SCIENZE INFORMATICHE E GESTIONE DELLE IMMAGINI

Obiettivi formativi

• BIOINGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA

  Fornire allo studente gli strumenti di approfondimento delle tecniche e metodi di rivelazione nell’ambito della Diagnostica per Immagine in radiodiagnostica, medicina nucleare e radioterapia.

• SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI FORMAZIONE DELL'IMMAGINE

  Il corso si propone di rendere lo studente familiare con il processo di formazione delle immagini analogiche e digitali, allo scopo di fornire gli strumenti per valutare la bontà di un sistema di acquisizione, le specifiche legate al grado di qualità dell’immagine da acquisire e le principali modalità per il miglioramento dell’immagine e la rimozione di rumore e artefatti indesiderati.

• PRODUZIONE TRATTAMENTO GESTIONE ED ARCHIVIAZIONE DELLE IMMAGINI

  Conoscere le tecniche ed i principi generali alla base delle formazione ed elaborazione delle immagini corporee

  Esaminare e valutare la produzione di immagini corporee in base alle differenti tecniche di radiologia medica

  Acquisire nozioni di gestione ed archiviazione di bioimmagini

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

• BIOINGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA

  Lezione frontale

• SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI FORMAZIONE DELL'IMMAGINE

  Lezioni frontali

• PRODUZIONE TRATTAMENTO GESTIONE ED ARCHIVIAZIONE DELLE IMMAGINI

  Lezioni frontali interattive

  Eventuali attività seminariali

Prerequisiti richiesti

• BIOINGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA

  Elementi base di Fisica di base e moderna - Processi di interazione radiazione-materia

• SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI FORMAZIONE DELL'IMMAGINE

  Conoscenza di base della Fisica.

• PRODUZIONE TRATTAMENTO GESTIONE ED ARCHIVIAZIONE DELLE IMMAGINI

  Conoscenza dei principi base di matematica e fisica

Frequenza lezioni

• BIOINGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA

  Obbligatoria

• SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI FORMAZIONE DELL'IMMAGINE

  Obbligatoria

• PRODUZIONE TRATTAMENTO GESTIONE ED ARCHIVIAZIONE DELLE IMMAGINI

  Obbligatoria

Contenuti del corso

• BIOINGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA

  Generalità sui rivelatori: contatori e integratori. Proprietà dei rivelatori. Rivelatori a gas: schema di principio. Contatori proporzionali. Contatori Geiger. Rivelatori a gas sensibili alla posizione. Contatori a scintillazione. Fotomoltiplicatore. Principi fisici generali dei rivelatori a semiconduttore.

  Principi fondamentali di rivelazione, Circuito elettrico equivalente del rivelatore. Giunzione P-N dei rivelatori. Vari tipi di rumore nei rivelatori. Rapporto segnale rumore. Amplificatori e preamplificatori. ADC. QDC

  Concetto di serie di Fourier, esempi di serie di Fourier di alcune semplici segnali periodici: dente di sega, onda rettangolare, onda triangolare; spettro discreto di un segnale periodico. Trasformata di un segnale non periodico, spettro continuo, la funzione Sinc, processi limite.

• SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI FORMAZIONE DELL'IMMAGINE

  Introduzione alle immagini. Grandezze analogiche e digitali. Esempi di campi di applicazione di immagini digitali con riferimento all’ambito medico. Componenti di un sistema di visione.

  Percezione visuale nell’uomo. La luce e lo spettro elettromagnetico. Modelli di formazione dell’immagine. Sensori di acquisizione dell’immagine. Campionamento e quantizzazione. Risoluzione e ridimensionamento dell’immagine. Aliasing ed effetto Moiré. Rappresentazione del colore. Spazi di colore.

  Modalità di trasformazione delle immagini. Analisi dell’istogramma. Filtri spaziali. Trasformata di Fourier 2D. Analisi e trasformazione in frequenza.

• PRODUZIONE TRATTAMENTO GESTIONE ED ARCHIVIAZIONE DELLE IMMAGINI

  Introduzione alle tecniche di diagnostica per immagini e formazione di immagini corporee

  Raggi X e tecniche di imaging radiologico

  Tecniche di tomografia computerizzata

  Tecniche angiografiche

  Tecniche radioisotipiche

  Tecniche ecografiche

  Tecniche di risonanza magnetica

  Cenni sui mezzi di contrato in diagnostica per immagini

  Principi di gestione ed archiviazione di bioimmagini

Testi di riferimento

• BIOINGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA

  Diagnostic Radiology Physics - A Handbook for Teachers and Students - D.R. Dance S. Christofides A.D.A. Maidment I.D. McLean K.H. Ng Technical Editors

• SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI FORMAZIONE DELL'IMMAGINE

  Gonzalez, Woods, “Digital image processing”, 3^rd ed., Prentice Hall

• PRODUZIONE TRATTAMENTO GESTIONE ED ARCHIVIAZIONE DELLE IMMAGINI

  Giorgio Cittadini, Giuseppe Cittadini, Francesco Sardanelli, Giuliano Mariani, Renzo Corvò. Diagnostica per immagini e radioterapia. Ediz. illustrata. Edra, 2015

Programmazione del corso

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

• BIOINGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA

  Esame orale

• SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI FORMAZIONE DELL'IMMAGINE

  Esame orale

• PRODUZIONE TRATTAMENTO GESTIONE ED ARCHIVIAZIONE DELLE IMMAGINI

  Prova in itinere

  Esame orale

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

• BIOINGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA

  Proprietà dei rivelatori.

  Principi fisici generali dei rivelatori a semiconduttore.

  Giunzione P-N dei rivelatori.

  Amplificatori e preamplificatori. ADC. QDC

  Trasformata di un segnale non periodico, spettro continuo, la funzione Sinc, processi limite.

• SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI FORMAZIONE DELL'IMMAGINE

  Grandezze analogiche e digitali.

  Esempi di campi di applicazione di immagini digitali con riferimento all’ambito medico.

  Componenti di un sistema di visione.

  Sensori di acquisizione dell’immagine.

  Campionamento e quantizzazione.

  Risoluzione e ridimensionamento dell’immagine.

  Aliasing ed effetto Moiré.

  Modalità di trasformazione delle immagini.

• PRODUZIONE TRATTAMENTO GESTIONE ED ARCHIVIAZIONE DELLE IMMAGINI

  Quali sono le proprietà dei raggi X?

  Quali sono i fattori che influenzano la qualità di una bioimmagine?

  Come si forma un'immagine tomografica a risonanza magnetica?