P1041201 - Aplicaciones Biomédicas de los Láseres: Fundamentos Físicos (Módulo I:) - Curso 2013/2014

Información

• Créditos ECTS
• Créditos ECTS: 6.00
• Total: 6.0
• Horas ECTS
• Clase Expositiva: 18.00
• Clase Interactiva Laboratorio: 8.00
• Clase Interactiva Seminario: 16.00
• Horas de Tutorías: 6.00
• Total: 48.0

Otros Datos

• Tipo: Materia Ordinaria Máster RD 1393/2007
• Departamentos: Física Aplicada
• Áreas: Óptica
• Centro: Facultad de Física
• Convocatoria: 1º Semestre de Titulaciones de Grado/Máster
• Docencia y Matrícula: null

Profesores

Nombre	Coordinador
ARINES PIFERRER, JUSTO.	SI

Horarios

Nombre	Tipo Grupo	Tipo Docencia	Horario Clase	Horario exámenes
CLIS01	Ordinario	Clase Interactiva Seminario	SI	NO
Grupo CLE01	Ordinario	Clase Expositiva	SI	SI
Grupo CLIL_01	Ordinario	Clase Interactiva Laboratorio	SI	NO
Grupo TI-ECTS01	Ordinario	Horas de Tutorías	NO	NO

Programa

Existen programas da materia para los siguientes idiomas:

Castellano

Gallego

Inglés

Objetivos de la asignatura
Proporcionar a los alumnos formación de posgrado sobre los principios físicos de las aplicaciones biomédicas de los láseres, incluyendo los mecanismos de interacción láser.tejido, los principios físicos de su uso diagnóstico y terapéutico, las nuevas tecnologías para el contro adaptativo de haces, las aplicaciones especificas en el campo de las ciencias de la visión yuna introducción a la seguridad en el trabajo con láseres a fin de que dispongan de una panorámica amplia de las posibilidades de esta tecnología y de los principales retos pendientes en este campo.
Contenidos
1. Interacciones láser-tejidos: Introducción. Interacciones radiación-materia. Modelización: migración fotónica.
2. Principios físicos del uso terapéutico de los láseres: Mecanismos de interacción láser-tejidos. Interacciones láser-tejidos a nivel molecular: Interacción fotoquímica y PDT; Interacción fototérmica; Fotoablación; Ablación inducida por plasma; Fotodisrupción. Pinzas Ópticas. Aplicaciones.
3. Los láseres en la instrumentación optoelectrónica para diagnóstico no invasivo: Microscopía confocal. Oftalmoscopía láser de barrido. Tomografía de coherencia óptica (OCT). Espectroscopía láser (por absorción, reflexión, ruptura inducida, Raman, fluorescencia). Tomografía. Interferometría por difracción de punto.
4. Tecnologías para transformación y control de haces láser: Transformaciones de haces. Óptica Adaptativa (OA). Estrellas guía láser. OA básica para el ojo humano. Sensado de frentes de onda. Elementos y dispositivos para compensación de aberraciones: láminas de fase, espejos deformables, moduladores de luz. Sistemas biológicos de óptica adaptativa.
5. Aplicaciones en Ciencias da Visión: Medida de la calidad óptica do ojo: Métricas de calidad óptica; Disco de Scheiner; Refractometria con resolución espacial; Trazadores de rayos láser; Aberrómetros de Tscherning; Aberrómetros Hartmann-Shack. Imagen de alta resolución espacial: Oftalmoscopio de Helmholtz; cámaras de fondo de ojo de alta resolución; Oftalmoscopios confocales de barrido láser de alta resolución; OCT de alta resolución.
6. Introducción a la seguridad láser: De que se trata...?. Propiedades relevantes dos láseres. Mecanismos de daño. Peligros para o ojo. Peligros para la piel. Estándares de seguridad. Clasificación de los láseres según la peligrosidad. Señales y etiquetado de aviso. Peligro y riesgo: cómo enfocar la seguridad. Controles de ingeniería, administrativos y personales. Por que se producen os accidentes con láseres? Seguridad láser en distintos ámbitos.

Bibliografía básica y complementaria
- F. Cammatata et al, "Medical Lasers and laser tissue interaction", Phys. Educ Vol 34 156-161 (1999)
- W. Cheng et al, "Laser Immunotherapy", Molecular Biotechnology Vol.25 37-43 (2003)
- T.A. Ciulla, C.D. Regillo and A. Harris (Eds.), Retina and optic nerve imaging, Lippincot Williams&Wilkins, Philadelphia (2003)
- C. Coirault et al, "Les pinces optiques en biologie et en medecine", Medecine Sciences Vol 19, 364-367 (2003)
- A.F. Fercher, et al, "Optical coherence tomography-principles and applications", Rep. Prog. Phys., Vol 66, 239-302 (2003)
- J.M. Geary, Wavefront sensors, SPIE Optical Engineering Press 1995
- Markolf H Niemz, Laser-Tissue Interactions, Springer-Verlag, Berlin 1996
- A. Roy Henderson, A Guide to Laser Safety, Chapman&Hall, London (1997)
- P. Sharp et al, "The laser scanning ophtalmoscope", Phys Med. Biol. 951-966 (1997)
- A.J Welch et al., "Laser Physics and Laser-Tissue Interaction", Texas Heart Institute Journal, Vol 16 141-149 (1989)
- C.M. Wormington, Ophthalmic Lasers, Elsevier, Philadelphia (2003).
- E publicacións recentes de revistas académicas e profesionais, especialmente do Virtual Journal of Biomedical Optics (OSA), Journal of Biomedical Optics (SPIE) e Biophotonics (Laurin Pub. Co.)

Competencias
Al terminar el curso los estudiantes deben ser capaces de:
- Reconocer los diversos mecanismos de interacción entre la radiación láser y los tejidos, y relacionarlos con las interacciones que ocurren a nivel molecular.
- Describir los aspectos básicos de las principales aplicaciones terapéuticas de los láseres en función de sus características (longitud de onda, potencia/irradiancia, frecuencia de repetición, energía por pulso...), y formular sus efectos.
- Calcular irradiancias, potencias y dosis absorbidas, en función de las características de las fuentes, de los sistemas de control de haces y de las propiedades ópticas de los tejidos.
- Describir las diversas técnicas de uso de los láseres para diagnóstico no invasivo, sus potencialidades y limitaciones.
- Efectuar cálculos cuantitativos para determinar la resolución en la medida de magnitudes que permiten las diversas técnicas diagnósticas.
- Describir los principios de funcionamento, ventajas y limitaciones de los sistemas de óptica adaptativa, especificar sus características básicas en función del tipo de aplicación y proponer estrategias para su integración en equipos optoelectrónicos diagnósticos o terapéuticos.
- Especificar las tecnologías de elección para la medida y compensación de aberraciones de haces en función del tipo de aplicación.
- Indicar los sistemas adecuados para la medida de aberraciones oculares y la obtención de imágenes de fondo de ojo de alta resolución espacial.
- Describir los efectos sobre la óptica del ojo de las técnicas de cirugía refractiva asistidas por láser, incluyendo la eficacia en la compensación de las aberraciones de alto orden.
- Conocer los principales mecanismos de daño potencialmente asociados a los láseres, poseer nociones básicas para hacer una primera evaluación de su nivel de riesgo, conocer los estándares de seguridad y las estrategias orientadas a la prevención de accidentes y control de sus daños.

Metodología de la enseñanza
Los temas son presentados por los docentes y comentados con los estudiantes en las clases presenciales, localmente y a distancia a través del sistema de imagen y VoIP del programa de posgrado. Los contenidos básicos son proporcionados en formato digital a las personas matriculadas. Cada persona debe elaborar uno o varios trabajos durante el curso sobre el tema o temas indicados por el profesor y realizar las prácticas planteadas por el profesor.
Sistema de evaluación
La asistencia a las clases (local o en campus a distancia) es obligatoria, cuando menos en un 80%, salvo en el caso en que las clases comiencen con menos de una hora de margen desde el final de la jornada laboral, en que el mínimo de asistencia se sitúa en un 60%
La evaluación se efectuará en base a la asistencia y participación en las clases, el / los trabajo de curso que sean asignados a cada persona por el docente y el examen que se realizará en las fechas fijadas por los órganos competentes

Tiempo de estudio y trabajo personal
Esta materia equivale a 6 créditos ECTS, que a 25 horas/credito suponen 150 horas de trabajo. Según lo establecido en la Planificación Docente Anual oficial de la materia, estas horas se distribuyen como sigue:
Horas presenciales: 60; de las cuales 34 (teoría), 8 (prácticas) y 6 (tutorías)
Horas no presenciales: 90