| TSBB31 |
Medicinska bilder, 6 hp
/Medical Images/
För:
MED
|
| |
Prel. schemalagd
tid: 66
Rek. självstudietid: 94
|
| |
Utbildningsområde: Teknik
Huvudområde: Elektroteknik Nivå (G1,G2,A): G2
|
| |
Mål:
IUAE-matris
Efter fullgjord kurs ska studenten kunna:
- Redogöra för generaliseringen från 1D till 2D för kontinuerlig fouriertransform med tillhörande teorem, såsom skalning, translation, derivering, faltning och multiplikation.
- Redogöra för följande begrepp i 1D och 2D: sampling och rekonstruktion, DFT, samplingsteoremet och vikningsdistorsion, omsampling och interpolation.
- Tolka resultatet av en 2D fouriertransform av en bild, såsom att förstå vad en spatiell frekvens innebär. Redogöra enkla faltningskärnor och filter som utför derivering, lågpass- och högpassfiltrering.
- Känna till om de vanligaste typerna av medicinska bilder, vad de visar, dess bakomliggande fysik och teknik: ultraljud, röntgen, CT, MRI, gamma-kamera, SPECT, PET.
- Ha en djupare förståelse för några av ovan nämnda tekniker, ultraljud, CT, MRI och SPECT.
|
| |
Förkunskaper: (gäller studerande antagna till program som kursen ges inom, se 'För:' ovan)
Från kursen Transformteori,: kontinuerlig 1D fouriertransform och dess teorem för skalning, translation, derivering, faltning och multiplikation.
Från kursen Introduktionskurs i Matlab, : grundläggande kunskaper i Matlab-programmering.
Från kursen Linjär algebra,: Vektor, matris, determinant och skalärprodukt.
En- och flervariabel analys, Optik - teori och tillämpning, Oscillationer och mekaniska vågor.
OBS! Tillträdeskrav för icke programstudenter omfattar vanligen också tillträdeskrav för programmet och ev. tröskelkrav för progression inom programmet, eller motsvarande.
|
| |
Organisation:
Kursen består av föreläsningar, lektioner och laborationer baserade på Matlab.
|
| |
Kursinnehåll:
Kursen består av 2 delar. Den första delen avser att ge grundläggande kunskaper om 2D signalbehandling på bilder. I den andra delen utnyttjas dessa kunskaper i studiet av olika medicinska bildtekniker. Kursen avser att ge fördjupad förståelse för ultraljud, CT, MRI, SPECT och PET.
- Den digitala bilden: pixlar/storlek/zoom, lagring och kvantisering, gråskala/färg, reell/komplex. Histogram och gråskale-transformationer. Färgtabeller: gråskala, äkta RGB, pseudo.
- Repetition av 1D fouriertransform. Från 1D till 2D fouriertransform. Teorem för 1D och 2D fouriertransform, såsom skalning, translation, derivering, faltning och multiplikation. Teorem för 2D fouriertransform såsom rotations- och projektionsteoremet. Titta på bilder och dess fouriertransformer och relatera dessa till teoremen.
- Dirac-pulsen. Sampling och rekonstruktion. Effekter på bilden vid vikningsdistorsion i spatial- eller fourierdomän.
- 1D och 2D DFT och FFT. Diskret 1D och 2D faltning. Faltningskärnor i spatial- och fourierdomän: lågpass (gauss), högpass (laplace), deriverande (sobel). Kantdetektering med hjälp av magnituden av gradienten.
- Omsampling och interpolation, speciellt upp- och nedsampling. Ideal uppsampling genom nollpaddning.
- Några enkla bildanalysmetoder: tröskelsättning, krympning, etikettering.
- Viktiga mätvärden på bilder: Kontrast, MTF, upplösning, SNR.
- Ultraljud.
- Översiktligt om olika röntgentekniker: digital röntgen, angiografi, fluoroskopi, mammografi.
- Kort om fysiken för vanlig röntgen och CT: röntgenspektrum, fysikalisk interaktion såsom fotoelektrisk effekt, koherent och inkoherent (compton) spridd strålning, brus. Denna fysik tas upp för att visa dess påverkan på bilderna.
- CT: projektionsteoremet, 2D rekonstruktion med direkta fouriermetoden, 2D rekonstruktion med filtrerad återprojektion, parallella strålar och fanbeam, rebinning, lite om 3D rekonstruktion.
- PET och SPECT. CT-PET och CT-SPECT.
- Noggrant om grundläggande MRI. Översiktligt om olika varianter pÃ¥ MRI, t ex fMRI.
Laborationerna:
- Lab 1: Den digitala bilden: pixlar/storlek/zoom, kvantisering och lagring, grÃ¥skala/färg, reell/komplex. Histogram och grÃ¥skaletransformationer. Färgtabeller: grÃ¥skala, äkta RGB, pseudo. 2-D fouriertransform pÃ¥ bilder â?" utseende, egenskaper. Enkla faltningskärnor i spatialdomänen. Linjära filter i fourierdomänen.
- Lab 2: Omsampling och interpolation. Upp- och nedsampling. Ideal uppsampling genom nollpaddning. Effekter av omsampling i spatial- och fourierdomän, t.ex. vikningsdistorsion.
- Lab 3: CT-rekonstruktion.
- Lab 4: Mätning av brus. Några enkla bildanalysmetoder. Förberedelse för Lab 6.
- Lab 5: Ultraljudsbilder. Demodulering och lågpass-filtrering, interpolation till korrekt geometri.
- Lab6: Mätningar på SPECT/CT-volymer. Exempel på friska och patienter med sjukdomen KOL.
- Lab7: Grundläggande MRI.
Studiebesök: Kursen omfattar ett studiebesök på CMIV, då vi bland annat tittar på en datortomograf och en MR-kamera, samt lyssnar till ett föredrag om hur medicinska bilder används idag på universitetssjukhuset i Linköping
|
| |
Kurslitteratur:
Kompendium: 2D signalbehandling på bilder.
Laborationshandledningar.
Delar ur böcker, doktorsavhandlingar, exjobbsrapporter, tidskriftsartiklar och PPT-presentationer, t ex:
Prince och Links: Medical Imaging Signals and Systems, 2005 eller senare.
|
| |
Examination: |
TEN1
LAB1
|
Skriftlig tentamen (U,3,4,5)
Laborationer (U,G)
|
4 hp
2 hp
|
| |
|
|
|