Bases physiques des sciences médicales, y compris les bases physiques de l'imagerie médicale

Durée

50h Th, 8h Pr, 20h REPE

Nombre de crédits

Enseignant

Maryse Hoebeke

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue française

Organisation et évaluation

Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier

Horaire

Horaire en ligne

Unités d'enseignement prérequises et corequises

Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme

Contenus de l'unité d'enseignement

Le cours de physique comporte à la fois de la biophysique et des  bases physiques de l'imagerie médicale. Les applications de la physique dans le cadre de l'instrumentation médicale sont spectaculaires. Quel chemin parcouru depuis l'invention du stéthoscope par Laennec en 1819 et la découverte des rayons X par Roetgen en 1895 ! Radiographie, scintigraphie, tomographie, échographie, thermographie et plus récemment encore l'imagerie de résonance nucléaire et la tomographie à émission de positons révolutionnent les possibilités diagnostiques.
Le cours se subdivise en plusieurs  parties contenant entre autres :
1.L'optique géométrique et plus particulièrement les bases physiques de l'ophtalmologie et de l'endoscopie
2.  Travail, énergie, puissance, quantité de mouvement, impulsion
3. Electromagnétisme et notamment les bases physiques de l'électrophysiologie et de l'imagerie de RMN

4. Biomécanique avec une introduction à la physique des matériaux

5. Mécanique des fluides et plus particulièrement l'écoulement du sang dans le système circulatoire et la biophysique de la respiration
6. L'échographie et l'écho Doppler
7. La scintigraphie et le PET scan
8. Les rayons X
9. La RMN et l'IRM
10. Notions de thermodynamique

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

La physique peut servir à la médecine d'une manière pragmatique. L'application des règles de la physique permet d'expliquer un grand nombre de mécanismes biologiques et de remédier à certaines déficiences. Les méthodes physiques utilisées en médecine et qui devront faire l'objet de développements ultérieurs lors de cours spécialisés nécessitent une initiation à la physique afin d'apprendre les clés du raisonnement. Les systèmes biologiques sont des systèmes réels, tout aussi contraints par la physique qu'une machine à vapeur ou un ordinateur. L'apprentissage des règles de la physique permet d'expliquer un grand nombre de mécanismes et de techniques de pointes qui cesseront ainsi d'être des boîtes noires. Les concepts de physique qui sous-tendent plusieurs techniques d'imagerie médicale seront introduits afin que les étudiants prennent conscience de l'origine des informations reçues, de certaines limites des techniques utilisées, des artefacts éventuels et des effets secondaires possibles inhérents à la technique en elle-même. Les questions suivantes de culture générale montrent que la physique intervient fréquemment en biologie et en médecine. Les lois de la physique limitent les possibilités d'utilisation du microscope. Pourra-t-on observer au moyen d'un microscope une cellule du foie, une protéine, un atome d'hydrogène ? Dans un électroencéphalogramme que mesure-t-on ? Qu'appelle-t-on dialyse ? Comment peut-on se servir du marquage isotopique en médecine ? De quel type de danger faut-il tenir compte lors de son utilisation ? Quel est le rôle d'un stimulateur cardiaque ? Dans quels processus biologiques la pesanteur joue-t-elle un rôle ?

Savoirs et compétences prérequis

Une bonne connaissance de certaines notions de base en mathématique et en physique relevant de l'enseignement secondaire est nécessaire pour une approche optimale du cours. Un site accessible à tous permettra aux étudiants de tester leurs pré acquis, des notes théoriques , des résolutions d'exercices intéractives , des vidéos, etc permettront une aide individualisée à la réussite . Des permanences sont organisées également par des enseignants du secondaire et des assistants pédagogiques afin de rappeler aux étudiants les notions de base et d'établir une passerelle entre le secondaire et l'enseignement de première candidature.

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

L'enseignement donné par le professeur dans l'amphithéâtre sera complété par des séances d'exercices et des séances de travaux pratiques donnés par les assistants à de plus petits groupes. Les cours théoriques seront dans la mesure du possible podcastés . Les problème de physique permettent d'interpréter une situation inédite et de construite un schéma de réflexion propre afin de le résoudre. Observer, hiérarchiser les informations, analyser et comparer c'est le propre de la démarche scientifique qui dépasse le cadre de ce cours et aidera l'étudiant par la suite à faire face à des situations nouvelles . En conséquence,  l'équipe pédégogique favorisera une participatiopn active des élèves dans leur apprentissage.  Les travaux pratiques : bases physiques du microscope modélisation du comportement électrique de l'axone L'horaire des répétitions et des TP sera communiqué en temps utile aux étudiants. Les TP sont obligatoires et les présences seront prises lors des séances. En cas d'absence aux séances de travaux pratiques, un justificatif devra être rentré dans la semaine qui suit le retour au secrétariat. Un test formatif en présentiel est prévu à mi formation. L'étudiant trouvera sur la plateforme un simulateur d'examens capable de générer des tests sur les différentes parties de la matière. L'étudiant ayant réussi l'ensemble des activités aura accès à un test formatif en présentiel en fin de formation.  Attention, il est vivement conseillé d'aller régulièrement participer aux activités prévues sur la plate forme ( forum, journal de bors, agenda conseillé, travail sur pré requis etc)

Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)

L'horaire de cours vous sera communiqué à la rentrée

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

Physique expérimentale
J. KANE & M. STERHEIM, Physique, Dunod, paris,
4ème édition revue par P. Ghosez, M. Hoebeke, G. Llabrès
notes de laboratoire
"Imagerie médicale, bases physiques" par A. Seret et M. Hoebeke, édition de l'Université de Liège
ecampus

 


En complément des remédiations organisées dans le cadre du cours, le MOOC Physique, développé à l'ULiège et portant sur la mécanique, pourra constituer une ressource supplémentaire intéressante aux étudiants rencontrant des difficultés avec cette matière. 
Le MOOC est disponible toute l'année académique gratuitement. Il est néanmoins nécessaire de s'inscrire sur la plate-forme FUN pour pouvoir y accéder.
Lien : https://www.fun-mooc.fr/fr/cours/physique-mecanique-bien-entamer-lenseignement-superieur/
 

Modalités d'évaluation et critères

Examen(s) en session

Toutes sessions confondues

- En présentiel

évaluation écrite ( QCM, questions ouvertes )


Explications complémentaires:

L'étudiant ne doit pas être le récepteur passif d'un savoir que l'enseignant lui transmet. Il devra pouvoir s'activer intellectuellement à partir des compétences qui lui sont enseignées et dépasser les automations d'exécution acquises par la simple répétition. Des questions pour réfléchir sont incluses dans le cours afin que l'étudiant puisse vérifier qu'il est capable d'interpréter des situations inédites et de construire un schéma de réflexion qui lui est propre.

 

Stage(s)

Remarques organisationnelles et modifications principales apportées au cours

En dehors des cours théoriques, les étudiants ont la possibilité de poser au professeur des questions de physique. Ces séances se feront en ligne.  Des renseignements utiles sont également disponibles sur internet (code du cours). Pour les questions concernant les répétitions et les laboratoires, les étudiants peuvent s'adresser aux assistants concernés. Les étudiants peuvent également bénéficier de l'aide de remédiateurs pour le cours de physique. Le remédiateur est là plus spécifiquement pour établir une jonction entre l'enseignement secondaire et l'enseignement universitaire. Des permanences sont organisées et des rendez vous peuvent être pris En cas de problèmes urgents, vous pouvez contacter M. Hoebeke sur son GSM : 0476 23 74 23 Problèmes administratifs : contacter Mme Renson 04/366 3614 . Pour les TP: Mme Prosperi par mail

Contacts

Professeur Maryse HOEBEKE, local 1/14, Bâtiment Physique B5, tél: 04/366 36 51, GSM 0476/23 74 23, Email: M.Hoebeke@ulg.ac.be Secrétariat: C. Renson, Bâtiment Physique B5, tél: 04/366 36 14, Email: christine.renson@uliege.be Logisticien : Cristelle Prosperi, Bâtiment Physique B5, tel : 04/3663663 Email : Christelle.Prosperi@ulg.ac.be Responsable plateforme PX Marique 043663631 pxmarique@ulg.ac.be

Association d'un ou plusieurs MOOCs

Le MOOC 'Physique- Mécanique : bien entamer l'enseignement supérieur (S2)' est associé à ce cours.


Explications complémentaires:

En complément des remédiations organisées dans le cadre du cours, le MOOC Physique, développé à l'ULiège et portant sur la mécanique, pourra constituer une ressource supplémentaire intéressante aux étudiants rencontrant des difficultés avec cette matière. 
Le MOOC est disponible toute l'année académique gratuitement. Il est néanmoins nécessaire de s'inscrire sur la plate-forme FUN pour pouvoir y accéder.
Lien : https://www.fun-mooc.fr/fr/cours/physique-mecanique-bien-entamer-lenseignement-superieur/
 

Notes en ligne