P1041201 - Aplicacións Biomédicas dos Láseres: Fundamentos Físicos (Módulo I:) - Curso 2013/2014

Información

• Créditos ECTS
• Créditos ECTS: 6.00
• Total: 6.0
• Horas ECTS
• Clase Expositiva: 30.00
• Clase Interactiva Laboratorio: 8.00
• Clase Interactiva Seminario: 16.00
• Horas de Titorías: 6.00
• Total: 60.0

Outros Datos

• Tipo: Materia Ordinaria Máster RD 1393/2007
• Departamentos: Física Aplicada
• Áreas: Óptica
• Centro: Facultade de Física
• Convocatoria: 1º Semestre de Titulacións de Grao/Máster
• Docencia e Matrícula: Primeiro Curso (1º 1ª vez)

Profesores

Nome	Coordinador
BARA VIÑAS, SALVADOR XURXO.	SI

Horarios

Nome	Tipo Grupo	Tipo Docencia	Horario Clase	Horario exames
Grupo /CLE_01	Ordinario	Clase Expositiva	SI	SI
Grupo /CLIL_01	Ordinario	Clase Interactiva Laboratorio	NON	NON
Grupo /CLIS_01	Ordinario	Clase Interactiva Seminario	NON	NON
Grupo /TI-ECTS01	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON

Programa

Existen programas da materia para os seguintes idiomas:

Castelán

Galego

Inglés

Obxectivos da materia
Proporcionar aos e ás estudantes formación de posgrao sobre os principios físicos das aplicacións biomédicas dos láseres, incluindo os mecanismos de interacción láser-tecidos, os principios físicos do seu uso diagnóstico e terapéutico, as novas tecnoloxías para o control adaptativo de feixes, as aplicacións específicas no campo das ciencias da visión e unha introdución á seguridade no traballo con láseres, a fin de que dispoñan dunha ampla panorámica das posibilidades desta tecnoloxía e dos principais retos pendentes neste campo.
Contidos
1. Interaccións láser-tecidos: Introdución. Interaccións radiación-materia. Modelización: migración fotónica.

2. Principios físicos do uso terapéutico dos láseres: Mecanismos de interacción láser-tecidos. Interaccións láser-tecidos a nivel molecular: Interacción fotoquímica e PDT; Interacción fototérmica; Fotoablación; Ablación inducida por plasma; Fotodisrupción. Pinzas Ópticas. Aplicacións.

3. Os láseres na instrumentación optoelectrónica para diagnóstico non invasivo: Microscopía confocal. Oftalmoscopía láser de barrido. Tomografía de coherencia óptica (OCT). Espectroscopía láser (por absorción, reflexión, ruptura inducida, Raman, fluorescencia). Velocimetría doppler. Tomografía. Interferometría por difracción de punto.

4. Tecnoloxías para transformación e control de feixes láser: Transformacións de feixes. Óptica Adaptativa (OA). Estrelas guía láser. OA básica para o ollo humano. Sensado de frentes de onda. Elementos e dispositivos para compensación de aberracións: láminas de fase, espellos deformables, moduladores de luz. Sistemas biolóxicos de óptica adaptativa.

5. Aplicacións en Ciencias da Visión: Medida da calidade óptica do ollo: Métricas de calidade óptica; O disco de Scheiner; Refractometria con resolución espacial; Trazadores de raios láser; Aberrómetros de Tscherning; Aberrómetros Hartmann-Shack. Imaxe 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. Introdución á seguridade láser: De que se trata...?. Propiedades relevantes dos láseres. Mecanismos de dano. Perigos para o ollo. Perigos para a pel. Estándares de seguridade. Clasificación dos láseres segundo a perigosidade. Sinais e etiquetaxe de aviso. Perigo e risco: como enfocar a seguridade. Controis de enxeñería, administrativos e persoais. Por que se producen os accidentes con láseres? Seguridade láser en distintos ámbitos.

Bibliografía básica e 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
Ao remataren o curso as e os estudantes deben ser quen de:

- Recoñecer os diversos mecanismos de interacción entre a radiación láser e os tecidos, e relacionalos coas interaccións que ocorren a nivel molecular.
- Describir os aspectos básicos das principais aplicacións terapéuticas dos láseres en función das súas características (lonxitude de onda, potencia/irradiancia, frecuencia de repetición, enerxía por pulso...), e formular os seus efectos.
- Calcular irradiancias, potencias e doses absorbidas, en función das características das fontes, dos sistemas de control do feixe e das propiedades ópticas dos tecidos.
- Describir as diversas técnicas de uso dos láseres para diagnóstico non invasivo, as súas potencialidades e limitacións.
- Efectuar cálculos cuantitativos para deteminar a resolución na medida de magnitudes que permiten as diversas técnicas diagnósticas.
- Describir os principios de funcionamento, ventaxas e limitacións dos sistemas de óptica adaptativa, especificar as súas características básicas en función do tipo de aplicación e propor estratexias para a súa integración en equipos optoelectrónicos diagnósticos ou terapéuticos.
- Especificar as tecnoloxías de elección para a medida e compensación de aberracións de feixes, en función do tipo de aplicación.
- Indicar os sistemas adecuados para a medida de aberracións oculares e a obtención de imaxes de fondo de ollo de alta resolución espacial.
- Describir os efectos sobre a óptica do ollo das técnicas de cirurxía refractiva asistidas por láser, incluindo a eficacia na compensación das aberracións de alta orde.
- Coñecer os principais mecanismos de dano potencialmente asociados aos láseres, posuir nocións básicas para facer unha primeira avaliación do seu nivel de risco, coñecer os estándares de seguridade e as estratexias orientadas á prevención de accidentes e control dos seus danos.

Metodoloxía da ensinanza
Os temas son presentados polos docentes e comentados cos e coas estudiantes en ensino presencial, localmente e a distancia a traverso do sistema de imaxe e VoIP do programa de posgrao. Os contidos básicos son fornecidos en formato dixital ás persoas matriculadas. Cada persoa debe elaborar un ou varios traballos de curso sobre o tema ou temas indicados polo profesor ou profesora
Sistema de evaluación
A presencia nas clases (local ou en campus a distancia) é obrigatoria, cando menos nun 80%, salvo no caso en que as clases comecen con menos dunha hora de marxe dende o remate da xornada laboral, en que o mínimo de asistencia se sitúa nun 60%
A avaliación efectuaráse en base á asistencia e participación nas clases, o(s) traballo(s) de curso que lle sexa(n) asignado(s) a cada persoa polo docente e o exame que se realizará nas datas fixadas polos órganos competentes

Tempo de estudo e traballo persoal
Esta materia equivale a 6 créditos ECTS, que a 25 horas/credito supoñen 150 horas de traballo. Segundo o establecido na Planificación Docente Anual oficial da materia, estas horas distribúense como sigue:

Horas presenciais: 60; das cales 30 (Clase expositiva), 16 (Clase interactiva seminario), 8 (clase interactiva laboratorio) e 6 (titorías)
Horas non presenciais: 90
Recomendacións para o estudo da materia
- Repasar os conceptos básicos de óptica.
- Utilizar intensivamente os recursos disponibles na rede, logo de facer unha análise crítica do seu contido

Observacións
Nota: en caso de discrepancia accidental entre as versións deste documento en diferentes línguas, o texto orixinal en galego é a referencia.