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

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Anno accademico 2012/2013

Codice dell'attività didattica
MED2842
Docenti
Dott. Fiorenzo Bertaina (Docente Responsabile del Corso Integrato)
Bartolomeo Giordana (Docente Titolare dell'insegnamento)
Piergiuseppe Modeo (Docente Titolare dell'insegnamento)
Corso di studi
[f007-c314] laurea i^ liv. in tecniche di radiologia medica, per immagini e radioterapia (ab.pr. san. di radiologia medica) - a cuneo
Anno
2° anno
Tipologia
--- Nuovo Ordinamento ---
Crediti/Valenza
7
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Sommario insegnamento

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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.

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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.

Testi consigliati e bibliografia

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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



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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

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Moduli didattici

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Ultimo aggiornamento: 27/06/2013 14:58
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