Università degli Studi di Napoli "Parthenope"

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico: 
2017/2018
Tipologia di insegnamento: 
Caratterizzante
Tipo di attività: 
Obbligatorio
Corso di afferenza: 
Corso di Laurea triennale (DM 270) in INGEGNERIA INFORMATICA, BIOMEDICA E DELLE TELECOMUNICAZIONI
Settore disciplinare: 
BIOINGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA (ING-INF/06)
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
9
Anno di corso: 
2
Docenti: 
Ciclo: 
Secondo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
72

Obiettivi

*) Conoscenza e capacità di comprensione: lo studente deve dimostrare di comoscere e saper comprendere i principi di funzionamento, la strumentazione adoperata e l'elaborazione utilizzata relativamente alle principali tipologie di strumentazione clinico-diagnostica.

*) Capacità di applicare conoscenza e comprensione: lo studente deve dimostrare di essere in grado di operare con i fomati principali per la memorizzazione di dati biomedici (DICOM) e di implementare algoritmi di base per la formazione, la visualizzazione e l'elaborazione di immagini biomedicali.


*) Autonomia di giudizio: lo studente deve essere in grado di sviluppare la capacità di analizzare criticamente i differenti strumenti per l'indagine clinico-diagnostica e di indicare le principali metologie di indagine sia funzionale che strutturale.
*) Abilità comunicative: Lo studente deve avere la capacità di esprimere chiaramente ed in maniera semplice concetti tecnici e di utilizzare correttamente il linguaggio scientifico.

*) Capacità di apprendimento: Lo studente deve essere in grado di integrare ed aggiornare le conoscenze utilizzando fonti diverse proprie del settore biomedico (ad esempio testi e pubblicazioni scientifiche) al fine di un approfondimento della conoscenza dei fenomeni presenti nei sistemi complessi oggetto del corso e di acquisire la capacità di seguire corsi di approfondimento o seminari specialistici del settore biomedico.

Prerequisiti

E’ necessario avere acquisito ed assimilato le seguenti conoscenze fornite dai corsi di Analisi Matematica, Fisica Generale, Programmazione dei Calcolatori Elettronici e Teoria dei segnali:
- concetti elementari di termodinamica e di programmazione dei calcolatori elettronici;
- conoscenze dei concetti fondamentali di analisi matematica, in particolare relativi ai numeri complessi ed al calcolo integrale;
- conoscenze relative ai segnali ed alla loro analisi, in particolare tramite il calcolo della trasformata di Fourier (diretta ed inversa).

Contenuti

- Basi di elaborazione di segnali (12 ore).
Caratteristiche generali delle immagini biomediche. Parametri di qualità. Acquisizione dati e formazione delle immagini. Trasformata bidimensionale di Fourier diretta ed inversa. Trasformata di Radon. Sinogramma. Algoritmi di retroproiezione.
- Imaging tramite raggi X (8 ore)
Radiazioni ionizzanti. Raggi X. Tubo radiogeno. Detectors. Radiografia planare. Tomografia Assiale Computerizzata. Caratteristiche delle immagini.
- Medicina nucleare (8 ore)
Imaging funzionale. Radiofarmaci. Scintigrafia planare. SPECT. PET. Collimatori. Detector. Elaborazione dati.
- Ecografia (8 ore)
Immagini ad ultrasuoni. Propagazione delle onde acustiche. Trasduttori. Tipologie di scansione. ecografia Doppler.
- Risonanza Magnetica Nucleare (12 ore)
Fenomeno della Risonanza Magnetica Nucleare. Principi di imaging tramite Fourier. Scanner MRI. Sequenze di acquisizione. Spazio K e strategie di riempimento. Imaging di flusso. MRI funzionale.
- Fisiologia (8 ore)
Attività elettrica delle cellule. Cenni sul sistema nervoso centrale e periferico. Cenni sul sistema cardiocircolatorio. Cenni sul sistema muscoloscheletrico.
- Laboratorio (16 ore)
Segnali ed immagini in ambiente Matlab. Trasformata 2D di Fourier diretta ed inversa. Trasformata di Radon e sinogramma. Algoritmi di retroproiezione. Filtraggio di segnali 1D e 2D. Lettura e memorizzazione di dati in formato DICOM.

Metodi didattici

Il corso è articolato in lezioni frontali ed in lezioni di laboratorio in aula informatica.

Verifica dell'apprendimento

L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di raggiungimento degli obiettivi formativi precedentemente indicati.
L’esame è diviso in 2 parti che hanno luogo a pochi giorni di distanza.
- lo sviluppo di un codice in ambiente Matlab, con l’obiettivo di valutare se lo studente ha la capacità di accedere, visualizzare ed elaborare segnali biomedici com le metodologie affrontate durante il laboratorio; per superare la prova è necessario acquisire almeno 15 punti su 30; Il tempo previsto per la prova è di 1 ora; è possibile consultare unicamente la guida in linea di Matlab;
- una prova orale nella quale sarà valutata la capacità di collegare e confrontare aspetti diversi trattati durante il corso; per superare la prova è necessario acquisire almeno 15 punti su 30.
Il voto finale è dato dalla media ponderata dei 2 punteggi. Qualora una delle 2 prove risulti insufficiente o qualora il punteggio totale sia inferiore a 18 è necessario ripetere tutte e 2 le prove.

Testi

Appunti forniti dal docente disponibili sul sito del corso (www.edi.uniparthenope.it)

Testo di riferimento:
Smith, Webb, Introduction to Medical Imaging, Cambridge University press.

Argomenti specific quali la trasformata di Radon, gli algoritmi di retroproiezione, i detector per le radiazioni ionizzanti ed il fenomeno della Risonanza Magnetica Nucleare possono essere approfonditi sul seguente testo:
Cho, Jones, Sinch, Foundations of Medical Imaging, Wiley Interscience.

Altre informazioni

Il materiale didattico è disponibile sul sito "www.edi.uniparthenope.it".
Il ricevimento è previsto il lunedì alle ore 16.00