Temas 2.1 Elementos de acústica física. 2.1.1 El sonido. 2.1.2 Magnitudes del campo acústico. 2.1.3 Impedancia acústica. 2.1.4 Atenuación y absorción ondulatorias. 2.1.5 Transmisión sonora. 2.2 Elementos de acústica fisiológica. 2.2.1 Características biofísicas del sonido. 2.2.2 Ley de Weber-Fechner. 2.2.3 Audiogramas. 2.2.4 Física de la audición. Resultados del aprendizaje El estudiante conocerá las principales características y parámetros del fenómeno sonoro. Comprenderá la forma en que interactúan las ondas sonoras con los seres vivos Conocerá la ley de Weber-Fechner. Podrá interpretar un audiograma. Conocerá el mecanismo de la audición en los seres vivos. Unidad No. 3 Objetivo particular Hrs estimadas FÍSICA DE LA VISIÓN Conocer los fundamentos físicos de la visión, interpretar al ojo humano como un sistema óptico Temas 3.1 El ojo humano. 3.1.1 Constantes ópticas del ojo humano. 3.1.2 Componentes anatómicas del ojo humano. 3.1.3 Sensibilidad retiniana. 3.1.4 Sensibilidad cromática. 3.1.5 Sensibilidad direccional. 3.1.6 Respuesta temporal. 3.1.7 Defectos de refracción del ojo. 3.1.8 Agudeza visual y su medición. 3.1.9 Visión binocular. 3.1.10 Lentes oftálmicos. F0151_Temas Especiales de Física Médica Resultados del aprendizaje El alumno identificará las diferentes constantes ópticas que caracterizan al ojo humano. Distinguirá los principales componentes anatómicos del ojo. Conocerá los parámetros que caracterizan a la sensibilidades retiniana, cromática y direccional. Sabrá las diferentes técnicas para medir la agudeza visual. Identificará las características de los lentes oftálmicos y su uso 3/5 División Académica de ciencias Básicas Licenciatura en Física Sugerencias didácticas En la unidad 1 se sugiere que el profesor: Repase ante los estudiantes el principio de Pascal y de Arquímedes, así como la ecuación de Bernoulli. Proyecte un vídeo documental donde se muestre el funcionamiento del corazón y los pulmones así como la circulación de la sangre En la unidad 2 se sugiere que el profesor: Revisará los conceptos básicos del movimiento ondulatorio y de la acústica. Mostrará por medio de una proyección la estructura del oído humano. Se visitará un laboratorio de ultrasonido. En la unidad 3 se sugiere que el profesor: Proyecte una película de vídeo donde se muestre el el funcionamiento del ojo, y sus principales patologías. Se visitará un consultorio oftálmico donde se observarán los diferentes dispositivos para medir la agudeza visual Estrategias de evaluación del aprendizaje Se sugiere se tomen en cuenta los siguientes puntos para evaluar el logro del objetivo de esta asignatura. El profesor podrá designar un porcentaje a cada uno de estos. - Tareas Examen escrito Exposiciones orales Trabajo en equipo Bibliografía Básica. 1 2 3 Kane, J. W., Stenheim, M.M., Vázquez, J., Física (para estudiantes de biología y medicina), Editorial Reverté. 1996. Cromer, A. H. Física para las ciencias de la vida, Editorial Reverté. 1983. Gonzáles Ibeas, J., Introducción a la Física y Biofísica. Editorial Alambra, 1974. F0151_Temas Especiales de Física Médica 4/5 División Académica de ciencias Básicas 4 Licenciatura en Física Díez de los Ríos, Delgado, A. Introducción a la Biofísica y a la Física Médica, Secretariado de Publicaciones de la Universidad de Málaga. 1983. Complementaria. 1 2 3 4 Ortuño, M. Física para biología, medicina, veterinaria y farmacia, Editorial Crítica,1996. Malacara, Daniel, Óptica Básica, Fondo de Cultura Económica.México.1989. Jou, D. , Llebot, J.E., Introducción a la Termodinámica de los Procesos Biológicos, Editorial Labor, Barcelona, España. 1989. Mcdonald, S. G., D.M. Burns, Física para las ciencias de la vida y la salud, Fondo Educativo Interamericano, México. 1978. F0151_Temas Especiales de Física Médica 5/5