CODICE 106736 ANNO ACCADEMICO 2023/2024 CFU 6 cfu anno 1 BIOENGINEERING 11159 (LM-21) - GENOVA SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE ING-INF/06 LINGUA Inglese SEDE GENOVA PERIODO 2° Semestre MATERIALE DIDATTICO AULAWEB PRESENTAZIONE L'influenza e l'impatto delle immagini digitali sulla società moderna sono enormi e l'elaborazione delle immagini è ora una componente fondamentale della ricerca scientifica e tecnologica. Il rapido progresso nella ricostruzione digitale delle immagini mediche e gli sviluppi dei metodi di analisi e dei sistemi di supporto alla diagnosi hanno dato grande spinta all'imaging medico. Il corso trae le sue motivazioni dalle applicazioni clinihe e utilizza immagini e situazioni mediche reali per chiarire i concetti principali. Progettato per gli studenti che diventeranno utenti finali dell'elaborazione delle immagini digitali, il corso fonisce gli strumenti necessari per il trattamento delle bioimmagini. OBIETTIVI E CONTENUTI OBIETTIVI FORMATIVI L'insegnamento ha lo scopo di fornire gli strumenti per l'analisi, la comprensione e l'estrazione dell'informazione da immagini biomediche o biologiche. Durante il corso verranno presentate le caratteristiche delle diverse tipologie di imaging diagnostico e gli studenti svilupperanno piccoli progetti ( con Matlab e con piattaforme open source) in gruppi di lavoro OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO Questo corso di bioimmagini fornisce un'introduzione all'imaging biomedicale e alle moderne tecniche di elaborazione di imaging. Il corso tratta anche i principi scientific/fisicii di base per ciascuna modalità e introduce alcune delle applicazioni chiave, dalle malattie neurologiche ai tumori (sia a livello macro sia a livello micro). Questo corso include moduli appositamente progettati per gli studenti, fornendo anche alcuni metodi avanzati che potrebbero contribuire allo sviluppo professionale nei settori della salute, dell'ingegneria e dell'informatica. La frequenza e la partecipazione attiva alle attività formative proposte (lezioni frontali e progetti di gruppo) e di studio individuale consentirà allo studente di: - conoscere le componenti che definiscono la qualità dell'immagine e le operazioni per elaborare le immagini digitali in ambito bioingegneristico; - conoscere le più importanti modalità di imaging che oggi vengono utilizzate: radiografia, tomografia computerizzata, risonanza magnetica, imaging di medicina nucleare e imaging ad ultrasuoni, immagini microscpiche; - conoscere la teoria per l'elaborazione morfologica delle immagini, la segmentazione delle immagini, il riconoscimento e la classificazione delle caratteristiche, la visualizzazione tridimensionale. PREREQUISITI Si suppone che lo studente conosca le equazioni differenziali, abbia una buona base in fisica e chimica, abbia seguito un corso di circuiti elettrici ed elettronica applicata, un corso introduttivo di fisiologia o di modellistica dei sistemi fisiologici e un corso di programmazione (in particolare Matlab) MODALITA' DIDATTICHE L’insegnamento si compone sia di lezioni frontali, per un totale di 24 ore, e di una parte di laboratorio teorico-pratico di 45 ore (group work). La frequenza a lezioni e laboratorio è obbligatoria, come da Regolamento didattico. Il laboratorio sarà tenuto dai docenti titolari dell’insegnamento, coadiuvati da tutor di laboratorio. PROGRAMMA/CONTENUTO Il programma del corso prevede la presentazione e discussione dei seguenti argomenti: Imaging system The quality of a digital image Color images Medical imaging modalities The gray-level histogram Histogram transformations and look-uo tables Algebraic operations Geometric operations Convolution-based operations The Fourier domain and application in bioimaging Tomographic reconstruction Image degradation Noise and noise-reduction filters Morphological operations Image segmentation Feature recognition and classification Three-dimensional visualization Medical applications of imaging Frontiers of image processing in medicine TESTI/BIBLIOGRAFIA Tutte le diapositive utilizzate durante le lezioni e altro materiale didattico saranno disponibili su aula@web. I libri di seguito elencati sono fortemente consigliati come testi di supporto per completare la preparazione dello studente, ma gli studenti possono utilizzare anche altri testi di livello universitario purché pubblicati negli ultimi 5 anni. J.G. Webster. Medical Instrumentation - Application and Design 4th Edition. Wiley. Rafael C. Gonzales, Richard E. Woods - Elaborazione delle immagini digitali Zhi - Pei Liang, Paul C. Lauterbur - Principles of Magnetic Resonance Imaging Scott A. Huettel, Allen W. Song - Functional Magnetic Resonance Imaging Geoff Dougherty - Digital image processing for medical applications Paul Suetens - Foudamentals of medical imaging Nadine Barrie Smith and Andrew Webb - Introduction to biomedical imaging DOCENTI E COMMISSIONI MARCO MASSIMO FATO Ricevimento: Ricevimento:Su appuntamento: Tel. 0103532220 oppure email: marco.fato@unige.it Commissione d'esame MARCO MASSIMO FATO (Presidente) ANDREA CANESSA GABRIELE ARNULFO (Presidente Supplente) LEZIONI INIZIO LEZIONI https://corsi.unige.it/11159/p/studenti-orario Orari delle lezioni L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy ESAMI MODALITA' D'ESAME Prova scritta/orale con domande aperte relative ai contenuti del corso Esercitazione e consegna delle attività progettuali di gruppo o singolarmente MODALITA' DI ACCERTAMENTO L'accertamento delle conoscenze e della capacità di comprensione avviene tramite esami scritti e orali, che possono comprendere test a risposte chiuse, esercizi di tipo algebrico o numerico, quesiti relativi agli aspetti teorici. Calendario appelli Data appello Orario Luogo Tipologia Note 11/01/2024 09:30 GENOVA Orale 11/01/2024 09:30 GENOVA Orale 01/02/2024 09:30 GENOVA Orale 01/02/2024 09:30 GENOVA Orale 18/06/2024 09:30 GENOVA Orale 18/06/2024 09:30 GENOVA Scritto 12/07/2024 09:30 GENOVA Scritto 15/07/2024 09:30 GENOVA Orale 13/09/2024 09:30 GENOVA Orale Aula E2 13/09/2024 09:30 GENOVA Scritto Aula E2 ALTRE INFORMAZIONI Laboratorio/uffico Neuroengineering & System Neuroscience In Via dell'Opera Pia 13 - PAD E - Primo piano