Biofísica Objetivos y Contenidos

1. BiofísicaObjetivosyContenidos Dr. Juan José Aranda Aboy

2. 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

3. 1. Introducción qFísica, Química, Biología, Matemáticas, Informática y Modelos. q¿Qué es Biofísica? qLas 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

4. 2. Biomecánica qEstática. Momento de una fuerza. qElasticidad por flexión plana. Elasticidad por torsión. qElasticidad en tubos. qTensión en la pared de los ventrículos. qElasticidad 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 qLey cero: Termometría qPrimera Ley de la Termodinámica qTransmisión del Calor qSegunda 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 qTensión superficial. Coeficiente. Ley de Laplace - Young. qCapilaridad. Ley de Jurin. Ley de Tate. Embolia gaseosa. qEcuación de Bernouilli. Fenómeno de Venturi. qViscosidad cinemática. Bingham. Casson. qLey de Pouseuille - Hagen. qNúmero 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

7. 5. La Respiración qVolumen pulmonar. qFlujo pulmonar. qDifusión pulmonar. qHipopresión 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 qSuspensiones de partículas en fluidos en movimiento. qTrabajo y rendimiento cardiacos. qGasto cardiaco. Ley de Fick. qFlujo sanguíneo. Método Doppler-Fizzeau. qPresión 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. qPotencial creado por un dipolo. qPotencial creado por una hoja eléctrica. qDipolo cardiaco equivalente. qVectorcardiograma. qElectrocardiografía. Triángulo de Einthoven. qElectroencefalografía, Electro miografía y Electro oculografía. qCampos 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

10. 8. Biofísica sensorial qLuz y Visión qFuentes luminosas. Receptores luminosos. qAgudeza visual. qDecibelio y fon. qOído 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 qOrigen y clasificación de las radiaciones. qInteracción con la materia. qDetección de las radiaciones ionizantes. Dosimetría qRadiaciones 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 qHipótesis y Métodos. qEntropía. qModelación de Sistemas biológicos qCaos 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

13. 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 Laboratorio1 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 Laboratorio2 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

16. SISTEMA DE EVALUACIÓN La evaluación de la asignatura se realiza con las ponderaciones: Parte teórica: ·Dos pruebas solemnes 20% cada una ·Presentación del Seminario 10% ·Un examen global 30 %. Parte práctica: ·Experiencias de Laboratorio:20 %. Se recomiendacumplir con un 70 % de asistencia a clases. Dr. Juan José Aranda Aboy Profesor - Investigador Titular

17. BIBLIOGRAFÍA ·Davidovits,P. “Physics in Biology and Medicine” 2nd Ed. Academic Press, 2001 (ISBN 0-12-204840-7) ·Fernández, B. “Introducción a la Mecánica de Fluidos” 3ra edición. Ed. Universidad Católica de Chile, 2000 (ISBN 956-14-0290-4) ·Franco García, A. “Física con ordenador. Curso Interactivo de Física en Internet”, 2002, http://www.sc.ehu.es/sbweb/index.htm ·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, 1999. (ISBN 0-521-57095-6) ·Hobbie,R.K. “Intermediate Physics for Medicine and Biology” 3rd Ed. Springer-Verlag, 1997 (ISBN 1-56396-458-9) ·Jou,D.; Llebot,J.E. y Pérez García,C. “Física para Ciencias de la Vida” McGrawHill / Interamericana, 1994 (ISBN 84-481-1817-0) ·Krauskopft, K.B. y Beiser,A. “El Universo de las Ciencias Físicas” 5ta Edición McGrawHill, 1990 (ISBN 0-07-035484-7) ·Montero,F. y Morán,F. “Biofísica: Procesos de Autoorganización en Biología”, Eudema Universidad, 1992 (84-7754-099-3) ·Parisi,M. “Temas de Biofísica”. McGrawHill /Interamericana, 2001 (ISBN 956-278-144-5) ·Serway,R.A “Física” 3ra edición. McGrawHill, 1993 (ISBN 970-10-0328-4) ·Webster, J.G. “Bioinstrumentation”, 2001, en Internet: http://courses.engr.wisc.edu/ecow/get/bme/310/webster/bme310bioi/ Dr. Juan José Aranda Aboy Profesor - Investigador Titular