Física Médica

O obxectivo da materia é formar ao alumno nos conceptos e competencias básicas da Física Médica.

RESULTADOS DA APRENDIZAXE:
Con respecto á materia Física médica, o alumno demostrará:
- Que argumenta con criterios racionais
- Que emprega novas tecnoloxías
- Que manexa técnicas básicas de dosimetría e imaxe.

1) Fundamentos de interacción radiación-materia.
- Interacción de partículas cargadas.
Dispersión elástica e inelástica.
Breemstrahlung e aniquilación de positrón.
Poder de freado másico electrónico, nuclear e radiativo.
Enerxía crítica. Dispersión múltiple.
Alcance CSDA.
- Interacción de partículas no cargadas.
Coeficiente de atenuación lineal e másico.
Interaccións de fotóns na materia:
Compton, Fotoeléctrico, Rayleigh e Creación de pares.
Reaccións fotonucleares.
Raios X característicos. Fluorescencia e electrons Auger.
Enerxía transferida a partículas cargadas.
Interaccións de neutróns na materia:
Dispersión elástica, inelástica, captura e fisión.
Procesos de moderación. Fontes de neutróns.

2) Radiometría e dosimetría.
- Magnitudes radiométricas. Fluencia. Distribución de radiancia de partículas.
- Magnitudes estocásticas e non-éstocásticas en dosimetría. Microdosimetría.
- Kerma. Kerma de colisión e de radiación.
- Coeficiente de transferencia de enerxía e de absorción de enerxía.
- Exposición e Kerma.
- Transferencia lineal de enerxía e Cema.
- Dosis absorbida.
- Equilibrio de partículas cargadas. Build-up.
- Teoría de cavidades. Modelo de Bragg-Gray. Modelo de Burlin.
- Dosimetría baseada en patróns de dose absorbida en auga (TRS398).

3) Radioloxía Diagnóstica
- Introducción ás modalidades de imaxe. Calidade de imaxe.
- Producción raios X, tubos e xeradores. Calidade de feixe.
- Radioloxía basada en pantalla-película
- Mamografía
- Fluoroscopia
- Radioloxía Dixital
- Tomografía Computarizada
- Resonancia Magnética Nuclear
- Ultrasons
- Outras modalidades
- PACS e telerradioloxía
- Diagnóstico Asistido por Ordenador

4) Medicina Nuclear
- Radioactividade e transformacions nucleares.
- Producción de radiofármacos.
- Imaxe Planar. A Gammacámara.
- Tomografía por emisión de fotón único (SPECT)
- Tomografía por emisión de positrons (PET).
- Terapia con radioisótopos.

5) Radiobioloxía
- Mecanismos directos e indirectos de daño celular.
- Factores físicos, químicos e biolóxicos.
- Escala temporal de desenvolvemento.
- Efectos estocásticos e deterministas.
- Modelo de blanco múltiple e modelo lineal-cuadrático.
- Eficiencia radiobiolóxica (RBE).
- Radioterapia: probabilidade de control tumoral (TCP).

6) Radioterapia
- Feixes externos: Ortovoltaxe, Co-60 e aceleradores médicos
- Producción e colimación do feixe.
- Caracterización dos feixes de radiación.
- Radioterapia conforme e de intensidade modulada.
- Sistemas de planificación.
- Braquiterapia.
- Terapia de protones e iones pesados.

7) Protección radiolóxica:
- Principio ALARA (distancia, tempo e barreira).
- Cantidades limitadoras e operacionais en protección radiolóxica.
- Límites de dose de acordo a normativa nacional e internacional.
- Normativa legal básica e organismos competentes.



Prácticas de laboratorio:
- Dosimetría en feixes de raios X e gamma.
- Probas de imaxe con sistema de radiografía dixital e Tomografía Computada mediante un detector lineal.

A Bibliografía Básica:

- Dance DR, Christofides S, Maidmet ADA, McLean ID, Ng KH: “Diagnostic Radiology Physics”. IAEA 2014.
– Wolbarst AB: “Physics of Radiology”. Medical Physics Publishing. 2005.
- E. B. Podgosark “Dosimetry and Medical Radiation Physics” IAEA 2005
- Pedro Andreo, David T. Burns, Alan E. Nahum, Jan Seuntjens, Frank Herbert Attix “Fundamentals of Ionizing Radiation Dosimetry” John Wiley & Sons (2017)


Bibliografía Complementaria:

– Dowsett DJ, Kenny PA, Johnston RE: “The Physics of Diagnostic Imaging”. Chapman & Hall Medical. 1998.
– Bushberg JT, Seibert JA, Leidholdt EM, Boone JM: “The Essential Physics of Medical Imaging”. Lippincott Williams & Wilkins. 2002.
- F. Khan: "The Physics of radiation therapy". Lippincott Williams & Wilkins. 2004.
– Wolbarst AB: “Physics of Radiology”. Medical Physics Publishing. 2005.
- K. Bethge et al. “Medical applications of nuclear physics” Springer 2004
- F. H. Attix “Introduction to Radiological Physics and Radiation Dosimetry” John Wiley & Sons 1986
- H. E. Johns & J. R. Cunnigham “The Physics of Radiology” Charles C. Thomas Publisher 1983
- W. H. Hallenbeck “Radiation Protection” Lewis Publishers 1994
- Essential nuclear medicine physics. Powsner, Rachel A. Malden : Blackwell Publishing , cop. 2006. VIII, 206 p. : il. ; 26 cm
- Physics in nuclear medicine. Cherry, Simon R. Philadelphia, PA : Saunders, c2003. XIII, 523 p. : ill. ; 27 cm
- Basic Physics of Nuclear Medicine. http://en.wikibooks.org/wiki/Basic_Physics_of_Nuclear_Medicine
- Nuclear Medicine Information. http://www.nucmedinfo.com/Pages/physic.html

BÁSICAS E XENERAIS

CB1 - Que os estudantes demostrasen posuír e comprender coñecementos nunha área de estudo que parte da base da educación secundaria xeral, e adóitase atopar a un nivel que, aínda que se apoia en libros de texto avanzados, inclúe tamén algúns aspectos que implican coñecementos procedentes da vangarda do seu campo de estudo.
CB2 - Que os estudantes saiban aplicar os seus coñecementos ao seu traballo ou vocación dunha forma profesional e posúan as competencias que adoitan demostrarse por medio da elaboración e defensa de argumentos e a resolución de problemas dentro da súa área de estudo.
CB3 - Que os estudantes teñan a capacidade de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro da súa área de estudo) para emitir xuízos que inclúan unha reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica ou ética.
CG1 - Posuír e comprender os conceptos, métodos e resultados máis importantes das distintas ramas da Física, con perspectiva histórica do seu desenvolvemento.
CG2 - Ter a capacidade de reunir e interpretar datos, información e resultados relevantes, obter conclusións e emitir informes razoados en problemas científicos, tecnolóxicos ou doutros ámbitos que requiran o uso de coñecementos da Física.
CG3 - Aplicar tanto os coñecementos teóricos-prácticos adquiridos como a capacidade de análise e de abstracción na definición e formulación de problemas e na procura das súas solucións tanto en contextos académicos como profesionais.

TRANSVERSAIS
CT1 - Adquirir capacidade de análise e síntese.
CT2 - Ter capacidade de organización e planificación.
CT5 - Desenvolver o razoamento crítico.

ESPECÍFICAS
CE1 - Ter unha boa comprensión das teorías físicas máis importantes, localizando na súa estrutura lóxica e matemática, o seu soporte experimental e o fenómeno físico que pode ser descrito a través deles.
CE2 - Ser capaz de manexar claramente as ordes de magnitude e realizar estimacións adecuadas co fin de desenvolver unha clara percepción de situacións que, aínda que fisicamente diferentes, mostren algunha analogía, permitindo o uso de solucións coñecidas a novos problemas.
CE3 - Familiarizarse cos modelos experimentais máis importantes, ademais ser capaces de realizar experimentos de forma independente, así como describir, analizar e avaliar críticamente os datos experimentais.
CE4 - Ser capaz de comparar novos datos experimentais con modelos dispoñibles para revisar a súa validez e suxerir cambios que melloren a concordancia dos modelos cos datos.
CE5 - Ser capaz de realizar o esencial dun proceso ou situación e establecer un modelo de traballo do mesmo, así como realizar as aproximacións requiridas co obxecto de reducir o problema ata un nivel manexable. Demostrará posuír pensamento crítico para construír modelos físicos.
CE6 - Comprender e dominar o uso dos métodos matemáticos e numéricos máis comunmente utilizados en Física
CE7 - Ser capaz de utilizar ferramentas informáticas e desenvolver programas de software
CE8 - Ser capaz de manexar, buscar e utilizar bibliografía, así como calquera fonte de información relevante e aplicala a traballos de investigación e desenvolvemento técnico de proxectos

Activarase un curso na plataforma Moodle do Campus Virtual. Nesta plataforma o alumno disporá de material didáctico e recursos complementarios.

O curso consta de 33 horas de docencia con pizarra e 9 horas interactivas e de prácticas, xunto con 3 horas de titoría en pequeno grupo. Cada semana solicitarase aos estudantes que resolvan un exercicio que se realizará na seguinte clase de xeito interactivo (durante 30 minutos).
Durante as clases de teoría explicaranse os conceptos básicos que os estudantes deberán desenvolver en profundidade na resolución de exercicios e prácticas.
As clases prácticas consistirán non só no desenvolvemento dun traballo senón tamén na discusión co profesor dos resultados acadados.

Seguiranse as indicacións metodolóxicas xerais establecidas no Informe de Física de Titulación da USC. As clases serán presenciais cunha distribución de horas expositivas e interactivas segundo o Informe de grao de física. As titorías poden ser tanto presenciais como telemáticas. No caso de ser telemática será necesaria unha cita.

O alumno poderá escoller a súa nota mediante unha avaliación continua, que consta dos seguintes elementos de avaliación:

i) Resolución de tres probas tipo presencial durante o curso
ii) Entrega de exercicios e tarefas
iii) Participación e participación na clase
iv) Prácticas

Ou realizando un exame escrito presencial nas datas que figuran na programación docente da Facultade.

No caso de realizar o exame final, a nota será a nota máxima entre a avaliación continua e / ou o exame final.

Os estudantes presentaranse á segunda oportunidade realizando un exame escrito presencial nas datas establecidas no programa docente da Facultade.

Horas de traballo presencial: 45h
Horas de traballo non presencial: 67.5h
Total materia: 112.5h

Recoméndase realizar os exercicios propostos para un mellor seguimento e comprensión do tema. Recoméndase a consulta da bibliografía fundamental e unha implementación crítica e detallada das prácticas propostas.