Kursplan för

Medicinsk optik
Medical Optics

FAFN35, 7,5 högskolepoäng, A (Avancerad nivå)

Gäller för: Läsåret 2017/18
Beslutad av: Programledning F/Pi
Beslutsdatum: 2017-04-06

Allmänna uppgifter

Valfri för: BME4-bf, D4, E4-mt, F4, F4-f, F4-mt, N4, Pi4
Undervisningsspråk: Kursen ges på engelska

Syfte

Syftet med kursen är att ge teknologen  grundläggande kunskaper i hur ljus transporteras i starkt spridande media, såsom t.ex. vävnad. Denna förståelse är central för såväl ett stort antal medicinska mättekniker, som för laserbaserade medicinska behandlingar. Detta är ett starkt progressivt område av interdisciplinär art. Då dessa metoder nu snabbt utvecklas, kommer denna typ av kunskap bli allt mer efterfrågad av medicinteknisk industri framöver.

Kursen avser dessutom att stimulera till ett nyfiket förhållningssätt till optiska problem inom medicinen och närbesläktade områden.

Mål

Kunskap och förståelse
För godkänd kurs skall studenten

• kunna beskriva fundamental ljus-vävnad växelverkan
• kunna förklara hur ljus utbreder sig i vävnad under olika förhållanden
• kunna beskriva hur optiska storheter i starkt spridande media kan mätas och modelleras
• kunna beskriva hur optiska metoder och lasrar används i biomedicinska tillämpningar
• övergripande kunna diskutera mekanismerna för några olika laserbaserade medicinska behandlingar
• kunna förklara de grundläggande principerna för laserdiagnostik inom medicinen.

Färdighet och förmåga
För godkänd kurs skall studenten

• kunna mäta optiska storheter i vävnad
• kunna genomföra modelleringar av ljusutbredning i vävnad
• kunna skriva en rapport med genomgripande analys av publicerade data och egna resultat
• kunna integrera och analysera information från olika källor.

Värderingsförmåga och förhållningssätt
För godkänd kurs skall studenten

• kunna välja och bedöma vilken modelleringsmetod som är lämplig att använda för att studera ljusutbredning i specifika problemställningar
• kunna välja och bedöma vilken mätmetod som är bäst för att mäta optiska storheter av vävnad under olika förutsättningar
• kunna värdera vilka parametrar för en laser som är väsentliga för en specifik medicinsk frågeställning
• självständigt kunna söka annan information än kurslitteratur, t.ex. via biblioteksfunktioner och internet samt att kritiskt kunna värdera denna information
• ha tillägnat sig ett nyfiket förhållningssätt till optiska problem inom medicinen, speciellt relaterade till ljusutbredning i vävnad.

Kursinnehåll

Kursen är orienterad kring att lösa ett öppet ställt projektproblem och uppbyggd så, att laborativa moment och teoretiska övningar ger möjlighet och bakgrund till att nå en lösning för problemet.  Kursen innehåller ett antal föreläsningar om olika medicinska laserapplikationer. Därefter kommer ljusutbredning i starkt spridande media att behandlas teoretiskt. I kursen diskuteras olika analytiska och numeriska metoder för att lösa ljusutbredningsproblem i spridande media.  Många laserbehandlingstekniker bygger på termiska effekter p.g.a. laserbelysning, varför värmeledningsekvationen behandlas. Två olika laborationer behandlar de optiska egenskaperna av starkt spridande material. Kursen avslutas med ett projekt.

Kursens examination

Betygsskala: TH - (U,3,4,5) - (Underkänd, Tre, Fyra, Fem)
Prestationsbedömning: För betyget 3 krävs godkänt projektarbete. Projektarbetet utföres i grupp om två studenter. Det presenteras såväl skriftligt som muntligt. För högre betyg krävs enskild tentamen. Väl utfört projektarbete ger extrapoäng vid ordinarie tentamenstillfälle. Övriga obligatoriska moment i kursen är laborationer och datorberäkningsövningar.

Om så krävs för att en student med varaktig funktionsnedsättning ska ges ett likvärdigt examinationsalternativ jämfört med en student utan funktionsnedsättning, så kan examinator efter samråd med universitetets avdelning för pedagogiskt stöd fatta beslut om alternativ examinationsform för berörd student.

Antagningsuppgifter

Förutsatta förkunskaper: Grundläggande fysikkurs, FMAF01 Matematik - Funktionsteori och FMAF05 Matematik - System och transformer.
Begränsat antal platser: 40
Urvalskriterier: Antal poäng som har uppnåtts eller tillgodoräknats på programmet.
Kursen överlappar följande kurser: FAF150

Kurslitteratur

• Welch, A.J and van Gemert, M.C: Optical-thermal Responce of Laser-irradiated Tissue. Springer, 2011, ISBN: 978-90-481-8830-7. Rekommenderad litteratur. Finns som e-bok genom Lunds Universitet.
• Valery Tuchin: Tissue optics: light scattering methods and instruments for medical diagnosis. SPIE Press, 2007, ISBN: 13:978-0-8194-6433-0. Alternativ litteratur.
• Kompletterande utdelad litteratur.
• Caroline Boudoux: Fundamentals of Biomedical Optics. ISBN: 9781366451194.

Kontaktinfo och övrigt

Kursansvarig: Cord Arnold, Cord.Arnold@fysik.lth.se
Hemsida: http://www.atomic.physics.lu.se/education/elective-courses/fafn35-fyst22-medical-optics/