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Academic Year: 2023/24

633 - Master's Degree in Biomedical Engineering

69728 - Optical technologies in biomedicine


Teaching Plan Information

Academic year:
2023/24
Subject:
69728 - Optical technologies in biomedicine
Faculty / School:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Degree:
633 - Master's Degree in Biomedical Engineering
ECTS:
3.0
Year:
1
Semester:
Second semester
Subject type:
Optional
Module:
---

1. General information

The objective of the subject is for the student to know and understand a range of optical techniques to measure various physical quantities and to be able to use them to obtain relevant information in some biomedical applications, taking into account the particularities of each application, as well as the possibilities and limitations of these techniques. It focuses on techniques that use the interaction between light and materials to modify or obtain information about those materials.

The training provided by this subject (theoretical and practical) contributes to SDG - 3 Health and Wellness, as it enables the student to contribute to the development and application of various technologies aimed at the prevention and treatment of different diseases and health problems.

2. Learning results

  • To be able to choose the most appropriate optical technique in some biomedical applications, knowing the physical quantity to be measured, the expected range of values and the desired spatial and temporal resolution.
  • To be able to explain the operation and typical biomedical applications of the optical techniques studied.
  • To be able to apply some of the techniques to practical cases.

3. Syllabus

  1. Fundamentals of optics. Reflection, refraction and image formation. Superposition of light waves: polarization and interference. Consistency. Diffraction. Diffusion. Lasers.
  2. Moiré techniques for topography surveys. Measurement of shapes. Applications.
  3. Laser speckle techniques for the study of mechanical properties of materials (tissues, prosthesis, ...). Measurement of deformations, shape, etc. Applications.
  4. Velocimetry techniques for the study of biological flows. Particle image velocimetry. Digital holography. Applications.
  5. Microscopy techniques. Compound microscope. Confocal microscopy. Holographic microscopy. Applications.
  6. Optical tomography. Diffuse optical tomography (DOT). Optical coherence tomography (OCT). Optical diffractional tomography (ODT). Applications.

4. Academic activities

  • Classroom and laboratory activities: lectures (24 hours) and laboratory practices (6 hours).
  • Activities outside the classroom and laboratory: study and personal work (40 hours).
  • Assessment tests (4 hours)

5. Assessment system

The student must demonstrate that they has achieved the intended learning results through the following
assessment activities:

  • Written exam (50%): the test consists of a series of theoretical and practical questions. The student must obtain a minimum total grade of 4 out of 10 points.
  • Laboratory practices (30%): the student will prepare a report of each of the practices carried out. The practical sessions´ grade will be the average of the grades obtained in the reports.
  • Subject work (20%): the evaluation of the work will take into account the ability to summarise and assimilate shown in the report presented.

Students who do not pass the subject or do not opt for the previous assessment system, will be entitled to take a global test in each of the established calls for exams, on the dates and times determined by EINA.


Curso Académico: 2023/24

633 - Máster Universitario en Ingeniería Biomédica

69728 - Tecnologías ópticas en Biomedicina


Información del Plan Docente

Año académico:
2023/24
Asignatura:
69728 - Tecnologías ópticas en Biomedicina
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
633 - Máster Universitario en Ingeniería Biomédica
Créditos:
3.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:
Optativa
Materia:
---

1. Información básica de la asignatura

El objetivo de la asignatura es que el estudiante conozca y comprenda un abanico de técnicas ópticas de medida de diversas magnitudes físicas y a ser capaz de utilizarlas para obtener información relevante en algunas aplicaciones biomédicas, teniendo en cuenta las particularidades de cada aplicación, así como las posibilidades y limitaciones de dichas técnicas. La asignatura se centra en técnicas que utilizan la interacción entre la luz y los materiales para modificar u obtener información sobre esos materiales.

La formación que aporta esta asignatura (teórica y práctica) contribuye al ODS - 3 Salud y Bienestar, ya que capacita al estudiante para contribuir al desarrollo y aplicación de diversas tecnologías orientadas a la prevención y tratamiento de diversas enfermedades y problemas de salud.

2. Resultados de aprendizaje

  • Ser capaz de elegir la técnica óptica más adecuada en algunas aplicaciones biomédicas, sabiendo la magnitud física a medir, el rango de valores esperados y la resolución espacial y temporal deseadas.
  • Ser capaz de explicar el funcionamiento y las aplicaciones biomédicas típicas de las técnicas ópticas estudiadas.
  • Ser capaz de aplicar algunas de las técnicas a casos prácticos.

3. Programa de la asignatura

  1. Fundamentos de Óptica. Reflexión, refracción y formación de imágenes. Superposición de ondas de luz: polarización e interferencias. Coherencia. Difracción. Difusión. Láseres.
  2. Técnicas de Moiré para estudios de topografía. Medida de formas. Aplicaciones.
  3. Técnicas de moteado láser para el estudio de propiedades mecánicas de materiales (tejidos, prótesis, ...). Medida de deformaciones, forma, etc. Aplicaciones.
  4. Técnicas de velocimetría para el estudio de flujos biológicos. Velocimetría de imágenes de partículas. Holografía digital. Aplicaciones.
  5. Técnicas de microscopía. Microscopio compuesto. Microscopio confocal. Microscopía holográfica. Aplicaciones.
  6. Tomografía óptica. Tomografía óptica difusa (DOT). Tomografía óptica de coherencia(OCT). Tomografía óptica difraccional (ODT). Aplicaciones.

4. Actividades académicas

  • Actividades en aula y laboratorio: Clases magistrales (24 horas) y prácticas de laboratorio (6 horas).
  • Actividades fuera del aula y del laboratorio: Estudio y trabajo personal (40 horas).
  • Pruebas de evaluación (4 horas).

5. Sistema de evaluación

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes
actividades de evaluación:

  • Examen escrito (50%): La prueba consta de una serie de cuestiones teórico-prácticas. El alumno ha de obtener una puntuación mínima total de 4 puntos sobre 10 en el examen final.
  • Prácticas de laboratorio (30%): El alumno elaborará un informe de cada una de las prácticas realizadas. La nota de prácticas será la media de las calificaciones obtenidas en los informes.
  • Trabajo de Asignatura (20%): En la evaluación del trabajo se tendrá en cuenta la capacidad de síntesis y asimilación mostrada en la memoria presentada.

El estudiante que no supere la asignatura o no opte por el procedimiento de evaluación anterior, tendrá derecho a realizar una prueba global en cada una de las convocatorias establecidas, en las fechas y horarios determinados por la EINA.