Esta unidade curricular (UC) tem como objetivo ensinar aos estudantes alguns dos conceitos fundamentais da biofísica – tais como como a bioenergética, a biomecânica, os bio(nano)materiais, e radiobiologia.

No final desta UC, os estudantes deverão estar aptos a utilizar estes modelos em novos cenários relacionados com biofísica, física médica, bioengenharia, e outras áreas biomédicas, de forma abrangente.

1. Conhecimento das grandezas radiométricas, dosimétricas, de proteção e operacionais das radiações ionizantes e sua utilização prática.
2. Cálculos utilizando a teoria de Bragg-Gray, a utilização de razões de poderes de paragem para cálculo de doses com detetores grandes e pequenos e discussão de limites de aplicação.
3. Capacidade de formulação de cálculos de dosimetria em radiologia, radioterapia e medicina nuclear.
4. Capacidade de realizar cálculos básicos de blindagem de radiação ionizante, em particular em aplicações de radioterapia.
5. Conhecimento das normas de proteção radiológica e sistemas de proteção associados, sabendo distinguir a função das diversas organizações nacionais e internacionais que as eleboram. A legislão europeia e portuguesa é especialmente focada, dando ao estudante a capacidade de resolver de um ponto de vista normativo, qualquer problema básico que lhe possa surgir, baseando-se nas normas existentes e trabalhar nestas sob supervisão de um especialista em física médica.

- Conhecer os princípios físicos, o equipamento básico, os métodos matemáticos e computacionais, e a implementação das técnicas mais relevantes de obtenção de imagem médica nas áreas de radiologia, tomografia computorizada e medicina nuclear.

- Conhecer metodologias de controlo de qualidade associadas às diferentes técnicas de imagiologia e desenvolver a capacidade de elaboração de planos de controlo de qualidade usando software comum em ambiente hospitalar.

- Conhecer as características das imagens e a influência dos diversos parâmetros controláveis pelo utilizador, para técnicas relevantes de imagem médica.

Conhecer as principais propriedades ópticas dos tecidos vivos, e sobre os processos de interacção da luz com tecidos vivos, em particular absorção e difusão.

Conhecer as principais fontes de luz, em particular Lasers, e sistemas ópticos associados, incluindo microscópios utilizados em biomedicina. Compreender os principais efeitos da interacção da luz com os tecidos, tanto para diagnóstico como para tratamento de patologias variadas. Entender e aplicar Normas de segurança laser e saber aplicar medidas de protecção. Conhecer o estado da arte das principais técnicas de imagem óptica com relevância no campo das aplicações biomédicas.

• Entender conceitos fundamentais de análise estatística e ser capazes de caracterizar um grupo estatístico.
• Conseguir aplicar simples algoritmos de Python para resolução de problemas estatísticos.
• Conhecer as distribuições binomial, de Poisson, de Gauss, e t-Student.
• Entender a abordagem numérica para solução de problemas e ter capacidade de estabelecer um algoritmo básico para modelagem numérica.
• Ser capaz de avaliar criticamente os resultados.
• Conhecer os conceitos dos números aleatórios e pseudoaleatórios.
• Conhecer os algoritmos de geração de números aleatórios.
• Adquirir a familiarização com software para análise estatística e numérica e modelação de Monte Carlo.
• Entender o Método Monte Carlo e as aplicações em transporte de radiação.Estabelecer uma simulação Monte Carlo para transporte de radiação.
• Ser capazes de avaliar a qualidade duma simulação a partir da análise de dados e verificar e ajustar os parâmetros geométricos, físicos e estatísticos da simulação.
• Ter capacidade de escolher o melhor código de Monte Carlo segundo exemplos específicos.
• Conhecer o Método de solução de problemas inversos e as aplicações em física médica.
• Saber como trabalhar em hospital ou ambiente de investigação, onde soluções numéricas de problemas complexos são requeridas.

Nesta UC, pretende-se que os estudantes se familiarizem com o Estado da Arte da Física Médica nas suas múltiplas vertentes, englobando tópicos emergentes em técnicas avançadas e novas tendências de terapia e imagiologia/diagnóstico.

O estudante será também introduzido aos centros de trabalho e investigação em Física Médica, nacionais e estrangeiros, através da promoção de seminários nestas áreas, propiciando o contacto, quer presencial, quer remoto, com docentes e investigadores em áreas de desenvolvimento, incluindo áreas inexistentes em Portugal.