Código |
13525
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Ano |
1
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Semestre |
S2
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Créditos ECTS |
6
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Carga Horária |
TP(60H)
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Área Científica |
Ciências Biomédicas
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Tipo de ensino |
Presencial
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Estágios |
Não aplicável
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Objectivos de Aprendizagem |
Esta unidade curricular tem como objetivo principal divulgar os princípios da biofotónica e sua aplicação nas ciências biomédicas, bem como os conceitos básicos de ótica física e ótica computacional que permitem a sua compreensão. No final desta unidade curricular, o aluno deverá ser capaz de compreender os fundamentos físicos, matemáticos e as técnicas computacionais aplicadas à biofotónica para a análise de células e tecidos biológicos. O aluno deverá ser capaz de realizar montagens óticas e optoelectrónicas, baseadas sobretudo em holografia digital, com vista à análise de amostras biológicas. O aluno deverá ainda ser capaz de utilizar técnicas de processamento de imagem na reconstrução da fase ótica de amostras biológicas e análise de parâmetros biofísicos.
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Conteúdos programáticos |
TEÓRICO-PRÁTICAS 1 FUNDAMENTOS MATEMÁTICOS E FÍSICOS 1.1 Análise de Fourier e bases de bioestatística 1.2 Propriedades radiação eletromagnética 1.3 Fundamentos de radiometria 2 COMPONENTES ÓTICOS E EQUIPAMENTO ELETRÓNICO 2.1 Normas de segurança no laboratório de biofotónica 2.2 Lentes, prismas e outros componentes 2.3 Fibras óticas 2.4 Fontes e detetores 2.5 Sistemas de aquisição de dados 3 INTRODUÇÃO À ÓTICA DE FOURIER 3.1 Transformadas de Fourier (TF) em duas dimensões 3.2 Teorema da Amostragem e TF discreta 3.3 Difração e resolução de sistemas óticos 3.3 Simulação da propagação da luz 3.4 Programação em MATLAB aplicada à Ótica de Fourier Computacional 4 IMAGIOLOGIA QUANTITATIVA DE FASE 4.1 Introdução à Microscopia Holográfica Digital (MHD) 4.2 Montagens óticas na MHD 4.3 Análise de imagem em MHD 4.4 Reconstrução da fase 4.5 Aplicações à análise de células e tecidos 4.6 Métodos alternativos: super-resolução, ETI, Fourier Ptychography.
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Metodologias de Ensino e Critérios de Avaliação |
As atividades de ensino/aprendizagem desta unidade curricular compreendem aulas teórico-práticas (TP) e práticas laboratoriais (PL). Os alunos aprendem também os conteúdos relativos às competências a adquirir através de atividades programadas “on-line”, utilizando os e-conteúdos colocados na plataforma MOODLE, e outro tipo de interatividades baseada em “peer instruction”. No final, o aluno deve ser capaz de compreender os fundamentos físicos, matemáticos e as técnicas computacionais aplicadas à biofotónica para a análise de células e tecidos biológicos. O aluno deverá ser capaz de realizar montagens óticas e optoelectrónicas, baseadas sobretudo em holografia digital, com vista à análise de amostras biológicas. O aluno deverá ainda ser capaz de utilizar técnicas de processamento de imagem na reconstrução da fase ótica de amostras biológicas e análise de parâmetros biofísicos.
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Bibliografia principal |
1. COMPUTATIONAL FOURIER OPTICS: A MATLAB tutorial, David Voeltz, 1ª Ed. SPIE Press, 2011 2. A LABORATORY MANUAL IN BIOPHOTONICS, Vadim Backman et al, CRC Press, 2018 3. TISSUE OPTICS, Valery Tuchin, 3rd Ed., SPIE Press, 2015 4. DIGITAL HOLOGRAPHIC MICROSCOPY: Principles, Techniques, and Applications, Myung K. Kim, Springer, 2011 5. Óptica e Fotónica, Mário Ferreira, Lidel edições técnicas Lda. (2003) Artigos científicos relativos à matéria publicados em revistas científicas da especialidade.
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Língua |
Português
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