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