Studia podyplomowe - Zakład Elektroniki Medycznej

Obrazowanie medyczne jest jedną z dziedzin, która w ostatnich latach rozwija się bardzo dynamicznie. Uzyskana dzięki temu rozwojowi możliwość "zajrzenia" do wnętrza ludzkiego organizmu bez konieczności przeprowadzania operacji chirurgicznej znacznie zwiększyła zakres i skuteczność diagnostyki medycznej.

Uczestnicy studiów podyplomowych uzupełnią i poszerzą wiedzę z zakresu:

podstaw technik obrazowych i ich zastosowania w diagnostyce medycznej
przetwarzania, analizy i rozpoznawania obrazów biomedycznych
zastosowania metod sztucznej inteligencji w diagnostyce obrazowej
metod pozyskiwania informacji diagnostycznej z obrazów

Do udziału w zajęciach zapraszamy absolwentów szkół wyższych, niezależnie od ukończonego kierunku studiów, w szczególności: lekarzy medycyny, dentystów, lekarzy weterynarii, pracowników laboratoriów analitycznych, biologów, fizyków oraz chemików specjalizujących się w aparaturze medycznej i laboratoryjnej a także inżynierów klinicznych i słuchaczy studiów doktoranckich. Od kandydatów nie jest wymagane specjalistyczne przygotowanie. Zakres merytoryczny prowadzonych zajęć będzie dostosowany do umiejętności uczestników studiów. Przykładowo, dla osób z dobrym przygotowaniem informatycznym przewidywane są projekty, a dla osób, które nie miały dotychczas styczności z prezentowanymi zagadnieniami zaplanowano pokazy. Absolwenci studiów otrzymają dyplom wystawiony przez Politechnikę Łódzką.

Zajęcia będą prowadzone przez pracowników Zakładu Elektroniki Medycznej Instytutu Elektroniki PŁ. Posiadają oni wieloletnie doświadczenie w dziedzinie analizy i przetwarzania obrazów biomedycznych oraz umiejętność zrozumiałego przekazywania wiedzy. Wysokie kwalifikacje pracowników ZEM zostały potwierdzone przez międzynarodowe konsorcja naukowe podczas realizacji europejskich programów badawczych: COST B11 "Quantitation of Magnetic Resonance Image Texture" (1998-2002), COST B21 "Physiological Modelling of MR Image Formation" (2003-2007), Development of fast non-invasive magnetic resonance angiography sequences for segmentation and quantification of the cerebral arterial and venous vascular system from high-resolution 3D data (2007-2010). Pracownicy Zakładu Elektroniki Medycznej prowadzą również intensywną współpracę z lekarzami różnych specjalności w kraju i za granicą. Regularnie rozwiązują praktyczne problemy spotykane w diagnostyce obrazowej.

Program zajęć obejmuje wykłady prowadzone z wykorzystaniem technik multimedialnych. Zajęcia praktyczne będą realizowane w nowoczesnych laboratoriach, wyposażonych m. in. w kamery cyfrowe, komputery PC i odpowiednie oprogramowanie.

Udział w studiach podyplomowych jest bezpłatny - są one finansowane przez Europejski Fundusz Społeczny w programie "Innowacyjna dydaktyka bez ograniczeń - zintegrowany rozwój Politechniki Łódzkiej - zarządzanie Uczelnią, nowoczesna oferta edukacyjna i wzmacniania zdolności do zatrudniania także osób niepełnosprawnych"

Kierownik studiów

dr hab. Michał Strzelecki, prof. PŁ
Telefon: 042 631 26 31, 042 631 26 44
Fax: 042 636 22 38
e-mail: mstrzel[at]p.lodz.pl, mstrzel[at]gmail.com
Adres do korespondencji: Politechnika Łódzka Instytut Elektroniki, ul. Wólczańska 211/215, 90-924 Łódź

Informacje dotyczące organizacji studiów

Opis przedmiotów

Wstęp do komputerowej analizy obrazów

Przedmiot ten stanowi wprowadzenie do studiów Przetwarzanie i analiza obrazów biomedycznych. Uczestnicy zajęć zapoznają się ze znaczeniem technik obrazowych dla diagnostyki medycznej i technicznej, z definicją obrazu cyfrowego i jego rodzajami, przykładami technik obrazowania (aparat cyfrowy, kamera TV, ultrasonograf, tomograf komputerowy, tomograf rezonansu magnetycznego). Omówione zostaną również elementy analizy obrazu (przepływ informacji o zobrazowanych przedmiotach), m.in. wyznaczanie obszarów zainteresowania, opis ilościowy obiektów obrazu, rozpoznawanie obrazów. Omawiane podczas wykładu zagadnienia będą ilustrowane przykładami ich zastosowań do przetwarzania i analizy wybranych obrazów biomedycznych.

Efekty kształcenia
Zapoznanie się z komputerową analizą obrazu jako narzędziem wspomagającym lekarza w monitorowaniu i diagnozowaniu stanu zdrowia pacjenta. Poznanie roli urządzeń technicznych potrzebnych do zastosowania analizy obrazów w praktyce (skaner, komputer, urządzenie do wizualizacji). Przyswojenie podstawowej wiedzy o metodach wydobywania informacji ilościowych o obrazowanych narządach i tkankach za pomocą komputera. Zapoznanie się z przykładami zastosowania programów komputerowych do analizy wybranych obrazów biomedycznych.

Metody przetwarzania i analizy obrazów biomedycznych

Zaawansowane urządzenia obrazowania (tomografy MRI, CT, PET) odgrywają coraz większą rolę w procesie diagnozy medycznej. Komputerowe metody przetwarzania i analizy obrazów biomedycznych pozwalają na uzyskanie ilościowego opisu takich obrazów, zapewniając powtarzalne i obiektywne wyniki analizy.
W trakcie wykładu słuchacze zapoznają się z różnymi rodzajami obrazowania medycznego i ich zastosowaniem w diagnostyce. Ponadto przedstawione zostaną metody przetwarzania i analizy obrazów pozwalające na: poprawę ich jakości, automatycznego wyznaczania obszarów zainteresowania, opisu ilościowego tych obszarów w celu uzyskania użytecznej informacji diagnostycznej. Przedyskutowany będzie wpływ kompresji obrazu na ilościowe wyniki jego analizy. Zostaną również omówione wybrane pakiety oprogramowania mające zastosowanie w analizie obrazów biomedycznych oraz ich przykładowe zastosowania.

Efekty kształcenia
Poznanie podstaw teoretycznych i nabycie umiejętności zastosowania w praktyce wybranych metod przetwarzania i analizy obrazów stosowanych w diagnostyce medycznej. Znajomość podstawowych metod obrazowania medycznego oraz wybranych programów do obróbki obrazów biomedycznych.

Eksploracja danych

Analiza danych uzyskanych z przetworzonych obrazów jest końcowym i bardzo ważnym etapem procesu automatycznej analizy obrazów. Wynikiem tego etapu jest uzyskanie użytecznych, ilościowych informacji o obrazie, wspomagających lekarza w stawianiu diagnozy medycznej.
W programie wykładów zawarto omówienie najważniejszych algorytmów klasyfikacji danych, czyli metod przypisywania odpowiednich kategorii obiektom odwzorowywanym w obrazach cyfrowych. Słuchacze zapoznają się również z metodami graficznej reprezentacji danych wielowymiarowych. W ramach zajęć laboratoryjnych uczestnicy studium zapoznają się z programami komputerowymi wykorzystującymi biblioteki algorytmów klasyfikacji, grupowania i wstępnego przetwarzania danych.

Efekty kształcenia
Umiejętności zastosowania wybranych algorytmów klasyfikacji danych, przede wszystkim w zakresie przetwarzania obrazów, ale także w innych zadaniach wykorzystujących komputerowe techniki wspomagania decyzji; inteligentnej organizacji dużych zasobów danych i wydobywania z nich użytecznej informacji.

Programy komputerowe do przetwarzania i analizy obrazów oraz wideo I i II

Celem przedmiotu jest praktyczna ilustracja poznanych metod przetwarzania i analizy obrazów. Słuchacze nauczą się w prosty sposób, korzystając z odpowiednich narzędzi programistycznych, stosować wybrane metody obróbki obrazów oraz sekwencji wideo.
Program zajęć obejmuje wykłady oraz zajęcia praktyczne z wykorzystaniem technik multimedialnych. W zajęciach laboratoryjnych są wykorzystywane komputery PC, środowiska programistyczne Microsoft Visual Studio, biblioteki OpenCV i DirectX SDK. Uczestnicy zajęć wykonują praktyczne ćwiczenia z wykorzystaniem procedur przetwarzania obrazów biblioteki Intel OpenCV oraz projekty aplikacji do przetwarzania obrazów wideo w technologii Microsoft DirectShow.

Efekty kształcenia
Umiejętności wykorzystania biblioteki OpenCV w projektowaniu oprogramowania do przetwarzania obrazów. Umiejętność projektowania filtrów przetwarzania obrazów w technologii DirectShow.

Sztuczna inteligencja i jej zastosowania w obrazowej diagnostyce medycznej

Celem wykładu jest przedstawienie teoretycznych podstaw sztucznej inteligencji, prezentacja podstawowych strategii automatycznej analizy danych oraz omówienie praktycznych zastosowań metod i algorytmów sztucznej inteligencji w odniesieniu do wybranych problemów obrazowej diagnostyki medycznej.
Program przedmiotu obejmuje szeroki zakres współcześnie stosowanych metod automatycznego wnioskowania począwszy od tradycyjnych, bazujących na logice matematycznej, aż po zyskujące coraz większą popularność podejścia inspirowane metodami inteligencji obliczeniowej. W szczególności, obok klasycznych algorytmów przeszukiwania przestrzeni możliwych rozwiązań, omówione zostaną metody analizy informacji przy użyciu sztucznych sieci neuronowych, algorytmów genetycznych i ewolucyjnych.

Efekty kształcenia
Uczestnicy zajęć nabędą wiedzę na temat sposobów automatycznego rozwiązywania problemów oraz możliwości i ograniczeń stosowania sztucznej inteligencji w zagadnieniach obrazowej diagnostyki medycznej.