(przedmiot obieralny, studia II stopnia, niestacjonarne)
Wykład: (8 x 90minut)
Celem wykładu jest zainteresowanie słuchaczy tymi elementami informatyki, która znajdują praktyczne zastosowanie w biomedycynie. Przedstawione zagadnienia nie obejmują całego zakresu informatyki biomedycznej, są raczej subiektywnym wyborem wykładowcy.
Bloki tematyczne: Bioinformatyka (I), Obrazowanie biomedyczne (O), Wspomaganie diagnostyki medycznej (D), Biosygnały (S), Modelowanie (M)
| L.p. |
Blok |
Temat wykładu |
| 1 |
I |
Organizacja zajęć oraz podstawy bioinformatyki (DNA, RNA, białka; geny, genom; zakres i zadania bioinformatyki); Algorytmy dopasowania sekwencji (rodzaje dopasowania; metoda punktowa (ang. dot matrix), wykorzystanie programowania dynamicznego) |
| 2 |
I/D |
Wyszukiwanie podobnych sekwencji w bazach danych (algorytmy FASTA, BLAST) , przewidywanie genów; Mikromacierze DNA (ang. DNA microarrays), analiza ekspresji genów (grupowanie, klasyfikacja) |
| 3 |
O |
Metody obrazowania (CT, MRI, US, PET, SPECT), algorytmy rekonstrukcji obrazów (algorytm filtrowanej reprojekcji) |
| 4 |
O |
Cele przetwarzania i analizy obrazów, podstawowe kroki procesu; przetwarzanie globalne (filtracja,…), ustawianie obrazów (ang. image registration), wydobywanie struktury (detekcja, segmentacja), metody segmentacji |
| 5 |
O/D |
Ocena ilościowa – charakteryzacja struktur i obszarów (cechy geometryczne, teksturalne,…), metody analizy tekstur (statystyczne, wyliczane na bazie macierzy jednorodnych ciągów i współwystępowania, …), klasyfikacja obrazów; Klasyfikacja czuła na koszt (koszt błędnej klasyfikacji, koszt testów) |
| 6 |
M |
Modelowanie wątroby (jego układu krwionośnego) na potrzeby obrazowania. Wirtualna tomografia komputerowa |
| 7 |
M/O |
Wirtualna rzeczywistość w biomedycynie |
| 8 |
S |
Urządzenia rejestrujące i rodzaje biosygnałów. Metody przetwarzania i analizy biosygnałów; Egzamin zerowy (pytania) |
Pracownia specjalistyczna: (8 x 90minut)
W ramach pracowni studenci przygotowują oprogramowanie (ew. grafikę prezentacyjną) związaną z jednym z bloków omawianych w ramach wykładu. Praca indywidualna lub w grupach. W przypadku przygotowywania pracy magisterskiej związanej tematycznie z Informatyką Biomedyczną możliwa realizacja części pracy w ramach pracowni.
Literatura [Czytelnia WIPB]:
- J.H. van Bemmel, M.A. Musen, Handbook of Medical Informatics, Springer, 1997.
- E. Shortliffe, L. Perreault, G. Wiederhold, L. Fagan, Medical Informatics: Computer Applications in Health Care and Biomedicine, Springer, 2001.
- R. Tadeusiewicz, W. Wajs (red.), Informatyka Medyczna, Wydawnictwo AGH, 1999.
- R. Tadeusiewicz (red.), Inżynieria biomedyczna. Księga współczesnj wiedzy tajemnej w wersji przystępnej i przyjemnej, AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, 2008.
- K.W. Zieliński, M. Strzelecki, Komputerowa analiza obrazu biomedycznego. Wstęp do morfometrii i patologii ilościowej, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2002.
- E. Kącki, J.L. Kulikowski, A. Nowakowski, E. Waniewski (red.) Systemy komputerowe i teleinformatyczne w służbie zdrowia. Biocybernetyka i Inżynieria Biomedyczna 2000, Tom 7, Akademicka Oficyna Wydawnicza Exit, 2002.
- L. Chmielewski, J.L. Kulikowski, A. Nowakowski (red.) Obrazowanie biomedyczne. Biocybernetyka i Inżynieria Biomedyczna 2000, Tom 8, Akademicka Oficyna Wydawnicza Exit, 2003.
- M. Ogiela, Strukturalne metody rozpoznawania obrazów w kognitywnej analizie zobrazowań medycznych, Wydawnictwo AGH, 2004.
- A. Baxevanis, B. Ouellette, Bioinformatyka. Podręcznik do analizy genów i białek. PWN, 2004.
- P. Baldi, S. Brunk, Bioinformatics: the Machine Learning Approach, Second Ed., MIT Press, 2001.
- P. Baldi, G. W. Hatfield, DNA Microarrays and Gene Expression: From Experiments to Data Analysis and Modeling, Cambridge Univerity Press, 2002.
- J. Moczko, L. Kramer, Cyfrowe metody przetwarzania sygnałów biomedycznych, Wydawnictwo Naukowe UAM, 2001.
- F. Hoppensteadt, C. Peskin, Modeling and Simulation in Medicine and the Life Sciences, Second Ed, Springer, 2002.
- E. Carson, C. Cobelli, Modelling Methodology for Physiology and Medicine, Academic Press, 2001.
- R. Cierniak, Tomografia komputerowa, Budowa urządzeń CT, Algorytmy rekonstrukcyjne, AOW Exit, 2005.
- M. Nieniewski, Segmentacja obrazów cyfrowych. Metody segmentacji wododziałowej, AOW Exit, 2005.
- J. Cytowski, J. Gielecki, A. Gola, Cyfrowe przetwarzanie obrazów medycznych. Algorytmy. Technologie. Zastosowania, AOW Exit, 2008.
- B. Preim, D. Bartz, Visualization in Medicine. Theory, Algorithms, and Applications, Morgan Kaufmann, 2007.
Internet:
- Serwis „Technika w medycynie”, Wydział ETI, Politechnika Gdańska
- Dane obrazowe: Visible Humans Project
- Wykłady A. Przelaskowskiego, Wydział EiTI, Politechnika Warszawska
Aparatura ultrasnograficzna
Komputerowe wspomaganie obrazowej diagnostyki medycznej
- ITK
- ImageJ