Timeplan Litteratur Det virtuelle klasserom


Modul 3  (5 vt)

 MEDISINSK BILDEBEHANDLING 

  Høst 2000     (plan pr. 21.11)

   http://www.uib.no/med/avd/miapr/arvid/MOD3

  Forelesere:

      Arvid Lundervold         Fysiologisk institutt , Universitetet i Bergen
      Lars Ersland              Medisinsk teknisk avdeling, Haukeland sykehus
      Stig Frode Samnøy     Medisinsk teknisk avdeling, Haukeland sykehus
      Tor Standnes            Medisinsk teknisk avdeling, Haukeland sykehus


Målsetting

Studenten skal kunne demonstrere teoretisk forståelse og praktisk erfaring med bruk av algoritmer og implementasjon innen grunnleggende signalbehandling, bildeprosessering og bildeanalyse. Noe av innholdet i Modul 3 vil bygge videre på, og bearbeide teoretisk stoff fra Modul 2

Innhold
      Modulen skal gi grunnlag for fordypning i sentrale emner i medisinsk bildebehandling: 

  • Bildediagnostiske problemstillinger knyttet til struktur og funksjon 
  • Grunnleggende signalbehandling 
  • Bildedannelse og bilderekonstruksjon 
  • Bildeforbedring og bilderestaurering 
  • Artefakter 
  • Bildeanalyse / segmentering 
  • Bilderegistrering 
  • Visualisering i rom og tid 
  • Fremtidsperspektiver 
     Kort reportasje om modulen: På Høyden Nr. 14, 2000  s. 3 (PDF

Arbeidsformer og arbeidskrav:
  Forelesninger: ca 20 timer i uke 39;  ca 16 t i uke 43; ca 16 t i uke 47
  Lærerveiledet øvelse / spørretime: ca 5 timer i uke 39;  ca 7 t i uke 43; ca 5 t i uke 47
  Selvstudium / Praktiske øvelser / Regneoppgaver (Matlab mm.)
  Tre obligatoriske prosjektoppgaver:
    Oppgave 1:  Utlevering: 25.09   Innlevering: 29.09 (som gruppepresentasjon)
    Oppgave 2:  Utlevering: 23.10   Innlevering: 27.10 (som gruppepresentasjon)
    Oppgave 3:  Utlevering: 27.10   Innlevering: 10.11 (som vedlegg til e-mail)

Eksamen:
  Avsluttende individuell skriftlig skoleeksamen Fredag 24.11 kl. 9-14
  [Eksamensbesvarelsen evalueres i henhold til ECTS-systemet (gradering A-F)]

Litteratur:
 Se nedenfor
 Det vil også være nyttig å repetere x MATLAB-delen i Modul 1

TIMEPLAN  (Modul 3:  Ukesamling 1,2 & 3, Høst 2000)
 
1 - UKE 39 Mandag 25.09 Tirsdag 26.09 Onsdag 27.09 Torsdag 28.09 Fredag 29.09
08:15-10:00 . Bildedannelse
/ -rekonstr.
MRI  1, 2  (LE)
Bilde-
matematikk
1, 2  (AL)
Bildedannelse
CT, PET
 1, 2  (TS, AL)
DemoAFNI
FreeSurfer,
Mazda1,2 (AL)
10:15-12:00 Intro til uken.
Matlab tutor 1
 (AL, SFS)

Selvstudium /
 gruppearbeid
  (SFS)
Selvstudium /
 gruppearbeid
  (SFS)
Selvstudium /
 gruppearbeid
  (SFS)
Gruppearbeid
12:00-12:30 Lunch Lunch Lunch Lunch Lunch
12:30-14:15 Signalbeh.
1, 2   (LE)
Matlab 2, 3
  (AL)
Bilde-
statistikk
1, 2  (AL)
Signalbeh.
3, 4  (LE)
Gr.arb.presnt.
  Gr.1: oppg. A
  Gr.2: oppg. C
  Gr.3: oppg. B
  Gr.4: oppg. D 
14:30-15:15 Utdeling av Oppgave 1 
 (AL)
Selvstudium /
 gruppearbeid
Selvstudium /
 gruppearbeid
Selvstudium /
 gruppearbeid
Gjennomgang av Oppgave 1 
 (AL, SFS)
15:30-16:15 Spørretime
  (SFS)
Spørretime.
  (SFS)
Spørretime.
  (SFS)
Spørretime.
  (SFS)
.
16:15-17:00 Middag Middag Middag Middag .
17:00-21:00 Selvstudium Selvstudium Selvstudium Selvstudium .

 
2 - UKE 43 Mandag 23.10 Tirsdag 24.10 Onsdag 25.10 Torsdag 26.10 Fredag 27.10
08:15-10:00 . Vevsklassi-
fikasjon
1, 2  (AL)
Diffusjons-
avbildning
1, 2 (AL)
Tekstur-
analyse 1, 2 (AL)
Gruppevis gjennomgang av Oppgave 2
 (AL)
10:15-12:00 Intro til uken.
Mønstergjen-
kjenning (AL)
Matlab
4, 5 (AL)
 inkl. gj.gang av
oppgaver
Selvstudium /
 gruppearbeid
Selvstudium /
 gruppearbeid
Gruppevis gjennomgang av Oppgave 2
ca. kl. 11:
Utdeling av
Oppgave 3  (AL)
12:00-12:30 Lunch Lunch Lunch Lunch Lunch
12:30-14:15 Bilde-
segmentering
1, 2 (AL)
Utdeling av
Oppgave 2
Selvstudium /
 gruppearbeid
Diffusjons-
avbildning
(AL)
Bilde-
forbedring
1 (AL)
Vevsklassi-
fikasjon
3, 4  (AL)
Selvstudium /
Gruppevis planlegging
for  Oppgave 3
14:30-15:15 Selvstudium /
 gruppearbeid
Selvstudium /
 gruppearbeid
Selvstudium /
 gruppearbeid
Selvstudium /
 gruppearbeid
.
15:30-16:15 Spørretime Spørretime Spørretime Spørretime .
16:15-17:00 Middag Middag Middag Middag .
17:00-21:00 Selvstudium Selvstudium Selvstudium CT bilde-
dannelse (TS)
17:15-19
.

 
3 - UKE 47 Mandag 20.11 Tirsdag 21.11 Onsdag 22.11 Torsdag 23.11 Fredag 24.11
08:15-10:00 . Perfusjons-
avbildning
1,2  (AL)
Kontur-
deteksjon
1, 2  (AL)
CT-angiografi
  (Gunnar Moen)
EKSAMEN
  9:00-14:00
10:15-12:00 Intro til uken.
Gjennomgang av Oppgave 3  (AL)
Selvstudium Selvstudium Selvstudium .
12:00-12:30 Lunch Lunch Lunch Lunch .
12:30-14:15 Bilde-
registrering
1, 2  (AL)
fMRI
1, 2   (AL)
Visualisering
1, 2  (AL)
Oppsummering  (LE, AL) .
14:30-15:15 Selvstudium Selvstudium Selvstudium Selvstudium Avslutning
15:30-16:15 Spørretime Spørretime. Spørretime. Spørretime. .
16:15-17:00 Middag Middag Middag Middag .
17:00-21:00 Selvstudium Selvstudium Selvstudium Selvstudium .

 



Oppgave 1:   Matlab (signal- / bildebehandling)    (gruppearbeid - fremlegges fredag 29.9)


Oppgave 2: Vevsklassifikasjon    (gruppearbeid - fremlegges fredag 27.10)


Oppgave 3 Diffusjonsavbildning (sendes som e-mail vedlegg til skolen innen 10.11)
                                                                                   NB!  Bruk  hint_oppg3.m  datert  28-OCT-2000



Litteratur: (Med forbehold om endringer)
 

I tillegg til utdelt forelesningsmateriell (notater, transparenter, lysbilder - tilgjengelig fra Internett) vil følgende støttelitteratur være pensum. Merk at noe av dette lærebok-stoffet kan bli bearbeidet og tilrettelagt for Internett. Totalt antall sider: ca. 750 

Måling og sampling av signal: 
     Erik Huche. Digital Signalbehandling, Teknisk Forlag as., 1986, ISBN 87-571-0874-9 
        Utvalgte deler, tilsammen ca. 60 sider. 

Bildedannelse og bilderekonstruksjon: 
     Krestel, E. (ed.) Imaging Systems for Medical Diagnostics. Siemens Aktiengesellschaft, 
        Berlin, 1990 Utvalgte deler, tilsammen ca. 60 sider 
        (CT, MRI, Ultralyd, Nukleærmedisin) 

Innledning om kompleks informasjons-bearbeiding i menneske og maskin
     D. Marr. Vision. W. H. Freeman and Company, New York, 1982 
         ISBN 0-7167-1567-8 
         pp. 19-27 - Understanding complex information-processing systems 

Introduksjon til bildeanalyse
     C. A. Glasbey, G. W. Horgan. Image Analysis for the Biological Sciences. 
     John Wiley & Sons, Chichester, 1995 ISBN 0-471-93726-6 
        pp. 1-22 - Introduction 
     G. Lohmann. Volumetric Image Analysis, Wiley & Teubner,  Chichester, 1998 
     ISBN 0-471-96785-8 
        pp. 1-6 - Introduction; 
        pp. 9-17,19-28 - Basics & Connected components 

Bildeforbedring: 
     G. Lohmann. Volumetric Image Analysis, Wiley & Teubner, Chichester, 1998 
         ISBN 0-471-96785-8 
         pp. 105-115 - Image enhancement - litt om anisotrop diffusjon 

Segmentering: 
     C. A. Glasbey, G. W. Horgan. Image Analysis for the Biological Sciences. 
     John Wiley & Sons, Chichester, 1995 ISBN 0 471 93726 6 
        pp. 93-107 - Thresholding; pp.113-116 - Edge-based segmentation; 
        pp.117-123 - Region-based segmentation 
     G. Lohmann. Volumetric Image Analysis, Wiley & Teubner, Chichester, 1998 
     ISBN 0-471-96785-8 
        pp. 129-135 - Surface segmentation 

Multispektral analyse / Klassifikasjon: 
     W. Niblack. An Introduction to Digital Image Processing. Prentice-Hall, New Jersy, 
         1986. ISBN 0-13-480600-X 
          pp. 167-184,186-190 - Classification 

Aktive konturer:
     A. Blake, M. Isard. Active Contours. Springer-Verlag, London, 1998 
         ISBN 3-540-76217-5 
         pp. 1-3, 5-23 - Introduction, Applications; 
         pp. 25-37 - Active shape models 

Dynamisk avbildning: 
     T. Buddinger et al. Mathematics and Physics of Emerging Biomedical Imaging. National 
        Academy of Sciences, Washington D.C., 1996 ISBN 0-309-05387-0 
         pp. 62-83 - Applications of dynamic MRI 
     P. A. Bandettini et al. Processing strategies for time-course data sets in functional MRI of 
         the brain. Magnetic Resonance in Medicine 1993;30:161-173. 
     T. Hagen et al. Correleation of regional cerebral blood flow measured by stable xenon 
        CT and perfusion MRI. Journal of Computer Assisted Tomography 1999;
         23(2):257-264 

Bilderegistrering: 
     G. Lohmann. Volumetric Image Analysis, Wiley & Teubner, Chichester, 1998 
        ISBN 0-471-96785-8 
        pp. 117-121 - Affine linear transformations; 
        pp. 121-127 - Interpolation 
        pp. 203-214 - Registration 

Visualisering: 
     W. Schroeder, K. Martin, B. Lorensen. The Visualization Toolkit: An Object-Oriented 
        Approach  to 3D Graphics. 2nd ed. Prentice-Hall,  New Jersey, 1998
         ISBN 0-13-954694-4 
         pp. 1-7 - What is visualization? ; 
         pp. 35-62 - Computer graphics primer 
         pp. 211-214 - Transparency and alpha values; 
         pp. 214-216 - Texture mapping 
         pp. 216-235,241-246 - Volume rendering 
      B. Lichtenbelt, R. Crane, S. Naqvi. Introduction to Volume Rendering. Printice Hall / 
         Hewlett-Packard Company, New Jersey, 1998 ISBN 0-13-861683-3 
         pp. 1-33 - Introduction 
         pp. 35-51 - Volume Rendering Framework; 
         pp. 65-85 - Illumination and Shading 
         pp.135-138 - Maximum Intensity Projection, X-ray Projection 
      G. Lohmann. Volumetric Image Analysis, Wiley & Teubner, Chichester, 1998 
         ISBN 0-471-96785-8 
         pp. 215-224 - Displaying volumetric images 

Fremtidsperspektiver (Orienterende stoff): 
     T. Buddinger et al. Mathematics and Physics of Emerging Biomedical Imaging. National 
        Academy of Sciences, Washington D.C., 1996 ISBN 0-309-05387-0 
        pp. 187-197 - Frontiers of processing for medicine 
     W. E. L. Grimson, R. Kikinis, F. A. Jolesz, P. M. Black. Image-Guided Surgery. 
         Scientific American, June 1999, pp. 54-61. 

Litt anvendt matematikk (bakgrunnstoff): 
     E. Trucco, A. Verri. Introductory Techniques for 3-D Computer Vision. Prentice-Hall,
        New Jersy, 1998. ISBN 0-13-261108-2 
        pp.307-31 - Experiments: Good practice hints 
        pp.311-314- Numerical differentiation 
     D. S. Sivia. Data Analysis: A Bayesian Tutorial. Clarendon Press, Oxford, 1996 
        ISBN 0-19-851889-7 pp. 1-10 - The basics 

Oppslagsbok ved bruk av Matlab generelt (ikke direkte pensumstoff) 
     E. Pärt-Enander, A. Sjöberg. The Matlab 5 Handbook. Addison-Wesley, Essex, 1999 
        ISBN 0-201-39845-1 559 pp. 

     Brukerveiledning / eksempelsamling i bruk av Image Processing TLBX  Mathworks Inc. 
        Image Processing Toolbox, User's Guide, Version 2. 

Eksempler/Demo: 
           AFNI (VolPack, tidsserieanalyse) 
           VTK  (Visualisering) 


Lenker / Supplerende stoff:


Dannelse og Analyse av Medisinske MR-bilder(Inst. for informatikk, UiB, 2000)
http://www.uib.no/med/avd/miapr/arvid/MRI2000/

Medical Imaging Journals
http://www.cogs.susx.ac.uk/users/theoa/MI_res/medimagjour.html

International Society for Magnetic Resonance in Medicine:
http://www.ismrm.org

FMRI / MRI / Brain Image Analysis Labs:
http://www.fmrib.ox.ac.uk/resources/labs.html

MRI tutorial (Drs. Groovers, Christie & Merritt):
http://www.gcmnet.com/mrtutms.htm

The Principles of Magnetic Resonance Imaging (MRITutor.pdf) :
http://mri.ifqsc.sc.usp.br/tutorial/tutorial.html

The Basics of MRI  (Dr. Hornak):
http://www.cis.rit.edu/htbooks/mri/

Statistical Parametric Mapping (Wellcome Department of Cognitive Neurology)
http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/

Brain Voyager  (Dr. Rainer Goebel):
http://www.BrainVoyager.de/

Lab of Neuro Imaging UCLA School of Medicine(Dr. Paul Thompson): 
http://www.loni.ucla.edu/~thompson/thompson.html

The Computer Vision Homepage  (CMU):
http://www.cs.cmu.edu/~cil/vision.html

Brain Segmentation in MRI:
http://dem0nmac.mgh.harvard.edu/cma/seg

3D Slicer 
(open-source software for visualization, registration, segmentation, and quantification of medical data):
http://www.slicer.org

Blitz++ (Object Oriented Scientific Computing)
http://oonumerics.org/blitz

VTK (The Visualization Toolkit)
http://www.kitware.com/vtk.html

Analysis of Functional NeuroImages - AFNI (Dr. Cox):
http://varda.biophysics.mcw.edu/~cox/

Getting started with MATLAB / Academic Resources   (Mathworks):
http://www.mathworks.com/products/education/basics.shtml

Using MATLAB Graphics  (Mathworks):
http://www.mathworks.com/access/helpdesk/help/techdoc/umg/umg.shtml

MATLAB 5 User M-files  (Mathworks):
http://www.mathworks.com/support/ftp/

The "Virtual" Medical Center - Radiology Center
http://www-sci.lib.uci.edu/~martindale/MedicalRad.html
 


Tilbake til STUDIEPLAN:  Medisinsk Digital Bildebehandling

Sist oppdatert:  21. november, 2000 
Send kommentarer til Arvid.Lundervold@pki.uib.no