Corso di Laurea in Tecniche di Radiologia Medica, per Immagini e Radioterapia - Cuneo

I. Controlli di Qualità e Gestione delle Immagini * D.M. 270/04

Anno accademico 2012/2013

Sommario insegnamento

• Obiettivi formativi
• Programma
• Testi consigliati e bibliografia
• Note
• Moduli didattici
• Strumenti didattici

Obiettivi formativi

Il Corso si propone di fornire concetti di base sulla “catena della qualità”: dal punto di origine della radiazione alla lettura dell’immagine diagnostica. Al termine del corso gli studenti saranno in grado di comprendere il meccanismo di mantenimento della qualità delle apparecchiature radiologiche e di descrivere la procedura e gli obiettivi dei principali controlli previsti.

Il modulo di elaborazione di immagini è stato progettato e sviluppato in modo da far raggiungere allo studente i seguenti obiettivi formativi: conoscenza delle basi teoriche della conversione analogico digitale e dei processi di campionamento; acquisizione di una terminologia appropriata relativamente ai principali descrittori delle caratteristiche di una qualunque immagine digitale; capacità di considerare il contributo della percezione visiva nell’interpretazione di differenze quantitative di luminanza e crominanza; conoscenza delle definizioni e dei metodi di valutazione quantitativi dei principali indicatori di qualità dell’immagine; conoscenza delle principali metodiche di elaborazione immagini, basate su accesso e modifica del dato di tipo puntuale, locale o globale, nel dominio spaziale e nel dominio delle frequenze; competenza in ambito di elaborazioni intrinseche e successive alle acquisizioni nelle principali metodiche diagnostiche; acquisizione di strumenti informatici di base per l’elaborazione di immagini; conoscenza dei principali formati di immagini in ambito commerciale e medicale. Ulteriori obiettivi di questo modulo sono: introdurre gli studenti alle basi della trasmissione e archiviazione dei dati; istruirli sui principali protocolli e sistemi hardware per l’archiviazione e trasmissione dei dati; illustrare le leggi che controllano la gestione dei dati sensibili, i principali sistemi e algoritmi per la protezione dei dati su reti pubbliche. Gli studenti, alla fine del modulo, saranno in grado di applicare queste conoscenze al lavoro quotidiano.

Programma

Concetti di formazione dell’immagine. Pellicola radiografica, schermi di rinforzo, cassette e formati (cenni storici). Controlli di qualità relativi (cenni storici). Tipologie di apparecchi di radiodiagnostica. Controlli di qualità sui parametri elettronici e ottico-geometrici. Concetti di radiodiagnostica digitale. Sistemi rivelazione immagine digitali – CR – DR. Controlli di qualità relativi. Catena di visualizzazione dell’immagine – Stampanti – Negativoscopi – monitor. Controlli di qualità relativi. Principali controlli di qualità in Medicina Nucleare. Principali controlli di qualità in Radioterapia.

Rappresentazione digitale di segnali; Strumenti analogici e strumenti digitali; La conversione analogico/digitale; Il Teorema del campionamento; Cenni sull’architettura degli elaboratori; L’informazione binaria. Elementi di Psico-Fisiologia della visione; Dalla scena reale all’immagine digitale; Luce, immagini e visione; L’occhio umano e la percezione visiva; Proprietà della visione; La visione 3D; Il colore; Riconoscimento delle forme; Illusioni ottiche. Introduzione alle immagini digitali; Discretizzazione spaziale e quantizzazione; Immagini e matrici: operazioni aritmetiche sui pixel; L’istogramma dei livelli di grigio; Le periferiche di visualizzazione e stampa; Il cambio delle dimensioni: lo zoom; La valutazione della qualità delle immagini digitali; Risoluzione spaziale e funzione di trasferimento della modulazione; Rumore; Rapporto contrasto / rumore ed efficienza quantica; Visualizzazione dei dati cromatici. Tecniche di elaborazione; Classificazione delle tecniche di elaborazione; Trasformazioni di intensità e LUT; LUT lineari e windowing; LUT non lineari; Elaborazioni basate sull’istogramma; Equalizzazione dell’istogramma; Adattamento dell’istogramma; Filtraggi nel dominio spaziale; Generalità e concetto di convoluzione; Filtraggio passa basso; Filtraggio passa alto; Filtri direzionali; L’unsharp masking; Filtro mediano; Elaborazioni nel domino delle frequenze; La frequenza spaziale; La trasformata discreta di Fourier; Considerazioni sulle proprietà della trasformata discreta; Filtraggi passa basso; Filtraggi passa alto; Applicazioni dei filtri in frequenza alle immagini; Filtro IDEALE; Filtro BUTTERWORTH; Filtro ESPONENZIALE; Filtro TRAPEZOIDALE; Filtri MULTIBANDA; Ripristino di qualità dell’immagine; Modelli del rumore; Filtraggio di Wiener; Filtraggio a media geometrica; Segmentazione; Metodi di sogliatura; Metodi derivativi; Accrescimento delle regioni. Metodiche di diagnostica per immagini: elaborazioni intrinseche; Radiologia Digitale Proiettiva; Angioradiologia; Tomografia Computerizzata; Risonanza Magnetica; Medicina nucleare; Metodiche ecografiche; I software per l’elaborazione. La memorizzazione: compressione, formati e sicurezza; I formati di file per la memorizzazione; La compressione delle immagini digitali; Packing Bits; L’algoritmo RLE e la codifica “bit – plane”; La perdita di informazione sul colore; L’algoritmo di codifica di Huffmann; La compressione nel dominio trasformato; Panoramica dei formati di file per immagini digitali; Requisiti principali dei formati di immagini medicali; Lo standard DICOM/3; Lo standard di formato JPEG; Lo standard JPEG 2000.

Introduzione ai principali protocolli di trasmissione dati all’interno di strutture sanitarie tramite rete telematica: HL7 and DICOM; Storia del protocollo DICOM; Architettura del protocollo DICOM

Funzioni principali e comandi del protocollo DICOM; Cenni sull’architettura delle reti LAN e WAN; Introduzione ai sistemi HIS, RIS e PACS; Architettura hardware di un sistema PACS: dalle unità di memorizzazione centrale alle postazioni di visualizzazione; Basi di Teleradiologia e sviluppo dei sistemi di trasmissione immagini all’esterno degli ospedali; Panoramica sulle leggi italiane che regolano la tele radiologia; Algoritmi di mascheramento e decrittazione dei dati sensibili su reti pubbliche.

R. Passariello – Elementi di tecnologia in Radiologia e diagnostica per immagini - Idelson-Gnocchi

R.Lagalla  et. al. - RADIOLOGIA (D.U. per TSRM) – Idelson-Gnocchi

Gonzalez, Woods - Digital image processing - Prentice Hall

Ihrig - Immagini digitali, trattamento e stampa - Mcgraw-hill

Emanuele Neri, Paolo Marcheschi, Davide Caramella - Produrre ed elaborare immagini diagnostiche - Ed. Springer

Note

PREREQUISITI

Scienze biologiche e chimiche – Anatomia e fisiologia umana – Fondamenti di matematica e fisica applicati alla medicina – Fisica applicata in ambito radiologico – Anatomia e patologia generale applicata – Medicina legale, del lavoro e epidemiologia – Radiodiagnostica I

Moduli didattici

• Controlli di qualità (MED2842A)
• Elaborazione immagini (MED2842B)
• Sistemi di trasmissione e archiviazione delle immagini (MED2842C)

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