Máster Universitario en Ingeniería Óptica para Aplicaciones Biomédicas

Especialízate en biofotónica, uno de los campos con más proyección internacional

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OBJETIVOS

Diseñar, calibrar y caracterizar instrumentos ópticos de aplicación en biomedicina
Procesar imágenes biomédicas
Distinguir los efectos que caracterizan la interacción entre la radiación y los tejidos biológicos
Conocer técnicas espectroscópicas para el análisis de biomoléculas
Diseñar y aplicar los nanomateriales como biomarcadores en técnicas de imagen y biosensores

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PLAN DE ESTUDIOS

1 curso, 60 créditos, 2 semestres, 10 asignaturas + Trabajo Fin de Máster.

En el primer semestre se distinguen 2 tipos de asignaturas: Generales (métodos matemáticos, investigación, ingeniería óptica) y Específicas (conceptos, técnicas y métodos ópticos).

Las asignaturas del segundo semestre abordan los últimos avances en bioóptica: microscopía, espectroscopía, diseño de pinzas ópticas, análisis de nanoestructuras.

Módulo Común

Herramientas Matemáticas en Ingeniería Óptica y Biomedicina

En la asignatura se estudian, con un enfoque muy orientado hacia el cálculo numérico, las principales herramientas matemáticas necesarias en el campo de la ingeniería óptica aplicada a sistemas biomédicos, incluyendo técnicas de FDTD y FFT.

Primer semestre | 2 ECTS Teoría – 2.5 ECTS Práctica

José Valero Cuadra

Investigación y Nuevas Técnicas en Biomedicina

La asignatura cubre diferentes aspectos relacionados con la investigación en el campo de la biomedicina. En una primera parte, se explican los procedimientos de búsqueda de bibliografía en las principales bases de datos científicas, se detallará la estructura de un artículo científico. Después, se abordan los principales conceptos asociados a la gestión de proyectos de investigación en el campo de la biomedicina, incluyendo los aspectos bioéticos.

Primer semestre | 4 ECTS Teoría – 1.5 ECTS Práctica

Eduardo Fernández Jover
Joaquín Rueda Puente

Ingeniería Óptica Avanzada I

La asignatura proporciona conocimientos avanzados en los tres modelos principales que se emplean para describir el comportamiento de la radiación, de tal forma que pueda aplicarse al diseño y caracterización de instrumentos ópticos para aplicaciones biomédicas. También, se incluye el estudio de magnitudes radiométricas y fotométricas que permiten adquirir conocimientos sobre dosimetría y detección de luz en biomedicina.

Primer semestre | 3 ECTS Teoría – 1.5 ECTS Práctica

Ignacio Moreno Soriano

Láseres y Óptica Guiada: Aplicaciones Biomédicas

La asignatura pretende dotar al alumno de conocimientos avanzados en dos áreas de la bio-óptica: los láseres y la óptica guiada. La materia se divide en tres partes diferenciadas: estudio del láser, propagación de campos electromagnéticos en estructuras guiadas y un análisis detallado de las principales aplicaciones biomédicas de los láseres y las guías de onda.

Primer semestre | 3 ECTS Teoría – 1.5 ECTS Práctica

Pablo Acebal González

Interacción Radiación-Tejidos Biológicos

La asignatura pretende dotar al alumno de conocimientos avanzados en los diferentes efectos y fenómenos que caracterizan la interacción entre la radiación y el tejido biológico. Los contenidos abarcan los procesos que implican un intercambio de energía entre la radiación y la materia (absorción, emisión, dispersión, efecto Compton, absorción de dos fotones). También, se detalla el efecto de la radiación sobre los tejidos biológicos en función de la región del espectro electromagnético (desde los Rayos X hasta las ondas de radio pasando por la luz visible).

Primer semestre | 3 ECTS Teoría – 1.5 ECTS Práctica

Procesado de Imágenes Biomédicas

En la asignatura se estudiarán todos los conceptos del procesado digital de imágenes, con un marcado carácter experimental orientado al procesado digital de imágenes biomédicas. Inicialmente, se describe el proceso de percepción visual y los elementos que forman un sistema de imágenes (sistema de captura, sistema de procesado y sistema de representación). Posteriormente se analizan los conceptos y las técnicas de transformación de imágenes, reducción de ruidos, detección de bordes, segmentación de la imagen, descripción y reconocimiento de objetos, y análisis morfológico en imágenes.

Primer semestre | 1.5 ECTS Teoría – 3 ECTS Práctica

Roque Fernando Madrigal Madrigal

Espectroscopia y Propiedades Ópticas de las Biomoléculas

La asignatura se ha planteado en dos bloques. En el primero se describen los principios de las distintas técnicas espectroscópicas, haciendo especial énfasis en la estructura energética de las moléculas biológicas que determinan sus propiedades ópticas. El segundo bloque se centra en el estudio de las principales técnicas espectroscópicas aplicadas a la caracterización de las biomoléculas, como la Espectroscopia Ultravioleta-Visible y de Fluorescencia, Espectroscopias de Vibración (IR y Raman), Espectroscopias Magnéticas (RMN y EPR) entre otras.

Segundo semestre | 3 ECTS Teoría – 1.5 ECTS Práctica

Salvador Blaya Escarre

Nanoestructuras, Sensores Bioópticos y Manipulación Óptica

En la asignatura se analizan los sistemas nanoestructurados con aplicaciones biológicas. La programación consiste en una introducción a los distintos tipos de biosensores, en particular, los sistemas nanoestructurados. Además, se describen las técnicas de molécula única, así como de nanobiodinámica y nanobioprocesado.

Segundo semestre | 3 ECTS Teoría – 1.5 ECTS Práctica

Salvador Blaya Escarre
Pablo Acebal González
Luis Carretero López

Ingeniería Óptica Avanzada II

En la asignatura se estudian distintas soluciones de las ecuaciones de Maxwell, haciendo especial hincapié en las propiedades de haces. Otro aspecto importante se basa en abordar los problemas de difracción vectoriales en campo cercano, así como aquellos que resultan de su transición a las teorías escalares. Además, se estudian las fuerzas ejercidas sobre nano y micro partículas mediante campos electromagnéticos para su manipulación en medios biológicos.

Segundo semestre | 3 ECTS Teoría – 1.5 ECTS Práctica

Luis Carretero López

Técnicas de Microscopía Avanzada y Diagnóstico en Biomedicina

Esta asignatura tiene una elevada carga experimental y explica los fundamentos, características y límites de las técnicas de microscopía y diagnósticas más avanzadas, tales como microscopía, microscopía confocal y de dos fotones, microscopía de contraste de fase, microscopía holográfica, microscopía de fuerza atómica (AFM) y microscopía de campo cercano (NSOM). Además, se estudia la técnica de Tomografía Óptica Coherente y el empleo de ondas sonoras como técnica diagnóstica.

Segundo semestre | 3 ECTS Teoría – 3 ECTS Práctica

Antonio Fimia Gil

Trabajo Fin de Máster

Elaboración de un trabajo original razonado y ordenado sobre un aspecto relacionado con la Ingeniería Óptica y la Biomedicina que sintetice las competencias adquiridas durante la enseñanza. El trabajo será, preferentemente, de carácter práctico, e incluye la redacción de una memoria que recoja detalladamente todos los puntos desarrollados.

Segundo semestre | 12 ECTS Práctica

Luis Carretero López
José Valero Cuadra
Pablo Acebal González
Salvador Blaya Escarre
Eduardo Fernández Jover
Antonio Fimia Gil
Ignacio Moreno Soriano
Roque Fernando Madrigal Madrigal
Joaquín Rueda Puente

PROFESORADO

Todos los profesores del máster cuentan con más de 10 años de experiencia docente en la UMH. Además, han participado en un gran número de proyectos de investigación regionales, nacionales e internacionales, incluidos los programas CENIT y FP7, y son autores de más de 300 artículos en publicaciones de impacto internacional.