SCIENZE INFORMATICHE E GESTIONE DELLE IMMAGINI

Anno accademico 2019/2020 - 1° anno
Docenti
  • BIOINGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA: Giuseppe Stella
  • SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI FORMAZIONE DELL'IMMAGINE: Giuseppe Stella
  • PRODUZIONE TRATTAMENTO GESTIONE ED ARCHIVIAZIONE DELLE IMMAGINI: Giuseppe Lanza
Crediti: 7
Organizzazione didattica: 175 ore d'impegno totale, 126 di studio individuale, 49 di lezione frontale
Semestre:

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”, 3rd 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

BIOINGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA
 ArgomentiRiferimenti testi
1Generalità 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.Dispense docente 
2Principi 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. QDCDispense docente 
3Concetto 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.Dispense docente 
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI FORMAZIONE DELL'IMMAGINE
 ArgomentiRiferimenti testi
1Introduzione 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.Dispense docente 
2Percezione 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.Dispense docente 
3Modalità di trasformazione delle immagini. Analisi dell’istogramma. Filtri spaziali. Trasformata di Fourier 2D. Analisi e trasformazione in frequenza.Dispense docente 
PRODUZIONE TRATTAMENTO GESTIONE ED ARCHIVIAZIONE DELLE IMMAGINI
 ArgomentiRiferimenti testi
1Introduzione alle tecniche di diagnostica per immagini e formazione di immagini corporeeCittadini, et al. Diagnostica per immagini e radioterapia, Edra 2015. Slides 
2Raggi X ed immagini radiologicheCittadini, et al. Diagnostica per immagini e radioterapia, Edra 2015. Slides 
3Tomografia computerizzataCittadini, et al. Diagnostica per immagini e radioterapia, Edra 2015. Slides 
4AngiografiaCittadini, et al. Diagnostica per immagini e radioterapia, Edra 2015. Slides 
5Immagini radioisotipicheCittadini, et al. Diagnostica per immagini e radioterapia, Edra 2015. Slides 
6EcografiaCittadini, et al. Diagnostica per immagini e radioterapia, Edra 2015. Slides 
7Risonanza magneticaCittadini, et al. Diagnostica per immagini e radioterapia, Edra 2015. Slides 
8Cenni sui mezzi di contrato in diagnostica per immaginiCittadini, et al. Diagnostica per immagini e radioterapia, Edra 2015. Slides 
9Principi di gestione ed archiviazione di bioimmaginiCittadini, et al. Diagnostica per immagini e radioterapia, Edra 2015. Slides 

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?