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Dipartimento di Oncologia

Corso di Laurea in Tecniche di Radiologia Medica, per Immagini e Radioterapia - Torino

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Oggetto:
Oggetto:

CONTROLLI DI QUALITA' E GESTIONE DELLE IMMAGINI

Oggetto:

IMAGE MANAGEMENT AND QUALITY CONTROLS

Oggetto:

Anno accademico 2023/2024

Codice attività didattica
MED2842
Docenti
Andrea Francesco Cemenasco (Docente Responsabile del Corso Integrato)
Renzo Bussio (Docente Titolare dell'insegnamento)
Christian Fiandra (Docente Titolare dell'insegnamento)
Corso di studio
[f007-c313] laurea i^ liv. in tecniche di radiologia medica, per immagini e radioterapia (ab.pr. san. di radiologia medica) - a torino
Anno
2° anno
Periodo
Primo semestre
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
6
SSD attività didattica
ING-INF/05 - sistemi di elaborazione delle informazioni
MED/50 - scienze tecniche mediche applicate
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Obbligatoria
Tipologia esame
Scritto ed orale
Prerequisiti
Aver superato con profitto tutti gli insegnamenti del 1° anno, escluso Tirocinio I (propedeuticità).
E' utile aver acquisito le conoscenze trasmesse nel seminario di informatica del 1° anno.

The students must have passed all the courses of the 1st year, not counting Practical training 1 (preparatory courses).
It is useful to have acquired the knowledge transmitted in the 1st year IT seminar.

Propedeutico a
Insegnamenti 3° anno
Oggetto:

Sommario insegnamento

Oggetto:

Obiettivi formativi

L'Insegnamento si propone di:

-  fornire concetti di base sulla "catena della qualità": dal punto di origine della radiazione alla lettura dell'immagine diagnostica.

- fornire allo studente conoscenza delle basi teoriche della conversione analogico digitale e dei processi di campionamento, dei principali indicatori di qualità dell'immagine, delle principali metodiche di elaborazione immagini, basate su accesso e modifica del dato di tipo puntuale, locale o globale, nel dominio spaziale e nel dominio delle frequenze;

- analizzare le tecniche di elaborazione intrinsecamente presenti nelle metodiche radiologiche proiettive e tomografiche

- descrivere le principali tecniche di realizzazione di immagini tridimensionali e di fusione di immagini

- illustrare le caratteristiche dei principali formati di immagini in ambito commerciale e medicale

- introdurre gli studenti alle basi della trasmissione e archiviazione dei dati; istruirli sui principali protocolli e sistemi hardware per l'archiviazione e trasmissione dei dati

- accennare ai principali sistemi e algoritmi per la protezione dei dati su reti pubbliche.

The teaching aims to:

- Provide basic concepts on the "chain of quality" from the point of origin of the radiation to the diagnostic image reading.

- Provide students with knowledge of the theoretical basis of the analog to digital conversion and of the sampling processes, of the main quality indicators, the main methods of image processing, in spatial or frequency domains;

- Analyze the processing techniques intrinsically present in the projective and tomographic radiologic procedures

- Describe the main techniques for the elaboration of three-dimensional imaging and image fusion

- Illustrate the characteristics of the main commercial and medical image formats

- Introduce students to the basics of data transmission and storage; instruct them on the main protocols and hardware systems for data storage and transmission

- introduce the main systems and algorithms for data protection inside public networks.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Al termine lo studente/studentessa dovrà:

CONOSCENZA E COMPRENSIONE

  • aver compreso il meccanismo di mantenimento della qualità delle apparecchiature radiologiche e saper descrivere la procedura e gli obiettivi dei principali controlli previsti
  • conoscere le procedure dei principali controlli di qualità in diagnostica
  • conoscere le caratteristiche di un'immagine digitale ed aver acquisito una terminologia appropriata nella loro descrizione
  • conoscere le principali procedure di pre e post processing delle immagini
  • conoscere le caratteristiche del protocollo DICOM
  • conoscere la struttura ed il funzionamento di un sistema di archiviazione esami ospedaliero, anche tramite tecnologie di Clouding
  • saper descrivere i principali sistemi di teleradiologia
  • conoscere le norme da rispettare nell'archiviazione e invio immagini
  • conoscere le caratteristiche dei principali formati di memorizzazione delle immagini

CAPACITA' DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE

  • saper effettuare correttamente un controlo di qualità in diagnostica
  • saper leggere e interpretare, in relazione alle conoscenze teoriche acquisite, un manuale tecnico di elaborazione di immagini radiologiche
  • saper effettuare un'elaborazione di immagini agendo sui parametri di configurazione
  • essere ingrado di gestire, per quanto di competenza del TSRM, un sistema di archiviazione digitale (PACS) e i processi di archiviazione ad esso connessi
  • saper effettuare un esame in teleradiologia rispettando i requisiti di legge
  • saper effettuare una sogliatura per ricostruire immagini 3D

AUTONOMIA DI GIUDIZIO

  • saper valutare la correttezza di una procedura di controllo di qualità in diagnostica per immagini
  • saper prevedere l'effetto principale di una data elaborazione sulle caratteristiche qualitative di un'immagine al fine di poter contribuire, per quanto di competenza del TSRM, al post processing delle immagini
  • essere in grado di contribuire alla configurazione di un'apparecchiatura disgnostica o di una stazione di refertazione/image processing in radiologia
  • essere in grado di valutare la fattibilità di un esame in teleradiologia
  • saper identificare problemi minori di funzionamento di un sistema PACS

ABILITA' COMUNICATIVE

  • essere in grado di utilizzare un linguaggio e una terminologia professionale adeguata nel descrivere gli argomenti dell'insegnamento

CAPACITA' DI APPRENDIMENTO

  • essere in grado di valutare eventuali lacune nelle conoscenze trasmesse dall'insegnamento per poter procedere alla ricerca di approfondimenti in autonomia

At the end the student will have to:

KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING

  • have understood the mechanism for maintaining the quality of radiological equipment and be able to describe the procedure and objectives of the main quality checks
  • know the procedures of the main quality controls in diagnostics
  • know the characteristics of a digital image and have acquired appropriate terminology in their description
  • know the main pre- and post-processing procedures for images
  • know the characteristics of the DICOM protocol
  • know the structure and functioning of a hospital exam archiving system, also through Clouding technologies
  • be able to describe the main teleradiology systems
  • know the rules to be respected when archiving and sending images
  • know the characteristics of the main image storage formats


ABILITY TO APPLY KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING

  • know how to correctly carry out quality control in diagnostics
  • be able to read and interpret, in relation to the theoretical knowledge acquired, a technical manual for radiological image processing
  • know how to process images by acting on the configuration parameters
  • be able to manage, as far as the TSRM is concerned, a digital archiving system (PACS) and the archiving processes connected to it
  • know how to carry out a teleradiology exam in compliance with legal requirements
  • know how to perform thresholding to reconstruct 3D images


INDEPENDENCE OF JUDGMENT

  • know how to evaluate the correctness of a quality control procedure in diagnostic imaging
  • be able to predict the main effect of a given image processing, regardinf its qualitative characteristics, in order to be able to contribute, as far as the TSRM is concerned, to image post processing
  • be able to contribute to the configuration of diagnostic equipment or image processing station in radiology
  • be able to evaluate the feasibility of a teleradiology examination
  • be able to identify minor problems in the operation of a PACS system


COMMUNICATION SKILLS

  • be able to use appropriate professional language and terminology when describing this teaching topics


LEARNING ABILITY

  • be able to evaluate any gaps in the knowledge transmitted by this teaching in order to proceed independently with the search for further informations

Oggetto:

Programma

 CONTROLLI DI QUALITA':

- Elementi di formazione dell'immagine radiologica
- Rivelatori analogici (pellicole, schermi di rinforzo) e controlli di qualità relativi
- Tipologie di apparecchi di radiodiagnostica
- Controlli di qualità sui parametri elettronici e ottico-geometrici
- Elementi di radiologia digitale
- Rivelatori digitali CR e DR e controlli di qualità relativi
- Dispositivi di visualizzazione dell'immagine (stampanti, monitor, negativoscopi) e controlli di qualità relativi
- Principali controlli di qualità in Medicina Nucleare
- Principali controlli di qualità in Radioterapia

ELABORAZIONE IMMAGINI:

- Rappresentazione digitale di segnali
- Strumenti analogici e strumenti digitale
- La conversione analogico/digitale
- Il Teorema del campionamento
- Elementi di Psico-Fisiologia della visione
- Discretizzazione spaziale e quantizzazione di immagini digitali
- Immagini e matrici: operazioni aritmetiche sui pixel
- L'istogramma dei livelli di grigio
- Le periferiche di visualizzazione e stampa
- Parametri di valutazione della qualità delle immagini digitali
- Tecniche di elaborazione
- Trasformazioni di intensità e LUT
- Elaborazioni basate sull'istogramma: tecniche di equalizzazione (GHE, AHE, CLAHE)
- Filtraggi nel dominio spaziale: filtri convolutivi di smoothing e di sharpening, filtro mediano
- Elaborazioni nel domino delle frequenze
- Metodiche di diagnostica per immagini: elaborazioni intrinseche in radiologia proiettiva
- Equalizzazione dell'istogramma ed equalizzazione periferica in mammografia
- Rebbinning e correzione movimento in angioradiologia
- Elaborazioni intrinseche in tomografia Computerizzata: filtri convolutivi di ricostruzione
- Algoritmi TC spirale e multibanco
- Algoritmi iterativi in TC
- Processing di immagini volumetriche ed elaborazioni 3D
- Fusione di immagini

ARCHIVIAZIONE E TRASMISSIONE IMMAGINI:

- Introduzione ai principali protocolli di interesse in ambito di immagini mediche: HL7 e DICOM
- Storia e architettura del protocollo DICOM
- Funzioni principali e comandi del protocollo DICOM
- Introduzione ai sistemi HIS, RIS e PACS
- Architettura hardware di un sistema PACS: dalle unità di memorizzazione centrale alle postazioni di visualizzazione
- Procedure di comunicazione fra modalità di acquisizione e sistema di archiviazione
- Sviluppo attuale dei sistemi di archiviazione su Cloud
- Algoritmi di compressione delle immagini
- Caratteristiche del formati immagine (Bitmap, TIFF, GIF, JPEG e JPEG2000)
- Rappresentazione di volumi 3D (VR e SSD) e formati di memorizzazione per la stampa 3D
- Basi di Teleradiologia e sviluppo dei sistemi di trasmissione immagini all'esterno degli ospedali
- Panoramica sulle leggi italiane che regolano la teleradiologia
- Cenni sugli algoritmi di mascheramento e decrittazione dei dati sensibili su reti pubbliche


 QUALITY CONTROLS:
- Bases of radiological imaging formation
- Analog Detectors (films, intensifying screens) and related quality controls
- Types of diagnostic radiology equipment
- Quality control on electronic and optical-geometric parameters
- Elements of digital radiology
- CR and DR digital detectors and related quality controls
- Image display devices (printers, monitors, negativoscopes) and related quality controls
- Main quality control in nuclear medicine
- Main quality controls in radiotherapy

IMAGE PROCESSING:
- Digital signals representation
- Analog and digital instruments
- The analog/digital conversion
- The sampling theorem
- Elements of view Psycho-physiology
- Spatial discretization and quantization of digital images
- Images and matrices: arithmetic operations on the pixels
- Gray levels histograms
- Display and printing devices
- Parameters for digital image quality evaluation
- Processing Techniques
- Intensity transformations and LUT
- Histogram based calculations: equalization techniques (GHE, AHE, CLAHE)
- Filtering in the spatial domain: convolution filters; smoothing, sharpening, median filters
- Processing in the frequency domain
- Diagnostic imaging procedures: inherent elaborations in projective radiology
- Histogram equalization and peripheral equalization in mammography
- Rebbinning and movement correction in angiography
- Inherent processing in computed tomography: convolution reconstruction filters
- Spiral and multirow CT algorithms
- Iterative algorithms in CT
- Volumetric image processing and 3D processing
- Image Fusion

TRANSMISSION AND STORAGE OF MEDICAL IMAGES:
- Introduction to the main protocols of interest in the field of medical imaging : HL7 and DICOM
- History and architecture of the DICOM protocol
- Main functions and commands in the DICOM protocol
- Introduction to HIS, RIS and PACS systems
- Hardware architecture of a PACS system : from the central storage unit to the display stations
- Communication procedures between acquisition modalities and storage system
- Image compression Algorithms
- Image formats features (Bitmap, TIFF, GIF, JPEG and JPEG2000)
- Representation of 3D volumes (VR and SSD) and storage formats for 3D printing
- Bases of Tele-radiology and development of image transmission systems outside hospitals
- An Overview of Italian laws governing the teleradiology
- Cloud storage and computing systems
- Hints on masking algorithms and decryption of sensitive data inside public networks

Oggetto:

Modalità di insegnamento

Lezioni frontali in aula (totale 72 ore - 24 ore per il modulo di "Elaborazione immagini", 24 ore per il modulo di "Archiviazione e trasmissione immagini", 24 ore per il modulo di "Controlli di qualità").

La frequenza è obbligatoria al 70%.

Traditional lessons in a classroom (total amount 84 hours of teaching lessons - Image processing: 24 hours; Transmission and storage of medical images: 24 hours;  Quality controls: 36 hours).

Attendance is 70% mandatory.

Oggetto:

Modalità di verifica dell'apprendimento

 L'esame finale consterà in una prova orale, divisa in 3 parti (una per ogni modulo). Ciascuna parte verterà sul programma svolto durante il Corso e potrà richiedere l'esecuzione di brevi esercizi di calcolo per dimostrare di saper applicare le nozioni teoriche acquisite. 

 Il voto complessivo è costituito dalla media ponderata delle varie materie (in base ai CFU) espresso in 30esimi e viene valutato collegialmente dai docenti della commissione. In caso di grave insufficienza anche solo di una materia lo studente viene respinto e dovrà ripetere tutte le prove di verifica nella successiva sessione di esame  

Si garantisce la standardizzazione delle prove per tutti gli appelli dell'anno. 

 The final exam will consist of an oral test, divided into 3 parts (one for each module). Each part will cover the program of the Course and can  require the execution of simple calculation exercises to prove to be able to apply acquired theoretical  knowledge. 

The overall grade is the weighted average of the various modules (according to the credits) and is assessed jointly by the teachers. In case of negative mark the student is rejected and will have to repeat all the verification tests in the next session of examination.

It's guaranteed the standardization of the tests for all the exams of the year. 

Oggetto:

Attività di supporto

Il materiale didattico viene caricato dai docenti sulla piattaforma Moodle.

Per attività di supporto i docenti sono reperibili tramite e-mail.

The teaching material is uploaded by teachers to the Moodle platform.

For support activities, teachers are available via e-mail.

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

- Rampado O. et al. "L'immagine digitale in diagnostica per immagini"; 2013, Ed. Springer
- Emanuele Neri, Paolo Marcheschi, Davide Caramella "Produrre ed elaborare immagini diagnostiche", Ed. Springer
- R. Passariello "ELEMENTI DI TECNOLOGIA IN RADIOLOGIA E DIAGNOSTICA PER IMMAGINI Idelson-Gnocchi
- R.Lagalla  et. al. RADIOLOGIA (D.U. per TSRM) - 3 volumi Idelson-Gnocchi

 - Verrà fornito il materiale didattico utilizzato dai docenti. Tale materiale funge da supporto e guida allo studio ed alla preparazione dell'esame.

 - The PowerPoint slides,  used during lessons, will be given to the students as a basis for studying



Oggetto:

Moduli didattici

Oggetto:
Ultimo aggiornamento: 11/01/2024 11:57
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