Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

A kötelező előtanulmányi rend az adott szak honlapján és képzési programjában található.

Az orvosi diagnosztika egyre nagyobb mértékben alkalmaz képalkotó eljárásokkal dolgozó eszközöket. Ide tartoznak a klasszikus kétdimenziós (2D) képeket eredményező rendszerek (Röntgen berendezések mellkasröntgen, mammográfia, stb), az újabban megjelent 2,5D rendszerek (mellkas- és mammo-tomo­szintézis rendszerek), illetve a 3D képalkotó és diagnosztikai rendszerek (számítógépes tomográf (CT) rendszerek, MRI (mágneses rezonanciás) rendszerek, PET-CT, az octreoscan, stb). A képek értelme­zése, elemzése, a képek minősítése, elváltozások detektálása és kategorizálása bonyolult, nagy háttér­tudást igénylő feladat, melyben a számítógépes feldolgozás, az „intelligens adatelemzés" fontos szere­pet kap. A tárgy célja, hogy bemutassa a számítógéppel segített orvosi diagnosztikai (Computer Aided Diagnosis, CADe, Computer Aided Detection CADx) eszközök szerepét, jelentőségét, valamint, hogy át­fogó ismereteket adjon azokról az eljárásokról, melyek elsősorban 2D orvosi képek elemzésére és ezen eljárások felhasználásával orvosi diagnosztika támogatására, döntéstámogatásra.alkalmasak.

2. Képreprezentáció, képjellemzők: Képábrázolás, képkódolási eljárások, veszteséges és vesz­teségmentes képtömörítési eljárások. Szabványos képformátumok (DICOM, stb.).

A szürkeárnyalatú és a színes képek jellemzői: képdinamika, felbontás, hisztogram stb. A képek hibái, tipikus zajok, torzulások, műtermékek.

3. A képfeldolgozás alapjai (összefoglaló áttekintés): Képjavító eljárások, képszűrés. Képmó­dosító eljárások. Hisztogram módosítás- és kiegyenlítés. Élkiemelés, éldetektálás, élkövetés. Adaptív szűrési eljárások. Simítás. Morfológiai műveletek. Küszöbözés. Szegmentálási eljárások. Textúraelemzés.

4. Transzformált tartománybeli képfeldolgozó eljárások. Képek frekvenciatartománybeli ábrá­zolása. Szűrés a frekvenciatartományban, dekonvolúció. Wavelet transzformáció és alkalma­zása a képfeldolgozásban.

5. Modell alapú képfeldolgozó eljárások): Aktív alak modell (ASM), Aktív megjelenési modell (AAM), Snake, stb. és alkalmazásuk orvosi képek elemzésére.

6. Képregisztráció: A regisztráció célja és szerepe az orvosi képek feldolgozásában. Geometriai transzformációk: lineáris és nemlineáris transzformációk. Képpont-, felület- és intenzitás-alapú regisztrációs eljárások.

7. 2D rekonstrukciós eljárások: Radon-transzformáció, szűrt visszavetítés, FDK eljárás, Kaczmarz-iteráció, ART eljárások, ML-EM rekonstrukciós eljárás. Compressed sensing alapú rekonstrukció (ADM alapú TV rekonstrukció). Helikális CT, Cone-beam CT, limitált szögtartományú CBCT (tomoszintézis), valamint PET modalitás rekonstrukciós problémája.

8. Képi objektumok azonosítása és felismerése: Adatok csoportosítása: klaszterezés, osztályo­zás. Tanuló rendszerek: döntési fák, neuronhálók és alkalmazásuk képi objektumok osztályozá­sára. Járulékos információ szerepe és felhasználása, integrált szöveg- és képfeldolgozás.

9. Orvosi képmegjelenítő és diagnosztikai rendszerek PACS rendszerek, követelmények a PACS rendszerekkel szemben. CAD rendszerek. Esettanulmányok: mammográfiás döntéstá­mogató rendszer, mellkas-diagnosztikai rendszer.

félév közben (kb. 8-9. héten) egy nagy ZH (max. pontszám 60), amely a félév utolsó hetében (külön időpontban) pótolható, a szükséges minimum szint a pontok 40%-a.

Opcionális 6 db házi feladat, melyek megoldása nem feltétele az aláírás megszerzésének, viszont beleszámítanak a félév végi osztályzat kialakításába. A feladatok a félév során folyamatosan kerülnek kiadásra, beadásuk a kiadást követő két héten belül esedékes, pótlásra nincs lehetőség.

b. A vizsgaidőszakban:

    szóbeli vizsga. A vizsgára bocsátás feltétele az évközi ZH minimális szintű (“megfelelt”) teljesítése.

c.              Elővizsga: nincs

J. Beutel, H. L. Kundel, R.L Van Metter (eds) Handbook of Medical Imaging, Vol. 1 Physics and Psycophysics, SPIE Press, 2000. USA

M. Sonka, J. M Fitzpatrick (eds) Handbook of Medical Imaging, Vol. 2. Medical Image Processing and Analysis, SPIE Press, 2002. USA

Gengsheng Lawrence Zeng: Medical Image Reconstruction, A Conceptual Tutorial. Springer, 2010.

William K Pratt: Digital Image Processing 4th edition. John Wiley & Sons, 2007.

Sokszorosított részletes előadásvázlatok

Cikkgyűjtemény

Dr. Horváth Gábor tudományos tanácsadó

Hadházi Dániel tud. segédmunkatárs