58656 - SISTEMI RADIOLOGICI DIGITALIZZATI - RETI DI INFORMATIZZAZIONE SANITARIA

Conoscenze e abilità da conseguire

- Acquisire le conoscenze di base e avanzate relativamente alla formazione delle immagini digitali e alla loro elaborazione per fini diagnostici.
- Acquisire le nozioni di base relativamente al funzionamento tecnico delle apparecchiature diagnostiche avanzate (TC, RM, ANGIO, DR, CR).
- Acquisire le cognizioni di base relativamente alle reti di informatizzazione ospedaliera.
- Acquisire abilità nell'utilizzo di software per l'elaborazione di immagini dignostiche e nei processi di calcolo relativi.
- Acquisire abilità nell'eseguire i controlli di qualità sulle apparecchiature mediante indicatori standard quali MTF, QE, DQE, linearità, misura del SNR.

Contenuti

1                    Introduzione e definizioni

1.1            Immagini continue e discrete

1.1.1     Immagini digitali

1.1.2     Immagini bitmap e vettoriali

1.2            Rappresentazioni dell'immagine

1.2.1     La matrice immagine

1.2.2     Immagini intrinsecamente digitali e immagini digitalizzate

1.2.3     Campionamento e quantizzazione

1.2.4     La funzione immagine

1.2.5     Operazioni matriciali e operazioni analitiche

1.3            Introduzione alla qualità dell'immagine

1.3.1  Sorgenti

1.3.2  Contrasto

1.3.3  Livelli di grigio

1.3.4  Risoluzione spaziale

1.4     I Rivelatori

1.4.1  Film

1.4.2  Charge Coupled Device

1.4.3  Scintillatori

1.4.5  Rivelatori position-sensitive

1.5             Schema del processo di acquisizione ed elaborazione dell'immagine

 

 

 

1.6             Trasformazioni analitiche

1.6.1     Serie di Fourier

1.6.2     Trasformata di Fourier

1.6.3     Dominio Spaziale, Dominio delle Frequenze, k-Space

 

2                    Gli elementi di un sistema di digitalizzazione

2.1            Convertitore Analogico-Digitale (ADC)

2.2            Teorema del Campionamento

2.3            Aliasing

2.4            Caratteristiche di un ADC

2.5            Tipologia delle immagini digitali

2.5.1     Data file format (BMP, TIF, JPEG, DICOM)

2.5.2     Cenni sulla Compressione

 

3                    Apparecchiature Diagnostiche per Immagini Digitali

3.1            Formazione dell'Immagine in RMN

3.1.1      Spin in Campo Magnetico e Risonanza

3.1.2      Statistica di Boltzmann e Abbondanza Isotopica

3.1.3      Tempo di Rilassamento T1

3.1.4      Precessione degli Spin e Tempo di Rilassamento T2

3.1.5      Sequenza 90-FID: The Free Induction Decay

3.1.6      Sequenza Spin-Echo, Sequenza Inversion Recovery

3.1.7      Sistemi di Riferimento

3.1.8      Generazione del Contrasto

3.1.9      Codifica di Frequenza

3.1.10                          Bobine di Gradiente

3.1.11                          Backprojection Imaging

3.1.12                          Chemical Shift

3.1.13                          Codifica di Fase

3.1.14                          Fourier Transform Imaging

3.1.15                          k-Space

3.1.16                          Modalità di Riempimento del k-Space

3.1.17                          Banda Passante e SNR

3.2            Fluoroscopia

3.2.1     Intensificatore di Brillanza

3.2.2     Parametri di qualità dell'IB

3.2.3     Applicazione del CCD

3.2.4     Noise nel CCD e Correzione Flat-Field

3.3            Angiografia

3.3.1     K-edge dello iodio

3.3.2     Sottrazione lineare e logaritmica dell'immagine

 

3.4            Computed Tomography

3.4.1     Generazioni TC

3.4.2     Rivelatori

3.4.3     Formazione di Immagini

3.4.4     Filtered Backprojection

3.5            Gamma-Camera

3.5.1     Formazione dell'Immagine

3.5.2     Emission CT

3.5.3     Correzione Flat-Field

3.6            Positron Emission Tomography

3.6.1     Principio di Formazione dell'Immagine

3.6.2     Coincidenza Temporale

3.6.3     Sistemi di Rivelazione

3.7            Computer Radiography, Direct Radiography

3.8            Reti Informatiche Ospedaliere

 

4                    Trattamento elementare dell'immagine

4.1            Istogramma del livello di grigio

4.2            Operazioni puntuali

4.2.1     Contrast enhancement e Luminosità

4.2.2     Stretching

4.3            Operazioni algebriche

4.3.1     Somma e sottrazione di immagini

4.3.2     Filtri

4.4            Operazioni geometriche

4.4.1     Metodi di interpolazione (cenni)

4.4.2     Trasformazioni spaziali

 

5                    Trattamento analitico dell'immagine

5.1            Descrizione armonica del segnale

5.2            Eliminazione dei disturbi

5.3            Filtri passa-alto

5.4            Filtri passa-basso

5.5            Estrazione dei contorni

 

6        Parametri di Qualità dell'Immagine e loro Misura

          6.1     Risoluzione Spaziale

          6.2     Blurring

          6.3     PSF, LSF, MTF

          6.5     Risoluzione di Contrasto

          6.6     Noise e SNR

          6.7     Detective Quantum Efficiency

Testi/Bibliografia

Bibliografia:

0)      Consuntivo di Analisi Matematica per le Matricole universitarie:

                   Numeri complessi (forma numerica ed esponenziale)

                   Derivazione e suo significato

                   Funzioni e Grafico delle Funzioni

                   Integrazione di Riemann indefinita e definita e teoremi integrali

 

1)      R.C. Gonzalez, R. E. Woods, Digital Image Processing (2nd ed.), Prentice Hall

 

2)      Dispense del docente al sito: http://amscampus.cib.unibo.it/

 

Libri di consultazione:

3)  Castleman Digital Image Processing Prentice Hall - New Jersey

4)  Jahane Image processing for scientific applications CRC Press - New York

5)     Smith The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing California 

Technical Publishing (lo si può scaricare gratuitamente dal sito www.dspguide.com)

6)     Preatini Applicazioni dell'analisi armonica Hoepli – Milano

Metodi didattici

- Lezioni frontali.
- Esercitazioni in Laboratorio Informatico.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

- Prova in itinere in Laboratorio Informatico.
- Colloquio di valutazione sugli argomenti del programma.

Strumenti a supporto della didattica

- Videoproiettore
- Laboratorio informatico (un PC per ogni studente)

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Giuseppe Baldazzi