Curso Académico:
2022/23
633 - Máster Universitario en Ingeniería Biomédica
69728 - Tecnologías ópticas en Biomedicina
Información del Plan Docente
Año académico:
2022/23
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:
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1.1. Objetivos de la asignatura
La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:
El objetivo de la asignatura es que el estudiante comprenda y sepa utilizar un conjunto de técnicas ópticas para obtener información útil en algunas aplicaciones biomédicas.
La asignatura se centra en un conjunto de técnicas que utilizan la interacción entre la luz y los materiales para modificar u obtener información sobre esos materiales. La revisión de estas técnicas en el contexto de la biomedicina pretende familiarizar al alumno con sus aplicaciones al estudio de células, tejidos, vasos sanguíneos, prótesis, ...
La asignatura debe llevar al estudiante a conocer 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 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.
1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación
La asignatura Tecnologías Ópticas en Biomedicina es una asignatura optativa enmarcada dentro de las Tecnologías Horizontales, que pueden servir a las dos especialidades del máster.
Uno de los objetivos del máster de Ingeniería Biomédica es adaptar las herramientas y técnicas disponibles en el campo de la ingeniería al ámbito biomédico. Hoy en día las técnicas ópticas no intrusivas se utilizan en infinidad de aplicaciones prácticas en campos diferentes entre los que se incluye el ámbito biomédico. Por ello un conocimiento profundo de dichas técnicas proporcionará al alumno las herramientas necesarias para resolver problemas de medida que puedan surgir en dicho ámbito.
Por otro lado, esta asignatura permitirá al alumno desarrollar su capacidad crítica y de análisis de forma que sea capaz de tomar decisiones debidamente razonadas. Dado que los estudios de máster constituyen un puente hacia el mundo laboral su formación se verá complementada en aspectos que trascienden el ámbito académico.
1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura
Los profesores encargados de impartir la docencia pertenecen al área de Física Aplicada.
No es requisito imprescindible haber cursado asignaturas previas ni en los distintos grados que dan acceso al máster ni en los cuatrimestres anteriores del plan de estudios de este máster.
2. Competencias y resultados de aprendizaje
2.1. Competencias
Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para...
Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación (CB. 6)
Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio (CB.7)
Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimiento y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios (CB.8)
Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades (CB.9)
Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo (CB.10)
Poseer las aptitudes, destrezas y método necesarios para la realización de un trabajo de investigación y/o desarrollo de tipo multidisciplinar en cualquier área de la Ingeniería Biomédica (CG.1)
Ser capaz de usar las técnicas, habilidades y herramientas de la Ingeniería necesarias para la resolución de problemas del ámbito biomédico y biológico (CG.2)
Ser capaz de comprender y evaluar críticamente publicaciones científicas en el ámbito de la Ingeniería Biomédica (CG.3) Ser capaz de aprender de forma continuada y desarrollar estrategias de aprendizaje autónomo (CG.4)
Ser capaz de gestionar y utilizar bibliografía, documentación, legislación, bases de datos, software y hardware específicos de la ingeniería biomédica (CG.5)
Ser capaz de analizar, diseñar y evaluar soluciones a problemas del ámbito biomédico mediante conocimientos y tecnologías avanzados de biomecánica, biomateriales e ingeniería de tejidos (CO.3)
2.2. Resultados de aprendizaje
El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados...
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.
2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje
Esta asignatura permitirá al estudiante comprender la información que las técnicas ópticas pueden proporcionar en lo referente a la medida no invasiva de las propiedades mecánicas de materiales biológicos (células, tejidos, vasos sanguíneos, prótesis,..). Dado que alguna de estas técnicas se encuentran ya en aplicaciones comerciales mientras que otras se encuentran todavía en fase de desarrollo, la formación adquirida en esta asignatura puede ayudar al alumno a potenciar su carrera profesional, bien en el campo de la investigación o en un campo más comercial.
3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba
El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluación
Examen, con puntuación de 0 a 10 puntos, común para todos los grupos de la asignatura. La prueba consta de una serie de cuestiones teórico-prácticas, con una duración estimada de 2 h.
El alumno ha de obtener una puntuación mínima total de 4 puntos sobre 10 en el examen final. Se dispondrá de una prueba global en cada una de las convocatorias establecidas a lo largo del curso, en las fechas y horarios determinados por la Escuela.
- Prácticas de laboratorio (30%)
Puntuación de 0 a 10 puntos. El alumno elaborará un informe de cada una de las prácticas realizadas, que serán calificados de 0 a 10 puntos. La nota final se computará como la media de las calificaciones obtenidas en los informes.
- Trabajo de Asignatura (20%)
Puntuación de 0 a 10 puntos. En la evaluación se tendrá en cuenta la capacidad de síntesis y asimilación mostrada en la memoria presentada,
4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos
4.1. Presentación metodológica general
El proceso de aprendizaje se desarrollará en varios niveles: clases magistrales en las que se fomentará la participación del alumno, clases prácticas de laboratorio y realización de trabajos relacionados con los temas presentados en clase. La metodología que se propone trata de fomentar el trabajo continuado del estudiante.
4.2. Actividades de aprendizaje
El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en las siguientes actividades formativas:
A01 Clase magistral participativa (22 horas). El profesor expondrá los contenidos fundamentales de la asignatura. Se presentan diferentes técnicas ópticas de medida no invasiva que permiten obtener información sobre las propiedades mecánicas de materiales biológicos, incluyendo algunas aplicaciones representativas. Se les proporciona a los alumnos las diapositivas de cada una de las lecciones con suficiente antelación y los textos donde se describen los contenidos incluidos en esas diapositivas.
A03 Prácticas de laboratorio (6 horas). Esta actividad se desarrolla en grupos reducidos. Se trata de sesiones prácticas de 2 horas de duración cuyas fechas se anunciarán con suficiente antelación. Durante las sesiones el alumno ha de realizar las tareas encomendadas. A los estudiantes se les dará por adelantado el guión de cada práctica y se les requerirá la entrega de un informe escrito por práctica y por equipo. Suponen una de las partes de la evaluación, que se detalla en la sección correspondiente a las actividades de evaluación.
A05 Realización de trabajos. El trabajo se realizará de forma individual. Consistirá en un informe escrito sobre un tema elegido por el alumno, con el visto bueno del profesor, y relacionado con los temas presentados en clase. El informe consistirá en un breve resumen de un artículo de investigación o divulgativo sobre el tema elegido, junto con la opinión personal sobre el mismo. Supone una de las partes de la evaluación, que se detalla en la sección correspondiente a las actividades de evaluación.
A06 Tutoría. Horario de atención personalizada al alumno con el objetivo de revisar y discutir los materiales y temas presentados en las clases tanto teóricas como prácticas.
A08 Evaluación (2 horas). Conjunto de pruebas teórico-prácticas y presentación de informes o trabajos utilizados en la evaluación del progreso del estudiante. El detalle se encuentra en la sección correspondiente a las actividades de evaluación.
4.3. Programa
El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes lecciones:
1. Fundamentos de Óptica. Reflexión, refracción y formación de imágenes. Superposición de ondas de luz: polarización e interferencias. Coherencia. Difracción. Difusión. Láseres: tipos y propiedades.
2. Técnicas de moiré para estudios de topografía. Efecto moiré. Análisis de las figuras de moiré. Medida de formas. Ejemplos de aplicación.
3. Técnicas de moteado laser para el estudio de propiedades mecánicas de materiales (tejidos, prótesis,...). Moteado y sus propiedades. Métodos de comparación de moteados. Detección de defectos. Medida de deformaciones. Ejemplos de aplicación.
4. Técnicas de velocimetría para el estudio de flujos biológicos. Velocimetría de imágenes de partículas. Holografía digital. Ejemplos de aplicación
5. Técnicas de microscopía. Microscopio compuesto. Microscopio confocal. Microscopía holográfica. Aplicaciones.
6. Tomografía óptica. Tomografía óptica difusa (DOT). Tomografía coherente óptica (OCT). Tomografía difractiva óptica (ODT). Aplicaciones.
7. Aplicaciones terapéuticas del láser. Interacción luz-materia. Pinzas ópticas. Bisturí láser. Ablación láser. Aplicaciones.
4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave
El calendario de la asignatura de las sesiones de clases magistrales como de las sesiones de laboratorio, estará determinado por el calendario académico que el centro establezca para el curso correspondiente. Las fechas para las sesiones de laboratorio se fijarán de acuerdo con los alumnos matriculados. El calendario de presentación de trabajos se anunciará convenientemente al inicio de la asignatura.
La asignatura se imparte en el cuatrimestre de primavera. Entre las principales actividades previstas se encuentran la exposición de los contenidos teóricos, la realización de prácticas de laboratorio y la realización de trabajos relacionados con los contenidos de la asignatura.
Las fechas de inicio y fin de las clases teóricas y las pruebas de evaluación global serán las fijadas por la Escuela de Ingeniería y Arquitectura y publicadas en la página web del máster (http://www.masterib.es).