Tecniche di elaborazione nella diagnostica per immagini

Tecniche di elaborazione nella diagnostica per immagini
Prof. Piero Mussio
Obiettivo: fornire allo studente la capacità di avvicinarsi in modo critico e fattivo alle tecniche di
elaborazione nel contesto dell’imaging diagnostico ed alla valutazione globale della qualità
diagnostica dell’intero processo di formazione-elaborazione delle immagini.
Introduzione e concetti e generali
Il processo oggetto di studio
1. La diagnostica per immagini: attività single case condotta dal medico usando strumenti di
misura garantiti dal fisico
2. Osservato; il paziente- strumenti di osservazione- osservatore: gli strumenti sono strumenti di
acquisizione e di elaborazione dell’immagine
3. Immagini analogiche e digitali; lo standard DICOM e i formati di rappresentazione
4. Elaborazione di immagini digitali
5. L’elaborazione interattiva; l’elaborazione a distanza
6. Il problema della qualità delle immagini: misure oggettive, qualità diagnostica
Elaborazione di immagini
1.
Elaborazione tradizionale: trasformazioni ed artefatti.
a. Segmentazione,
b. Miglioramento,
c. Analisi (filtraggi) e sintesi (interpolazioni)
Interpretazione di immagini
2.
3.
4.
Gli operatori delle diverse famiglie
Packages: scelta e gestione
La qualità diagnostica: quale sistema di elaborazione per un sistema di generazione.
Modalità d’esame: l’esame verrà proposto in modalità coordinata con il corso di “Tecniche fisiche
nella diagnostica per immagini”, verterà su una prova orale e sulla contestuale discussione di un
caso pratico.
Corso integrativo:
Tecniche di codifica, analisi e visualizzazione per l’imaging diagnostico
Dr. Alberto Signoroni
Obiettivo: il corso integrativo si poggia sulle conoscenze di base riguardanti l’elaborazione nella
diagnostica per immagini e sulla cultura fisico-matematica degli studenti, vuole fornire nuove
conoscenze e metodologie di approccio rispetto alle tecniche avanzate di elaborazione per
immagini diagnostiche 2D, 3D e video. In ultimo verrà presentato uno strumento per la valutazione
complessiva del processo di formazione-elaborazione delle immagini, strumento che lo studente
utilizzerà durante il tirocinio e discuterà in sede di esame per i corsi di “Tecniche fisiche nella
diagnostica per immagini” e “Tecniche di elaborazione nella diagnostica per immagini”.

Codifica (compressione) e trasmissione: teoria dell’informazione, tecniche di codifica lossless,
tecniche di codifica lossy, trasformata wavelet, standard JPEG e JPEG2000, codifica con
regioni di interesse, compressione e qualità diagnostica nei sistemi PACS. Codifica 3D e
codifica video.




Segmentazione: classificazione delle tecniche di segmentazione, segmentazione automatica,
semi-automatica e interattiva, segmentazione morfologica di volumi e applicazioni. Validazione
e valutazione di qualità nelle tecniche di segmentazione.
Visualizzazione: rendering di superficie e rendering di volume, funzioni di trasferimento per la
gestione delle opacità, classificazione delle strutture per la visualizzazione 3D di volumi
biomedici. Il problema della proiezione 3D-2D e valutazione dei campi di applicazione.
Coregistrazione: introduzione alle tecniche di registrazione intra-modalità e inter-modalità
nell’imaging diagnostico. (opzionale)
La valutazione della qualità diagnostica: presentazione di uno strumento didattico-scientifico
per la raccolta delle caratteristiche di qualità delle immagini mediche prodotte ed elaborate nel
contesto di diverse modalità di imaging diagnostico.
Bibliografia
Elaborazione di Immagini
 Fundamentals of Digital Image Processing – A.K. Jain – Prentice Hall
 Two-dimensional signal and image processing – J.S. Lim – Prentice Hall
 The image processing handbook – J.C. Russ – CRC Press, Springer, IEEE Press
 Computer Vision – D.H. Ballard, C.M. Brown – Prentice Hall
 Digital Image Processing – R.C. Gonzalez, R.E. Woods – Addison Wesley
 Altri riferimenti verranno specificati durante il corso
Medical Imaging
 Handbook of Medical Imaging: Processing and Analysis, Isaac N. Bankman (Editor),
Academic Press, 2000.
 Handbook of Medical Imaging, Vol. 2: Medical Image Processing and Analysis, Milan
Sonka and J. Michael Fitzpatrick (Editors), SPIE Press, 2000.
 Handbook of Medical Imaging, Volume 3: Display and PACS, Steven C. Horii and
Yongmin Kim (Editors), SPIE Press, 2000.
 Computed Tomography: Principles, Design, Artifacts, and Recent Advances - Jiang Hsieh
(Editor) SPIE Press Monograph, 2003.
 Principles of Magnetic Resonance Imaging: A Signal Processing Perspective - Zhi-Pei
Liang and Paul C. Lauterbur - IEEE Press Series on Biomedical Engineering, 2000
 PACS: Basic Principles and Applications, H. K. Huang (Editor), Wiley-Liss, 1998.
Elaborazione e visualizzazione 3D
 Volumetric image analysis - G. Lohmann – Wiley, 1998
 3-D image processing algorithms – N. Nikolaidis, I. Pitas – Wiley, 2001
 Introduction to Volume Rendering – B. Lichtenbelt, R. Crane, S. Naqvi – Hewlett Packard
Professional Books, Prentice Hall, 1998