Luis Machuca Muñoz
Germán Rodero Luna

- Concienciar al estudiante para que en el futuro utilice los conceptos y
técnicas físicas en Medicina Preventiva y en el establecimiento de un ambiente
clínico seguro.

- Resaltar la importancia de las modernas especialidades biomédicas conectadas
con la Física y con la instrumentación (Bioingeniería, Biónica, Análisis de
Sistemas, etc.) para que el alumno pueda apreciar sus aplicaciones a las
Ciencias de la Salud.

- Hacer entender al estudiante de enfermería que la física médica estudia las
propiedades físicas o atributos capaces de ser medidos de todo aquello que esté
en relación con prevenir y curar las enfermedades del cuerpo humano.

PROGRAMA TEÓRICO Y PRACTICO

I.- FÍSICA MÉDICA,BIOFÍSICA Y MEDIDAS EN FÍSICA

Tema 1.- Física Médica y Biofísica y Medidas en Física
¿Qué es la Física Médica y Biofísica?. Su relación con otras disciplinas y en
especial las Ciencias de la Salud. Método y Técnicas Físicas aplicadas a las
Ciencias de la Salud. Problemática del sistema de unidades. Medidas
indirectas.
Errores en las medidas.

II.- PRINCIPIOS DE CONSERVACIÓN. BASES DE LA BIOMECANICA

Tema 2.- Mecánica de los sólidos.
Introducción. Sistemas de partículas. Centro de gravedad y centro de masa.
Movimiento del centro de masa del cuerpo humano.

Tema 3.- Principios de Conservación.
Cantidad de movimiento. Principio de conservación. La balistocardiografía.
Fuerzas de inercia en el cuerpo humano. Trabajo y energía. Principio de
conservación. Fuerzas de fricción en el cuerpo humano. Efectos fisiológicos de
las aceleraciones anormales.

Tema 4.- Mecánica Músculo-Esquelética.
Introducción. Equilibrio mecánico y estabilidad de un sistema. Aplicaciones al
sistema músculo-esqueleto: Fuerzas que actúan en el antebrazo, en el talón de
Aquiles y en la cadera; el uso del bastón.

III.- PROPIEDADES ELÁSTICAS DE MATERIALES BIOLÓGICOS

Tema 5.- Elasticidad.
Introducción. Fuerzas interiores y exteriores. Ley de Hooke. Elasticidad por
flexión, cizalladura y torsión. Propiedades elásticas de los huesos.

Tema 6.- Resistencia de materiales.
Resistencia de materiales en los huesos. Estructura compuesta de los huesos.
La
contracción muscular.

IV.- TERMOLOGIA Y TERMODINÁMICA

Tema 7.- El lenguaje de la Termodinámica.
Objetivos de la Termodinámica. Sistemas termodinámicos. Variables
termodinámicas. Equilibrios. Procesos  termodinámicos.

Tema 8.- Temperatura y Calor.
Introducción. Principio Cero de la Termodinámica. Concepto de Temperatura.
Termometría. Concepto de calor. Calorimetría. Propagación del calor:
Conducción, Convección, Radiación. Aplicaciones a la Medicina.

Tema 9.- Principios de la Termodinámica.
Introducción . Formulación del Primer Principio de la Termodinámica. Energía
interna. Entalpía. Ley de Hess. Formulación del Segundo Principio de la
Termodinámica. Probabilidad y Entropía. Funciones termodinámicas.

Tema 10.- Termodinámica del Ser Vivo.
Introducción. El proceso de la alimentación. Evolución de la energía en el
organismo. Metabolismo. Animales de sangre caliente y fría. Mecanismo de
transmisión del calor al exterior. Evaporación. Sudor. Regulación de la
resistencia térmica. Mecanismo de control de la temperatura. Capacidad térmica
del cuerpo humano.

V.- FLUIDOS: FÍSICA DEL SISTEMA CIRCULATORIO

Tema 11.- Física de Fluidos.
Introducción. Flujo de los fluidos perfectos. Dinámica de los fluidos.
Ecuación
de continuidad. Flujo de los fluidos reales. Viscosidad. Flujo laminar y
turbulento. Número de Reynolds. Teorema de Bernouilli.

Tema 12.- Hemodinámica.
Introducción. Torrente circulatorio: Distribución de velocidades y presiones.
Aplicaciones a la ley de Poiseeunille. Resistencia Hemodinámica. Tensión en
las
Paredes de los Vasos Sanguíneos. Ley de Laplace. Dinámica del corazón. Sonidos
del corazón.

VI.- FENÓMENOS DE SUPERFICIE. FÍSICA DE LA RESPIRACIÓN

Tema 13.- Fenómenos de superficie.
Introducción. Tensión superficial. Tensión interfacial sólido-líquido. Ley de
Jurin. Capilaridad. Aplicaciones.

Tema 14.- Física de la respiración.
Introducción. Estructura del Aparato Respiratorio. Papel de la tensión
superficial en la operación de los alvéolos pulmonares. Compliancia del Aparto
Respiratorio como interacción de la sangre y los pulmones. Un modelo mecánico
del Aparato Respiratorio. Intercambio de O2 y CO2 en los capilares.

VII.- ONDAS. ONDAS SONORAS. ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS

Tema 15.- Teoría general de Ondas.
Introducción. Movimiento ondulatorio. Propagación de las ondas. Ecuación de
propagación. Ondas longitudinales y transversales. Propiedades generales de
las
ondas.

Tema 16.- Ondas Sonoras.
Introducción. Propagación de las ondas sonoras. Tipos de sonidos. Cualidades
del sonido. Factores psicofísicos en la medida del sonido.

Tema 17.- Física de la Recepción Auditiva.
Introducción. Oído externo. Oído interno. Teoría de la recepción auditiva.
Elaboración de la sensación auditiva por el Sistema Nervioso y el Cerebro.

Tema 18.- Ultrasonidos.
Introducción. Producción y propiedades. Efectos físicos y biofísicos de los
Ultrasonidos. Bases físicas de la utilización terapéutica y diagnóstica de los
Ultrasonidos. Fundamentos físicos de la ecografía.

Tema 19.- Ondas Electromagnéticas.
Introducción. Ondas electromagnéticas. Magnitudes que transportan. Espectro.
Radiaciones ionizantes. Aplicaciones.

VIII.- ÓPTICA. FÍSICA DE LA VISIÓN

Tema 20.- Física de la visión.
Nociones de Óptica Geométrica. El ojo humano. Física de la Visión. Agudeza
visual. Acomodación. Ametropías oculares. Visión binocular.

Tema 21.- La retina y la visión del color.
Fotometría. Visión escotoscópica y fotópica de la retina. Espacio cromático:
diagrama de cromaticidad. Anomalias en la percepción del color.

Tema 22.- Óptica Instrumental.
Máquina fotográfica. Lente de aumento. Microscopio compuesto. Otros tipos de
microscopios. Microscopios electrónicos.

IX.- ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO EN BIOMEDICINA

Tema 23.- Fundamentos de Electricidad y Magnetismo.
Campo y Potencial eléctrico. Campo y Momento magnético. Ley de inducción de
Faraday. Polarización eléctrica. Magnetización. Imágenes por resonancia
magnética nuclear.

Tema 24.- Bioelectricidad.
Introducción. Fuerzas electromotrices en las membranas de las células.
Potencial de equilibrio. El transporte activo. La bomba Na+-K+. El potencial
de acción. Resistencia eléctrica del cuerpo humano.

Tema 25.- El Impulso Nervioso.
Introducción. Propagación del impulso nervioso. Los receptores y el potencial
generador. Transformación de los potenciales generadores en potenciales de
acción. La sinapsis.

Tema 26.- Registro de las Señales Biológicas.
Transductores. Electrodos. Señales eléctricas desde los músculos: La
Electromiografía. Señales eléctricas desde el corazón: El Electrocardiograma.
Señales eléctricas desde el cerebro: El Electroencefalograma. Señales
eléctricas desde el ojo: El electroretinograma y el Electrooculograma. Señales
magnéticas desde el corazón y el cerebro: El Magnetocardiograma y el
Magnetoencefalograma.

X.- ESTRUCTURA DE LA MATERIA Y RADIACIONES IONIZANTES

Tema 27.- Estructura Atómica.
Evolución histórica. Estructura atómica. Electrones corticales. Estructura del
núcleo atómico. Fuerzas nucleares. Materia y antimateria. Partículas
elementales. Isótopos, Isóbaros e Isómeros.

Tema 28.- Radiactividad.
Introducción. Constantes radiactivas. Reacciones nucleares. Series
radiactivas.
Unidades de medida de la radiactividad.

Tema 29.- Radiactividad natural y artificial.
Introducción. Isótopos radiactivos naturales. Isótopos radiactivos
artificiales: producción. Aceleradores de partículas. Producción de isótopos
de  vida corta. Bases físicas de la Medicina Nuclear.

Tema 30.- Producción de los Rayos X.
Introducción. Naturaleza de los Rayos X. Mecanismo de producción de los Rayos
X. Espectro. Rayos X de Alta Energía. Bases físicas del Radiodiagnóstico.

Tema 31.- Absorción de las Radiaciones Ionizantes.
Introducción. Radiaciones directa e indirectamente ionizantes. Sección eficaz.
Atenuación, absorción y difusión. Coeficientes de absorción. Variaciones de la
intensidad en el absorbente. Capa Hemirreductora.

Tema 32.- Interacción de la Radiación con la Materia.
Generalidades. Tipos de colisión. Poder de frenado. Partículas ligeras y
partículas pesadas. Interacción de neutrones. Absorción de distintos tipos de
partículas (LET). Efecto fotoeléctrico. Efecto Compton. Creación de pares.
Importancia relativa de los distintos tipos de absorción. Bases físicas de la
Radioterapia.

Tema 33.- Magnitudes y Unidades Radiológicas.
Magnitudes que cuantifican la radiación intrínsecamente. Magnitudes que
cuantifican el efecto físico de la radiación. Magnitudes que cuantifican el
efecto biológico de la radiación. Relaciones y Unidades S.I. Detección y
Medida de la Radiación.

Tema 34.- Protección contra las Radiaciones Ionizantes.
Conceptos y objetivos. El sistema de Limitación de Dosis: Justificación,
Optimización y Limitación de dosis. Medidas básicas de Protección Radiológica.
Organismos Internacionales relacionados con la Seguridad Nuclear y Protección
Radiológica: ICRP, ICRU, EURATOM. Organismos Nacionales relacionados con la
Protección Radiológica: Administración central del Estado, Consejo de
Seguridad
Nuclear.

Tema 35.-  Protección Radiológica Operacional
Normas de Protección para los trabajadores profesionalmente expuestos (TPE).
Medidas de vigilancia para la protección de los TPE. Clasificación de los TPE.
Clasificación de los lugares de trabajo. Señalización de zonas. Vigilancia
radiológica de zonas. Vigilancia dosimétrica. Límites de dosis. Blindajes.


PROGRAMA PRACTICO

1.- Osciloscopio. Generador de funciones. Aplicación al estudio de una señal
biológica.

2.- Estudio de un sistema termorregulado.

3.- Modelo eléctrico de una válvula cardiaca.

4.- Medida de la sensibilidad auditiva.

5.- Determinación de las características de una lente. Estudio de algunos
defectos de la visión de un modelo de un ojo.

6.- Estudio de la desintegración radiactiva. Determinación del período de
semidesintegración de un elemento radiactivo.

7.- Propiedades de los Rayos X.

8.- Penetración y atenuación de la Radiación X. Tomografía Computerizada.

9.- Espectro de emisión de Rayos X. Ley de Bragg.

10.- Radiografía.

- Elaboración de cuadros resumen de temas.
- Búsquedas bibliográficas puntuales sobre distintos temas.
- Realización de un trabajo personal sobre técnicas de instrumentación
aplicadas en Ciencias de la Salud.
- Trabajo en grupos de cinco alumnos: Búsqueda bibliográfica con realización de
un trabajo crítico, exponiendo la aportación personal de cada alumno del grupo.
- Seminarios de aprendizaje basados en el aula virtual.

- En las clases presenciales se imparten los conceptos fundamentales a
desarrollar por el alumno en los seminarios y en las actividades académicas
dirigidas.
- Tutorías que sirvan como vía de orientación para preparación de seminarios,
consulta bibliográfica o consulta de cuestiones que hayan suscitado el interés
del alumno y necesiten una discusión más amplia (-> aula virtual)
- Resolución de autoevaluaciones (-> aula virtual)
Las actividades no presenciales se organizarán en:
1.Preparación y presentación de seminarios sobre un tema relacionado con la
asignatura.
2.Tutorías.

Nº de Horas (indicar total): 158

• Clases Teóricas: 30  
• Clases Prácticas: 15  
• Exposiciones y Seminarios: 2  
• Tutorías Especializadas (presenciales o virtuales):
  • Colectivas: 3  
  • Individules: 1  
• Realización de Actividades Académicas Dirigidas:
  • Con presencia del profesorado: 6  
  • Sin presencia del profesorado: 12  
• Otro Trabajo Personal Autónomo:
  • Horas de estudio: 80  
  • Preparación de Trabajo Personal: 3  
  • ...
     
• Realización de Exámenes:
  • Examen escrito: 4  
  • Exámenes orales (control del Trabajo Personal): 2  

- Evaluación teórica: La evaluación de la asignatura está constituida por un
examen final tipo test de respuesta única que versará sobre los conceptos
impartidos en el desarrollo de la docencia. La nota del exámen tipo test
resultará de la aplicación de la fórmula NOTA = (A - E/3)*10/N,SIENDO A=Nº
ACIERTOS  E= Nº ERRORES N= Nº PREGUNTAS DE LAS QUE CONSTA EL EXAMEN
Evaluación práctica: al final de cada práctica se realizará un pequeño
cuestionario entre los alumnos para valorar el grado de comprensión alcanzado;
y deberá realizar un trabajo desarrollando los aspectos fundamentales que se
han explicado.
Los trabajos realizados, tanto personales como en equipo ponderarán en la
calificación final con hasta un 10% de la nota obtenida en el examen tipo test.

1.Física para las Ciencias de la Salud. Burns McDonald. Fondo Educativo
2.Introducción a la Física y la Biofísica. J. González Ibeas. Ed.
Alhambra.
3.Physics for biology and pre-medical students. D.M. Burns- SGG. Mc
Donald. Addison Wesley.
4.Física e Instrumentación médica. J.R. Zaragoza, M. Gómez Palacios. P.
Universidad de Sevilla
5.Physique et biophysique P.C.E.M.. Vol. 1 (Mecanique, Termodynamique,
Phisico-Chimie). Vol.2 Electricité,Electrophisiologie,Electronique)Vol.3
(Biophysique sensorielle). Vol. 4 (Bases de l’utilisation medicale et
biologique des radiations). Ed. Masson.
6.Física para las ciencias de la vida. Alan C. Cromer. Reverté.
7.Física Moderna. A. Beiser. McGraw-Hill.
8.Física. Tilley Thumm. Fondo Educativo.
9.Intermediate Physics for Medicine and Biology. R. K. Hobbie. John
Wiley.
10.Física. Vols. 1, 2, 3. M. Alonso, EJ. Finn. Ed. Fondo Educativo
Interamericano.
11.Imágenes por R.M.N. en Medicina. Pykett, Ian L. Investigación y
Ciencia. Julio 1992.
12.Physics for biology and pre-medical students. Greemberg L.M. Ed.
Saunders.
13.Health and Medical Physics. Proc. of the Int. School of
Physics “Enrico
Fermi”. Course LXVI. J. Baarli (Editor).
14.Health and Medical Physics. Proc. of the Int. School of
Physics “Enrico Fermi”. Course LXXVI.
15.Instrumentación y medidas Biomédicas. Leslie Cromwell et al. Marcombo
Boixareu Editores, 1980
16. Iniciación al estudio de la Biofísica. Mariano Labajos Claros. Anaya 2005