Instrumentação Optoelectrónica

Ano
4
Ano lectivo
2020-2021
Código
02003088
Área Científica
Engenharia Biomédica
Língua de Ensino
Português
Outras Línguas de Ensino
Inglês
Modo de Ensino
Presencial
Duração
Semestral
Créditos ECTS
6.0
Tipo
Opcional
Nível
2º Ciclo - Mestrado

Conhecimentos de Base Recomendados

Eletrónica, Ondas e Óptica.

Métodos de Ensino

Apresentação dos temas com recurso a exemplos e aplicações na área da engenharia biomédica. Trabalhos laboratoriais e demonstrações experimentais Resolução em grupo, com orientação, de problemas de engenharia que envolvam a aplicação conjunta de conceitos dos diferentes capítulos do programa e o recurso intensivo a folhas de especificações de equipamentos e componentes. Assistência obrigatória a seminários relativos a temas do programa. Discussão de artigos científicos relativos a temas do programa da disciplina. Pequeno projecto de instrumentação com apresentação oral. Exame com consulta.

Resultados de Aprendizagem

No final das aulas, os estudantes deverão:
Conhecer os princípios físicos e características técnicas dos lasers e dos detectores de luz disponíveis no mercado. Interpretar correctamente as folhas de especificações produzidas pelos fabricantes de lasers e detectores de luz. Saber avaliar a irradiância da imagem de uma cena e calcular a relação sinal-ruído na detecção de uma imagem ou de um sinal óptico. Saber calcular a exposição máxima admissível (ocular e na pele) e a distância mínima de dano ocular em condições de observação auxiliada e não-auxiliada, para radiação laser, de acordo com a norma IEC/EN 60825.1. Saber especificar óculos de protecção contra radiação laser de acordo com a norma IEC/EN 60825.1. Conhecer as propriedades ópticas dos diversos tecidos biológicos. Conhecer os mecanismos de interacção da luz com os tecidos biológicos. Conhecer as principais aplicações médicas dos lasers e das fibras ópticas.

Estágio(s)

Não

Programa

1-Noções básicas de radiometria e fotometria
Unidades radiométricas
Equação fundamental da radiometria
Lei de Lambert
Formação de imagem
Unidades fotométricas
Conversão entre unidades radiométricas e fotométricas
2-Detectores
Fotodíodos
PMTs  e intensificadores de imagem
APDs
CCDs
3-Componentes ópticos
Fontes
Elementos dispersivos
Filtros
Polarizadores
4-Lasers
Princípios físicos
Emissão estimulada
Inversão de população
Condições de bombagem
Mode locking
Q-switching
5-Propriedades ópticas dos tecidos biológicos
Absorção
Scattering
Propagação da luz nos tecidos biológicos
Mecanismos de interacção do laser com tecidos biológicos
6-Utilização segura de lasers: Norma IEC/EN 60825.1
Exposições máximas admissíveis
Classes de lasers
Óculos de protecção
7-Lasers em medicina
Lasers médicos
Microscopia confocal
OCT
Ablação, coagulação, corte e soldadura de tecidos
Terapia Laser de baixa potência
Terapia fotodinâmica
8-Fibras ópticas
Princípios e Tecnologia
Endoscópios
Fibroscópios.

Métodos de Avaliação

Avaliação
Projecto: 25.0%
Trabalho laboratorial ou de campo: 25.0%
Exame: 50.0%

Bibliografia

Lasers and Optical Fibers in Medicine - Abraham Katzir Academic Press, 1993
A System Engineering Approach to Imaging - Norman S. Kopeika SPIE-International Society for Optical Engine, 1998
Boulnois JL. Photophysical processes in recent medical laser developments: a review. Lasers Med Sci 1986, 1:47-66
Handbook of Optical Biomedical Diagnostics Valery Tuchin Ed. SPIE Press, 2002 Tissue Optics Valery Tuchin SPIE Tutorial Texts in Optical Engineering, 2000 Biomedical Photonics Handbook, Tuan Vo-Dinh, CRC, 2003
IEC 60825-1 Safety of laser products Part 1: Equipment classification. requirements and users guide, IEC, 2001
Handbook of fiber optics : theory and applications, Chai Yeh, Academic, 1990 artigos de revistas científicas/scientific papers.