- Nazwa przedmiotu:
- Techniki laserowe w biomedycynie – biofotonika
- Koordynator przedmiotu:
- Wojciech Krauze, Piotr Zdańkowski
- Status przedmiotu:
- Fakultatywny ograniczonego wyboru
- Poziom kształcenia:
- Studia I stopnia
- Program:
- Inżynieria Biomedyczna
- Grupa przedmiotów:
- Obieralne
- Kod przedmiotu:
- TLBiO
- Semestr nominalny:
- 5 / rok ak. 2019/2020
- Liczba punktów ECTS:
- 2
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- brak
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- brak
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- brak
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład30h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium0h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Zaliczony kurs fizyki.
- Limit liczby studentów:
- 60
- 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. Zastosowania w tkankach silnie
rozpraszających: diagnozowanie układu żołądkowo-jelitowego, nowotworu
pęcherza moczowego, miażdżycy tętnic wieńcowych, stanów zapalnych
jajowodu, chrząstki z zapaleniem kostnostawowym, badania rozwoju
morfologii embrionalnej, śródoperacyjny monitoring zabiegów
mikrochirurgicznych, trójwymiarowe polaryzacyjne obrazowanie skóry
ludzkiej oraz termicznie uszkodzonych tkanek. Polowa mikroskopia
koherencyjna (obrazowanie z wyznaczaniem modulacji interferogramu
dwuwiązkowego, systemy z zastosowaniem mikroskopu Linnika w paśmie
długości fali promieniowania 800-1200 nm).
- Metody oceny:
- 2 x kolokwium
- Egzamin:
- nie
- Literatura:
- Hamblin, Huang “Handbook of photomedicine”, CRC Press, 2013
Turchin, “Light and Laser Therapy: Clinical Procedures”, 2019
Jóźwicki „Technika laserowa i jej zastosowania”, OWPW, 2009
- Witryna www przedmiotu:
- http://adam.mchtr.pw.edu.pl/~wkrauze/tlbio.html
- Uwagi:
- brak
Efekty uczenia się