Fisica das Radiações em Medicina

Código:

EBE0117

Sigla:

FRM

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Engenharia Biomédica

Ocorrência: 2012/2013 - 2S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Bioengenharia

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIB	36	Plano de estudos oficial	3	-	6	56	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Ensino dos princípios básicos da óptica e da fisica das radiações em medicina, permitindo aos alunos adquirirem conhecimentos técnicos sobre os princípios, processos e equipamentos subjacentes.

Resultados de aprendizagem e competências

Competências não-técnicas: trabalho em grupo; comunicação. Resultados da aprendizagem (não-técnicos): os estudantes deverão ser capazes de colaborar e planear trabalho em grupo, para permitir a obtenção dos dados necessários à produção dos relatórios sucintos referentes a cada experiência laboratorial bem como executar um pequeno projecto que será proposto. Competências técnicas: adquirir formação básica no domínio da óptica e da física das radiações em medicina. Resultados da aprendizagem: Os estudantes deverão ser capazes de recordar, reconhecer e compreender termos, conceitos, princípios básicos, métodos e sistemas usados em medicina, dotando-os assim dos conhecimentos técnicos básicos para lidarem com equipamentos usados nesta área da medicina na sua futura vida profissional.

Modo de trabalho

Presencial

Programa

•Óptica geométrica: lentes, espelhos, prismas; formação de imagens; sistemas ópticos com aplicação em bioengenharia. •Fibras ópticas: estruturas e teoria de propagação; tipos de fibras, aplicações em biomedicina. •Emissores ópticos. •Detectores ópticos; •Sensores por fibra óptica e suas aplicações em medicina. •Interacção da radiação com a matéria • Biologia das radiações • Produção de Raios X - Ampolas - Geradores • Fluoroscopia - Meios de contraste • Radiologia digital • Dose de radiação • TC - Princípios físicos - Desenvolvimento histórico - TC multicortes - Vantagens - Reformatações - Imagens 3D - Dose de radiação • US - Princípios físicos - Equipamentos - Meios de contraste • RM - Basic principles of magnetic resonance imaging – Introduction - Basic principles of magnetic resonance - Magnetic nuclei and magnetic moments - Nuclei and energy states - Net magnetization - Larmor precession - Magnetic resonance - 3D coordinate system, RF pulse, and MR signal -Relaxation - T2 Relaxation - Calculating T2 - T1 relaxation - Contrast definition - Images and contrast weighting - Contrast in spin echo sequences - Contrast in gradient echo (fast field echo) sequences - Image formation - Gradient coils - Image pixels - Slice selection - Spatial encoding - K-space basics - What is K-space? - Fourier transformation - K-space properties - MR Coils - Volume coils - Surface coils - Quadrature coils - Synergy coils – Phased array coils • Medicina Nuclear - Radiações Ionizantes - Definição - Tipos e características das radiações - Desintegração Radioactiva - Efeito Fotoeléctrico - Efeito de Compton - Produção de Pares - Conceitos Funcionais - Câmara Gama - conceito tecnológico e formação de imagem planar - Tomografia de Emissão de Fotão Único (SPECT) - Definição e obtenção de imagem tridimensional - Vantagens e desvantagens - Tomografia de Emissão de Positrões (PET) - Detectores - Formação de imagem - Vantagens e desvantagens - Aceleradores de partículas (Ciclotrão) - Detectores de Cintilação - Semi-condutores - Características Físicas - Detectores de Germânio - Detectores de Silício • Radiações infravermelhos, ultravioletas, microondas e ondas curtas. Princípios físicos e aplicações.

Bibliografia Obrigatória

Jerrold T. Bushberg [et al.]; The essential physics of medical imaging. ISBN: 978-0-683-30118-2
Eugene Hecht ; trad. de José Manuel N. V. Rebordão; Óptica. ISBN: 972-31-0967-0
Abraham Katzir; Lasers and optical fibers in medicine. ISBN: 0-12-401940-4

Bibliografia Complementar

Paul A. Tipler; Physics for scientists and engineers. ISBN: 0-57259-673-2

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teórico-práticas: aulas para exposição e discussão dos conceitos necessários à compreensão da matéria leccionada, para a resolução de problemas ilustrativos do conteúdo da Unidade e também para a resolução de exercícios simples para avaliação. Aulas de laboratório: trabalhos baseados em guiões, com pequenas montagens práticas. Será ainda proposto um trabalho tipo projecto, sendo o relatório final no formato artigo científico.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Participação presencial (estimativa)	Participação presencial	68,00
Trabalhos de laboratorio	Trabalho laboratorial		25,00	2013-06-05
Exame Final	Exame		75,00
	Total:	-	100,00

Componentes de Ocupação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Data Conclusão
Participação presencial (estimativa)	Frequência das aulas	56	2013-06-05
Estudo autónomo	Estudo autónomo	68	2013-07-17
	Total:	124,00

Obtenção de frequência

Para obter frequência à disciplina é necessário: •não exceder o limite legal de faltas às aulas teórico-práticas e práticas; •classificação mínima de 50% na componente de laboratório. •realização de 2 trabalhos específicos (dos 4 previstos) e do trabalho tipo projecto.

Fórmula de cálculo da classificação final

A avaliação da disciplina é do tipo avaliação distribuída com exame final, e divide-se em duas componentes: 1. COMPONENTE DISTRIBUÍDA (AD). Esta componente compreende a realização de vários trabalhos laboratoriais específicos mais um pequeno projecto. 2. EXAME FINAL (E). Consiste na realização de uma prova escrita, sem consulta bibliográfica. Nesta prova será permitida a utilização de um formulário (que será fornecido). A classificação final (CF) obtém-se combinando a classificação do exame e a nota de avaliação distribuída usando a seguinte fórmula: CF = 0.75*E + 0.25*AD, onde todas as classificações se encontram na escala de 0 a 20 valores. A aprovação à disciplina exige uma classificação mínima no exame de 30%.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Os alunos dispensados de frequência serão avaliados através da realização de um exame final. Contudo, estes alunos poderão optar por frequentar a disciplina, devendo para isso frequentar as aulas teórico-práticas. Esta opção é irreversível. As condições para a obtenção de frequência neste caso são as referidas atrás.

Melhoria de classificação

A melhoria da classificação é feita por exame final escrito ( caso de haver melhoria). Caso contrário, o aluno mantém a classificação anteriormente obtida.