Corso di Laurea in Tecniche di Laboratorio Biomedico - Cuneo

Fornire elementi della fisica di base e della fisica applicata alla medicina, propedeutici alla fisiologia del corpo umano. Fornire le basi dell’elettromagnetismo, della circuitistica elettrica e dell’ottica, presentando alcuni strumenti utilizzati in ambito clinico-diagnostico, con accenni anche alle tecniche cromatografiche, radioisotopiche e ad ultrasuoni

Lo studente dovrà:

- aver acquisito gli elementi della fisica applicata alla medicina e propedeutici alla fisiologia del corpo umano;
- aver acquisito le basi della circuitistica elettrica e saper presentare alcuni strumenti utilizzati in ambito clinico.

L’Insegnamento si articola in due moduli:

• Fisica Applicata alla Diagnostica Biomedica: prevede 24 ore di lezione (2 CFU)
• Misurazioni e Strumenti in Ambito Diagnostico: prevede 24 ore di lezione (2 CFU)
• Scienze tecniche di medicina di laboratorio applicate alla valutazione del rischio e prevenzione in laboratorio: prevede 12 ore di lezione (1 CFU)

Le lezioni dell’insegnamento si articolano in 60 ore totali di didattica frontale, che si svolgono in aula con l’ausilio di proiezioni e slide che sono consegnate alle studente come materiale didattico

Orale

Fisica Applicata alla Diagnostica Biomedica

• Introduzione: fisica, biofisica e medicina
• Ripasso: concetti matematici di base (vettori, numeri complessi, etc.)
• Unità di misura: Sistema Internazionale, multipli e sottomultipli, notazione scientifica
• Meccanica: cinematica, leggi di Newton, energia e lavoro, onde meccaniche
• Statica e dinamica dei fluidi
• Equazione di stato dei gas, passaggi di stato
• Termometria e calore
• Circolazione, respirazione, fenomeni molecolari, osmosi
• Ottica geometrica e assorbimento
• L'atomo: numeri quantici, spettro elettromagnetico, raggi X
• Il nucleo: decadimenti radioattivi, radiazioni, interazione radiazione-materia
• Dosimetria, effetti biologici delle radiazioni, radioprotezione

Misurazioni e Strumenti in Ambito Diagnostici

• Presentazione del corso, relazioni ed attinenze all’attività del tecnico di laboratorio biomedico.
• Introduzione alle grandezze, fenomeni elettrici ed unità di misura: elettrostatica ed elettricità: legge di Coulomb, campo e potenziale elettrico, condensatori, corrente elettrica, tensione, leggi di Ohm, resistenza e potenza elettrica, effetto Joule; magnetismo: campi magnetici, induzione magnetica, legge di Biot-Savart, legge di Faraday. Leggi di Kirchhoff ai nodi e alle maglie; resistenze in serie e in parallelo, bipoli attivi; applicazioni leggi di Ohm
• Approfondimento sui circuiti in regime variabile. Transitori e filtri in frequenza
  Generalità di metrologia: il concetto di misura, misure dirette ed indirette, errori di misura e loro trattamento, prefissi moltiplicativi e demoltiplicativi delle unità di misura, notazioni di scrittura.
• Misure di grandezze elettriche: l’amperometro e le misure di corrente, il voltmetro e le misure di tensione, l’ohmmetro e le misure di resistenza elettrica, cenni alla misura di potenza nei circuiti in regime variabile. Cenni sull’oscilloscopio.
• I trasduttori di grandezze fisico chimico di interesse per il laboratorio biomedico: trasduttori di temperatura, lamina bimetallica, termocoppia, termistori, termoresistenze, trasduttori di posizione, velocità ed accelerazione lineare e radiale, trasduttore potenziometrico, encoder; trasduttori di livello; trasduttori di pressione, sensori di prossimità, primi cenni su trasduttori fotometrici.
• Generalità di elettronica: i semiconduttori. Il drogaggio dei semiconduttori. La giunzione PN ed il diodo. Impieghi del diodo nei circuiti raddrizzatori.
  Transistor e amplificatori operazionali: cenni sui transistor bipolari e ad effetto di campo e sulle loro applicazioni. Il concetto di retroazione, gli amplificatori operazionali, generalità di funzionamento; applicazioni: inseguitore di tensione, amplificatore invertente, amplificatore non invertente. Circuiti derivatore e integratore.
• Dall’elettronica analogica all’elettronica digitale: il comparatore di soglia semplice e con isteresi, il campionamento dei segnali analogici, circuito di sample & hold, esempi di convertitori analogici / digitali (flash converter).
  I segnali digitali: generalità, porte logiche ed applicazioni, applicazione per circuiti di memorizzazione (flip flop RS) e di calcolo (semisommatore e sommatore).
  La misura della concentrazione di elettroliti mediante elettrodi: costruzione di circuito elettronico di pHmetro su breadborad.
• Principi di funzionamento dello spettrofotometro e simulazioni di funzionamento. Cenni alle tecniche elettroforetiche.
  Visione di componenti, realizzazione e test di semplici circuiti di prova su breadborad, simulazione al calcolatore dei fenomeni e dei sistemi studiati.

 Measurements and instruments in diagnosis

• Presentation of the course, connections with the activities of biomedical laboratory technician.
• Introducing magnitudes, electrical phenomena and units: electrostatics and electricity: Coulomb's law, electric field and potential, capacitors, electric current, voltage, Ohm, resistance and electrical power, Joule effect; magnetism: magnetic fields, magnetic induction, the Biot-Savart, Faraday's law). Kirchhoff's laws; resistors in series and in parallel, active bipole; applications Ohm's law. Insights on circuits in variable regime. Transient and frequency filters.
• General metrology: the concept of measure, direct and indirect measures, measurement errors and their treatment, prefixes units, notations.
• Measurements of electrical quantities: the  ammeter and current measurements, the voltmeter and voltage measurements, the measurement of the electrical resistance, background power measurement in a variable speed circuits. Oscilloscope background.
  The transducers of chemical physical quantities of interest for biomedical laboratory: temperature transducers, bimetal, thermocouples, thermistors, resistance thermometers, transducers of speed and linear acceleration and radial, potentiometric transducer, encoder; level transducers; pressure transducers, proximity sensors, first background of photometric transducers.
• Electronics: Semiconductors. The doping of semiconductors. The PN junction and the diode. Uses of the diode in the rectifier circuits. ransistors and operational amplifiers: notes on bipolar and field-effect transistors and their applications. The concept of feedback, operational amplifiers: voltage follower, amplifier
  inverting, non-inverting amplifier. Differentiator and integrator circuits.
• Analog electronics to digital electronics: the simple comparator with hysteresis and threshold, the sampling of the analog signals, the sample and hold circuit, examples of analog / digital converters (flash converter).
• The digital signals: logic gates and applications, application to the storage circuits (RS flip flop) and calculation (half-adder and adder).
• The measurement of the concentration of electrolytes by means of electrodes: construction of the electronic circuit of pH-meter on breadborad.
• The spectrophotometer and simulations. Feedback of electrophoretic techniques.
• Components, implementation and testing of simple test circuits breadborad, computer simulation of phenomena and systems studied.

Techniques of laboratory medicine sciences applied to risk assessment and prevention workshops     

• concepts of risk and danger. Elements of risk measure.     
• General information on D.Lgs.81 / 2008 and other legislation concerning the matter.     
• general risks of a healthcare company.     
• specific risks of the work environment: Laboratory Analysis.     
• chemical and carcinogenic risk: identification of risk factors, labeling and safety data sheets, evaluation methodology, remediation measures.     
• biohazard: identification of risk factors, classification of biological agents, assessment methodology, remediation measures.     
• Risk ionizing and non-ionizing radiation in the laboratory.     
• Fire Hazard: elements of danger and emergency management.     
• piscosociali risks: stress, mobbing, burnout.     
• Risks from manual handling of loads: identification of risk factors, assessment methodology (NIOSH, Snook and Ciriello, OCRA), remediation measures.     
• Risk arising from the use of display screen equipment: identification of risk factors, assessment methodology, remediation measures. 
• Risk determined by the use of materials containing rubber latex.     
• Means of individual and environmental protection.