SCIENZE INFORMATICHE E GESTIONE DELLE IMMAGINI

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1 DIPARTIMENTO DI MEDICINA CLINICA E SPERIMENTALE Corso di laurea in Tecniche di radiologia medica, per immagini e radioterapia Anno accademico 2017/ anno SCIENZE INFORMATICHE E GESTIONE DELLE IMMAGINI 7 CFU - 2 semestre Docenti titolari dell'insegnamento ANGELO OCCHIPINTI - Modulo - ING-INF/06-2 CFU SIMONE PALAZZO - Modulo SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI FORMAZIONE DELL'IMMAGINE - ING-INF/05-2 CFU palazzosim@dieei.unict.it Edificio / Indirizzo: OpenLab - Via S. Sofia, 102 Telefono: Orario ricevimento: Da concordare via PIETRO MILONE - Modulo - MED/50-3 CFU pietromilone@gmail.com Edificio / Indirizzo: Istituto di Radiologia Edificio 1 piano 0, Policlinico Università Catania Telefono: segreteria , stanza Orario ricevimento: previo appuntamento al OBIETTIVI FORMATIVI L'obiettivo formativo è quello di fornire allo studente gli strumenti base per il problem solving legato all'uso di strumentazione biomedica per la diagnostica. In particolare si vuole fornire la consocenza base sui rivelatori utilizzati in ambito radiologico e sui sistemi elettronici utili al trattamento del segnale elettrico. 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. Il corso si propone di fornire in una prima fase le conoscenze di base delle fisica dei raggi X riguardamte la produzione delle immagini radiologiche. Successivamente prende in considerazione i parametri di esposizione ed i parametri geometrici, i rivelatori analogici e digitali e le loro caratteristiche. Inoltre vengono trattati i sistemi di gestione ed archiviazione delle immagini (RIS PACS). Infine vengono fornite le conoscenze sui principi di formazione delle immagini in TC.

2 PREREQUISITI RICHIESTI Conoscenza di base della Fisica e in particolar modo dei processi di interazione radiazione-materia. Conoscenza di base della Fisica. Nozioni di Matematica, Fisica, Statistica e Informatica. Fisica dei raggi X FREQUENZA LEZIONI La frequenza è obbligatoria. Obbligatoria Obbligatoria CONTENUTI DEL CORSO Generalità sui rivelatori: contaotri 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 revilatore. Giunzione P-N. Rumore nei rivelatori. Amplificatori e preamplificatori. ADC. QDC Concetto di serie di Furier, sempi di Fourier di alcuni semplici segnali periodici: dente di sega, onda rettangolare, onda trinagolare. Spettro discreto di un segnale periodico. Trasformata di un segnale non periodico. Spettro continuo. La funzione di Sinc. Processi limite. 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.

3 Introduzione radiologia: radiazioni elettromagnetiche, raggi RX, tubo radiogeno, opacità e ipertrasparenze. Introduzione US. Parametri di esposizione, densità ottica, pellicola radiografica. Fattori geometrici e tomografia lineare. Proprietà rivelatore, schermi-pellicola, IB. Radiografia digitale: CR e DR. Cranio, Teleradiografia cefalometrica, Ortopantomografia. Rx torace: criteri di correttezza. Anatomia radiografica. RIS e PACS. Principi e storia TC: gantry, detettori, Generatore, TC spirale, TC multidetettore. Parametri TC: parametri di esposizione (kv, ma, tempo) rumore, scala Hounsfield. TESTI DI RIFERIMENTO Radiologia: elementi di tecnologia. Roberto Passariello. Gruppo editoriale Idelson-Gnocchi. Radiologia digitale computerizzata nella pratica clinica. Reginald E. Greene, Jorg-Wilhelm Oestmann. Gruppo editore Verducci. L immagine radiologica: tecnologie e tecniche di acquisizione. Robert A. Fosbinder, Charles A. Kelsey. Edizione italiana a cura di Alessandro Beaux, Marco A. Ciccone, Mauro Guerrini. Fisica generale: elettromagnetismo relatività ottica. Edoardo Amaldi, Romano Bizzarri, Guido Pizzella. Gruppo editore Zanichelli. Fisica: elettromagnetismo-onde. Mazzoldi, Nigro, Voci. Gruppo editore EdiSES. Gonzalez, Woods, Digital image processing, 3 rd ed., Prentice Hall ANATOMIA RADIOLOGICA: Tecniche e Metodologie in Radiodiagnostica - Fernando Mazzucato - Piccin editore PROGRAMMAZIONE DEL CORSO * Argomenti Riferimenti testi 1 * Grandezze analogiche e digitali 2 Esempi di campi di applicazione di immagini digitali

4 3 Componenti di un sistema di visione 4 Percezione visuale nell uomo 5 La luce e lo spettro elettromagnetico 6 Modelli di formazione dell immagine 7 Sensori di acquisizione dell immagine 8 * Campionamento e quantizzazione 9 * Risoluzione e ridimensionamento dell immagine 10 Aliasing ed effetto Moiré 11 * Rappresentazione del colore 12 Spazi di colore 13 * Modalità di trasformazione delle immagini 14 * Analisi dell istogramma 15 * Filtri spaziali * Argomenti Riferimenti testi 1 * Introduzione radiologia: radiazioni elettromagnetiche, raggi RX, tubo radiogeno, opacità e ipertrasparenze. 2 * Introduzione US. Parametri di esposizione, densità ottica, pellicola radiografica. Fattori geometrici e tomografia lineare 3 * Proprietà rivelatore, schermi-pellicola, IB. Radiografia digitale: CR e DR. 4 * Cranio, Teleradiografia cefalometrica, Ortopantomografia. Rx torace: criteri di correttezza. Anatomia radiografica. 5 * RIS e PACS. 6 * Principi e storia TC: gantry, detettori, Generatore, TC spirale, TC multidetettore. 7 * Parametri TC: parametri di esposizione (kv, ma, tempo) rumore, scala Hounsfield * Conoscenze minime irrinunciabili per il superamento dell'esame. N.B. La conoscenza degli argomenti contrassegnati con l'asterisco è condizione necessaria ma non sufficiente per il superamento dell'esame. Rispondere in maniera sufficiente o anche più che sufficiente alle domande su tali argomenti non assicura, pertanto, il superamento dell'esame.

5 MATERIALE DIDATTICO Dispense e materiale vario fornito dal docente. Libri consigliati per approfondimento. Appunti e slide fornite dal docente. Il testo di riferimento e le lezioni sono il materiale didattico da utilizzare; gli studenti comunque possono utilizzare qualsiasi altro testo a loro scelta. VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO Esame orale Prova di esame orale insieme agli altri docenti del Corso Integrato. DATE DEGLI APPELLI Secondo calendario Secondo calendario. PROVE IN ITINERE Non previste Generalmente no. PROVE DI FINE CORSO Esame orale

6 Esame orale insieme agli altri docenti del Corso Integrato. ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI Domande inerenti il programma Domande inerenti il programma