SylabUZ

Generate PDF for this page

Digital Techniques for Medical Image Processing - course description

General information
Course name Digital Techniques for Medical Image Processing
Course ID 06.9-WM-IB-EiIwM-D-19_19
Faculty Faculty of Mechanical Engineering
Field of study Biomedical Engineering
Education profile academic
Level of studies Second-cycle studies leading to MSc degree
Beginning semester winter term 2022/2023
Course information
Semester 3
ECTS credits to win 3
Course type obligatory
Teaching language polish
Author of syllabus
  • dr hab. inż. Krzysztof Sozański, prof. UZ
Classes forms
The class form Hours per semester (full-time) Hours per week (full-time) Hours per semester (part-time) Hours per week (part-time) Form of assignment
Lecture 15 1 9 0,6 Credit with grade
Laboratory 30 2 18 1,2 Credit with grade

Aim of the course

- zapoznanie studentów z podstawowymi technikami obrazowania medycznego,  

- zapoznanie studentów z podstawowymi zagadnieniami cyfrowego przetwarzania obrazów.

Prerequisites

Cyfrowe przetwarzanie sygnałów, Grafika komputerowa, Metody numeryczne.

Scope

Metody pozyskiwania obrazów medycznych: endoskopia, radiografia, rezonans magnetyczny, ultrasonografia, wizualizacja metodami medycyny nuklearnej. Akwizycja obrazów: rozdzielczość, próbkowanie, zakres dynamiczny – kwantyzacja. Obrazy: binarne, monochromatyczne, kolorowe. Przetworniki obrazów.
Jakość obrazu w diagnostyce medycznej. Modulacyjna funkcja przenoszenia. Obrazy endoskopowe. Wizualizacja struktury i czynności narządów wewnętrznych za pomocą promieniowania jonizującego. Fizyczne podstawy obrazowania.
Radiografia rentgenowska, analogowa i cyfrowa. Obrazowanie planarne. Detektory obrazu.
Radioskopia. Obrazowanie warstwowe. Tomografia komputerowa. Akwizycja danych i metody rekonstrukcji obrazu dwu- i trójwymiarowego. Rentgenografia. Obrazowanie wykorzystujące izotopy promieniotwórcze. Scyntygrafia. Tomografia emisyjna.
Wizualizacja za pomocą promieniowania niejonizującego. Magnetyczny rezonans wodorowy – fizyczne podstawy obrazowania. Zasady lokalizacji źródeł sygnału obrazowego. Główne wielkości mierzone charakteryzujące badany obiekt. Ultrasonografia.
Obrazowanie multimodalne.
Wybrane elementy cyfrowego przetwarzania sygnałów. Kwantyzacja i próbkowanie sygnałów. Twierdzenie o próbkowaniu. Zjawisko aliasingu. Filtracja sygnałów cyfrowych. Typy filtrów cyfrowych filtry typu FIR i IIR. Analiza widmowa sygnałów, dyskretne przekształcenie Fouriera. Zmiana szybkości próbkowania sygnałów, decymacja i interpolacja sygnałów. Sygnały jedno i wielowymiarowe. Akwizycja obrazów: próbkowanie, zakres dynamiczny – kwantyzacja. Analiza obrazów. Metody korekcji, poprawiania i filtracji obrazów. Filtracja obrazów cyfrowych: górno i dolnoprzepustowa, nieliniowa, morfologiczna, segmentacja, wykrywanie krawędzi. Zastosowanie programu Matlab do przetwarzania obrazów. Parametryzacje pozwalające na wydobywanie z obrazów najważniejszych informacji (z punktu widzenia diagnostyki) przy jednoczesnej redukcji liczby danych. Metody kompresji obrazów. Formaty zapisu obrazów. Konwersja typów obrazów. Zapis i archiwizacja obrazów.

Teaching methods

Wykład: wykład konwencjonalny
Laboratorium: ćwiczenia laboratoryjne

Learning outcomes and methods of theirs verification

Outcome description Outcome symbols Methods of verification The class form

Assignment conditions

Wykład - warunkiem zaliczenia jest uzyskanie pozytywnej oceny z kolokwiów przeprowadzonych w formie pisemnej
Laboratorium - warunkiem zaliczenia jest uzyskanie pozytywnych ocen ze wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych, przewidzianych do realizacji w ramach programu laboratorium
Składowe oceny końcowej = wykład: 60% + laboratorium: 40%.

Recommended reading

  1. R. Tadeusiewicz, J. Śmietański, Pozyskiwanie obrazów medycznych oraz ich przetwarzanie, analiza, automatyczne rozpoznawanie i diagnostyczna interpretacja, Wydawnictwo Studenckiego Towarzystwa Naukowego, Kraków, 2011.
  2. Z. Wróbel, R. Koprowski, Praktyka przetwarzania obrazów z zadaniami w programie Matlab, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa, 2008.
  3. W. Malina, M. Smiatacz, Cyfrowe przetwarzanie obrazów, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa, 2008.
  4. R. Cierniak, Tomografia komputerowa, budowa urządzeń CT, algorytmy rekonstrukcyjne, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa, 2005.
  5. J. Cytowski, J. Gielecki, A. Gola, Cyfrowe przetwarzanie obrazów medycznych, algorytmy, technologie, zastosowania, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa, 2008.
  6. N. Bankman (ed.), Handbook of Medical Imaging Processing and Analysis, Academic Press, 2000.

Further reading

  1. R. Tadeusiewicz, M. R. Ogiela, Medical Image Understanding Technology, Springer, 2004.
  2. R. Tadeusiewicz, P. Korohoda, Komputerowa analiza i przetwarzanie obrazów, Wydawnictwo Fundacji Postępu Telekomunikacji, Kraków, 1997.
  3. A. Meyer-Base, Pattern recognition for medical imaging, Elsevier, 2004.
  4. M. R. Ogiela, R. Tadeusiewicz, Modern Computational Intelligence Methods for the Interpretation of Medical Images, Springer, 2008.
  5. J. L. Semmlow, Biosignal and Biomedical Image Processing, MATLAB-Based Applications, Marcel Dekker, Inc., 2004.
  6. K. Sozański, Digital Signal Processing in Power Electronics Control Circuits, second edition, Springer, 2017.

Notes


Modified by dr hab. inż. Tomasz Klekiel, prof. UZ (last modification: 27-04-2022 15:38)