Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Optyka w medycynie
Koordynator przedmiotu:
dr inż. Wojciech Krauze
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Mechatronics
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
MOP
Semestr nominalny:
1 / rok ak. 2020/2021
Liczba punktów ECTS:
4
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1) Liczba godzin bezpośrednich - 33,w tym: a) wykład - 30 b) konsultacje -3 2) Praca własna studenta- 70, w tym: a) bieżące przygotowanie się do wykładu, studiowanie zalecanej literatury, rozwiązywanie problemów omówionych i podstawionych na wykładzie - 50 b) przygotowanie do egzaminu - 20 Suma 100 (4 ECTS)
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Liczba godzin bezpośrednich - 33, w tym: a) wykład - 30 b) konsultacje -3 suma: 33 (1,5 ECTS)
Język prowadzenia zajęć:
angielski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Liczba godzin o charakterze praktycznym: 25, w tym: a) rozwiązywanie problemów omówionych i postawionych na wykładzie - 25 suma: 25 (1 ECTS)
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Podstawy fotoniki
Limit liczby studentów:
40
Cel przedmiotu:
Poznanie właściwości promieniowania lasera, jego oddziaływania na tkankę, nisko i wysokoenergetycznych metod terapii laserowej oraz optycznych metod obrazowania w diagnostyce biomedycznej z zastosowaniem propagacji światła w ośrodkach rozpraszających (metody sortowania fotonów, optoakustyka, optyczna tomografia koherencyjna).
Treści kształcenia:
Treść wykładu 1. Podstawy techniki laserowej. (3h) Promieniowanie świetlne w medycynie - rys historyczny. Najważniejsze parametry charakteryzujące promieniowanie optyczne. Podstawy fizyczne działania lasera. Podstawowe klasyfikacje laserów. Przykładowe zastosowania w medycynie (w szczególności laserów półprzewodnikowych). 2. Oddziaływanie promieniowania z tkanką (2h) Głębokość wnikania i absorpcja promieniowania dla wybranych tkanek w funkcji długości fali promieniowania. Mechanizmy oddziaływania promieniowania na tkankę (fotochemiczne, fototermiczne, fotojonizacyjne i elektromechaniczne). Dawkowanie promieniowania. Aparatura. 3. Wybrane zagadnienia terapii laserowej (3h) Jednostki chorobowe do napromienienia laserem małej mocy. Leczenie laserami energetycznymi (w tym metoda PDT, gastroenterologia, rekanalizacja naczyń krwionośnych, okulistyka, choroby układu krążenia - angioplastyka, mioplastyka). 4. Nowe optyczne metody obrazowania w medycynie (2h) Propagacja światła w ośrodku rozpraszającym. Metody sortowania (bramkowania) fotonów. Metoda LTPS (w świetle przechodzącym ze skanowaniem konfokalnym) i obrazowania z zastosowaniem bramki Kerra. 5. Opto(termo)akustyka (2h) Przetwarzanie światła na ultradźwięki. Laserowe obrazowanie optoakustyczne. Zastosowania - badania z fantomami oraz badania patologiczne in vivo. Diagnozowanie nowotworów. 6. Optyczna tomografia koherencyjna (14h) Detekcja ech optycznych z zastosowaniem zjawiska interferencji, implementacja w dziedzinie czasu i częstotliwości. Zastosowania w tkankach słabo rozpraszających: wysokorozdzielcze badania siatkówki i warstw podsiatkówkowych (diagnostyka retynopatii cukrzycowej, jaskry, torbielowego obrzęku plamki, starczego zwyrodnienia plamki); optymalizacja obrazowania z zastosowaniem optyki adaptacyjnej, różnych długości fali, światła spolaryzowanego (do wizualizacji struktur anizotropowych siatkówki i segmentacji siatkówkowego nabłonka barwnikowego), kompensacji dyspersji i aberracji soczewki ocznej; systemy ultraszybkiego obrazowania.
Metody oceny:
Egzamin
Egzamin:
tak
Literatura:
Hamblin, Huang “Handbook of photomedicine”, CRC Press, 2020 Turchin, “Light and Laser Therapy: Clinical Procedures”, 2019
Witryna www przedmiotu:
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka MO_W01
Poznanie podstaw fizycznych działania lasera, właściwości i parametrów promieniowania lasera
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W02
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_WG.o, P7U_W
Charakterystyka MO_W02
Poznanie mechanizmów oddziaływania promieniowania na tkankę
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W02
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_W, I.P7S_WG.o
Charakterystyka MO_W03
Poznanie podstaw fizycznych i najnowszych zastosowań laserowego obrazowania optoakustycznego
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W02, K_W08, K_W11
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_W, I.P7S_WG.o, III.P7S_WG
Charakterystyka MO_W04
Poznanie podstaw fizycznych, najnowszych rozwiązań konstrukcyjnych i zastosowań optycznej tomografii koherencyjnej w diagnozowaniu tkanek słabo i silnie rozpraszających
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W02, K_W08, K_W10, K_W11
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_W, I.P7S_WG.o, III.P7S_WG
Charakterystyka MO_W05
Poznanie zagadnień terapii laserowej nisko i wysoko energetycznej
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W02, K_W11
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_W, I.P7S_WG.o

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka MO_U01
Poznanie źródeł literaturowych z zakresu optycznych metod w biomedycynie
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U01, K_U05
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_U, I.P7S_UW.o, I.P7S_UK, I.P7S_UU
Charakterystyka MO_U02
Posiadanie umiejętności poszukiwania informacji z zakresu technik laserowych w biomedycynie i biofotonice
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U01, K_U05
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_UK, P7U_U, I.P7S_UU, I.P7S_UW.o

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka MO_K01
Ma świadomość potrzeby i konieczności rozwoju badań interdyscyplinarnych , w szczególności na potrzeby medycyny
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K01, K_K03
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_K, I.P7S_KK, I.P7S_KO, I.P7S_KR
Charakterystyka MO_K02
Ma świadomość wyzwań społecznych stawianym naukom technicznym w zakresie zapewnienia zdrowego społeczeństwa
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
Powiązane charakterystyki obszarowe: