Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Zaawansowane techniki przetwarzania obrazowych danych medycznych
Koordynator przedmiotu:
dr inż. B.Leśniak-Plewińska, prof. nzw. dr hab.inż. K. Kałużyński
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Inżynieria Biomedyczna
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
ZTPDM
Semestr nominalny:
2 / rok ak. 2018/2019
Liczba punktów ECTS:
4
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1) Liczba godzin bezpośrednich 48, w tym: a) wykład - 30 godz. ; b) laboratorium - 15 godz. ; c) konsultacje - 3 godz. ; 2) Praca własna studenta 68, w tym: a) przygotowanie do kolokwiów i egzaminu - 30 godz. ; b) przygotowanie do ćwiczeń - 16 godz. ; c) opracowanie sprawozdań laboratoryjnych - 16 godz. ; d) studia literaturowe – 6 godz.; Suma: 116 h (4 ECTS)
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
2 punkty ECTS - liczba godzin bezpośrednich: 48, w tym: a) wykład - 30 godz. ; b) laboratorium - 15 godz. ; c) konsultacje - 3 godz. ;
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
2 punkty ECTS – 49 godz., w tym: a) laboratorium - 15 godz. ; b) konsultacje - 2 godz. ; c) opracowanie sprawozdań laboratoryjnych - 16 godz. ; d) przygotowanie do ćwiczeń - 16 godz. ;
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium15h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Znajomość podstaw przetwarzania sygnałów, cyfrowego przetwarzania obrazów, podstaw obrazowania medycznego
Limit liczby studentów:
30
Cel przedmiotu:
Znajomość zaawansowanych metod obrazowania, przetwarzania i analizy danych z technik obrazowania ultradźwiękowego i tomograficznego.
Treści kształcenia:
Celem wykładu jest zapoznanie teoretyczne i praktyczne studentów z zaawansowanymi metodami przetwarzania obrazów medycznych. Zakres wykładu 1. Wprowadzenie. 2. Przegląd podstawowych metod przetwarzania obrazowych danych medycznych. 3. Zaawansowane metody segmentacji (progowanie wielowymiarowe, podział, łączenie, podział i łączenie obszarów, wododziały). Ocena jakości segmentacji. 4. Aktywne modele i kontury. 5. Zaawansowane metody filtracji. 6. Dopasowanie danych multimodalnych. Algorytmy analityczne (metoda momentów). Algorytmy iteracyjne (metoda mapy dystansów, wariancji ilorazu gęstości, informacji wzajemnej). Wizualizacja danych multimodalnych. 7. Wizualizacja 3D danych medycznych. Triangulacja (marching cubes). Renderowanie powierzchni. Projekcja maksymalnej/ minimalnej intensywności. Renderowanie objętości. 8. Detekcja kształtu (transformacja Hougha). 9. Obrazowanie parametryczne. Analiza tekstury. 10. Obrazowanie prędkości przepływu krwi. Metody estymacji prędkości przepływu krwi, ich właściwości i ograniczenia. 11. Elastografia ultradźwiękowa i badanie właściwości mechanicznych tkanek. Metody estymacji przemieszczeń, odkształceń i szybkości odkształcenia. Zastosowania w diagnostyce medycznej. 12. Obrazowanie tłumienia fali ultradźwiękowej. Obrazowanie z emisją kodowaną. Zakres laboratorium 1. Segmentacja struktur tkankowych w danych tomograficznych. (1 ćwiczenie) 2. Iteracyjne metody dopasowania danych 3D. (1 ćwiczenie) 3. Implementacja wybranych algorytmów segmentacji i filtracji. Weryfikacja i ocena jakości. (1 ćwiczenie) 4. Estymacja przemieszczeń i odkształceń. (2 ćwiczenia)
Metody oceny:
Ocena kartkówek sprawdzających przygotowanie studentów do zajęć laboratoryjnych i sprawozdań. Egzamin
Egzamin:
tak
Literatura:
1. Haidekker M.A. Advanced Biomedical Image Analysis, Wiley, 2011 2. Jensen J.A. Estimation of Blood Velocities using Ultrasound - a Signal Processing Approach, Cambridge University Press, 1996 3. Malina W., Smiatacz M. Metody cyfrowego przetwarzania obrazów, Exit, 2005 4. Nowicki A. Ultradźwięki w medycynie, Wydawnictwo IPPT Pan, 2010 5. Petrou M., Petrou C. Image processing. The fundamentals, Wiley, 2010 6. Śliwiński A. Ultradźwięki i ich zastosowania, WNT, 2001 7. Tadeusiewicz R., Korohoda P. Komputerowa analiza i przetwarzanie obrazów, Kraków, Wydawnictwo Fundacji Postępu Telekomunikacji, 1997 8. Tadeusiewicz R., Śmietański J. Pozyskiwanie obrazów medycznych oraz ich przetwarzanie, analiza, automatyczne rozpoznawanie i diagnostyczna interpretacja, Kraków, Wydawnictwo Studenckiego Towarzystwa Naukowego, 2011 9. Zieliński T.P. Cyfrowe przetwarzanie sygnałów, WKiŁ 2005
Witryna www przedmiotu:
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt ZTPDM_2st_W01
Zna algorytmy segmentacji medycznych danych tomograficznych
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: K_W04, K_W06
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W04, T2A_W03, T2A_W04, T2A_W07, InzA_W05
Efekt Egzamin, sprawozdania
Zna metody geometrycznego dopasowania medycznych obrazów multimodalnych.
Weryfikacja: ZTPDM_2st_W02
Powiązane efekty kierunkowe: K_W04, K_W06
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W04, T2A_W03, T2A_W04, T2A_W07, InzA_W05
Efekt ZTPDM_2st_W03
Zna metody wizualizacji wolumetrycznych danych obrazowych
Weryfikacja: Egzamin, sprawodzania
Powiązane efekty kierunkowe: K_W04, K_W06
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W04, T2A_W03, T2A_W04, T2A_W07, InzA_W05
Efekt ZTPDM_2st_W04
Zna metody estymacji prędkości i przemieszczeń stosowane w badaniach ultradźwiękowych
Weryfikacja: Egzamin, sprawozdania
Powiązane efekty kierunkowe: K_W04, K_W06
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W04, T2A_W03, T2A_W04, T2A_W07, InzA_W05

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt ZTPDM_2st_U01
Potrafi przeanalizować i dobrać odpowiednią metodę geometrycznego dopasowania danych tomograficznych
Weryfikacja: Ocena zadań realizowanych podczas zajęć laboratoryjnych. Ocena sprawozdania.
Powiązane efekty kierunkowe: K_U08, K_U11
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U08, T2A_U09, T2A_U15, T2A_U18, InzA_U02, InzA_U07, T2A_U19, InzA_U08
Efekt ZTPDM_2st_U02
Potrafi zaimplementować algorytmy filtracji i segmentacji w języku Java lub środowisku Matlab
Weryfikacja: Ocena zadań realizowanych podczas zajęć laboratoryjnych. Ocena sprawozdania.
Powiązane efekty kierunkowe: K_U08
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U08, T2A_U09, T2A_U15, T2A_U18, InzA_U02, InzA_U07
Efekt ZTPDM_2st_U03
Potrafi dobrac parametry i przeprowadzić estymację przemieszczeń i odkształceń na podstawie danych ultradźwiękowych
Weryfikacja: Ocena zadań realizowanych podczas zajęć laboratoryjnych. Ocena sprawozdania.
Powiązane efekty kierunkowe: K_U07
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U08, T2A_U09, T2A_U18, InzA_U02

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt ZTPDM_2st_K01
Student potrafi pracować w zespole.
Weryfikacja: Ocena bieżąca zadań realizowanych podczas zajęć laboratoryjnych
Powiązane efekty kierunkowe: K_K02
Powiązane efekty obszarowe: T2A_K03