Universitat Internacional de Catalunya
Disseny, Diagnòstic i Imatge
Altres llengües d'impartició: català, castellà
Professorat
Cal convenir una cita amb el professor mitjançant correu electrònic institucional.
Presentació
En aquesta assignatura es presentarà el principi de funcionament dels equips més importants de diagnosi per la imatge. A continuació s’estudiaran els algoritmes bàsics per al processament d’imatges i la seva aplicació en el camp de les imatges biomèdiques. Finalment, s’estudiarà la visió per computador en l’àmbit biomèdic, és adir, l’aplicació dels algoritmes d’intel·ligència artificial a la detecció o la mesura automàtica de patrons o característiques en imatges mèdiques.
Requisits previs
Per accedir al curs és requisit haver cursat les assignatures següents:
Assignatures de primer curs
Càlcul
Assignatures de segon curs
Informàtica
Assignatures de tercer curs
Computació, Robòtica i Biònica 1 (recomanable, però no obligatòria)
Objectius
-
Descriure el funcionament físic dels principals equips de diagnosi per la imatge.
-
Descriure en què consisteix el processament digital de les imatges i la seva utilitat.
-
Descriure que és la visió per computador i la seva utilitat.
-
Saber preprocessar/processar una imatge mèdica.
-
Saber extreure característiques d’una imatge mèdica.
Competències/Resultats d’aprenentatge de la titulació
- CB1 - Que els estudiants hagin demostrat posseir i comprendre coneixements en una àrea d'estudi que parteix de la base de l'educació secundària general, i se sol trobar a un nivell que, si bé es recolza en llibres de text avançats, inclou també alguns aspectes que impliquen coneixements procedents de l'avantguarda del seu camp d'estudi
- CB2 - Que els estudiants sàpiguen aplicar els seus coneixements al seu treball o vocació d'una forma professional i posseeixin les competències que solen demostrar-se per mitjà de l'elaboració i defensa d'arguments i la resolució de problemes dins la seva àrea d'estudi
- CB3 - Que els estudiants tinguin la capacitat de reunir i interpretar dades rellevants (normalment dins la seva àrea d'estudi) per emetre judicis que incloguin una reflexió sobre temes rellevants d'índole social, científica o ètica
- CB4 - Que els estudiants puguin transmetre informació, idees, problemes i solucions a un públic tant especialitzat com no especialitzat
- CB5 - Que els estudiants hagin desenvolupat aquelles habilitats d'aprenentatge necessàries per emprendre estudis posteriors amb un alt grau d'autonomia
- CE1 - Resoldre els problemes matemàtics que puguin plantejar-se en l'àmbit de la Bioenginyeria. Aptitud per aplicar els coneixements sobre geometria, càlcul integral, mètodes numèrics i optimització
- CE12 - Realitzar un projecte en l'àmbit de les tecnologies específiques de Bioenginyeria de naturalesa professional en el qual se sintetitzen i integren les competències adquirides en els ensenyaments.
- CE15 - Tenir la capacitat de realitzar un projecte mitjançant l'ús de fonts de dades, i l'aplicació de metodologies, tècniques de recerca i eines pròpies de la Bioenginyeria, i fer una exposició i defensa pública del projecte davant d'un públic especialitzat de manera que es demostri la adquisició de les competències i coneixements propis del Grau
- CE16 - Aplicar la terminologia pròpia de la Bioenginyeria tant oral com escrita en una tercera llengua.
- CE17 - Ser capaç d'identificar els conceptes de l'enginyeria que es poden aplicar en el camp de la biologia i de la salut.
- CE21 - Tenir la capacitat per comprendre i aplicar les metodologies i eines biotecnològiques per a la investigació, desenvolupament i producció de productes i serveis.
- CE3 - Aplicar a la Bioenginyeria els coneixements fonamentals sobre l'ús i programació dels ordinadors, sistemes operatius, bases de dades i programes informàtics.
- CE5 - Fomentar l'esperit d'emprenedoria i integrar els coneixements aplicats a l'organització i gestió d'empreses en Bioenginyeria antendiendo al seu marc legal i amb la normativa vigent.
- CE8 - Dialogar amb esperit crític sobre idees relacionades amb l'ésser humà i les seves principals dimensions.
- CG10 - Saber treballar en un entorn multilingüe i multidisciplinari
- CG2 - Promoure els valors propis d'una cultura pacífica, contribuint a la convivència democràtica, el respecte dels drets humans i principis fonamentals com la igualtat i la no discriminació.
- CG3 - Tenir capacitat per a l'aprenentatge de nous mètodes i teories i ser versàtil per a l'adaptació a noves situacions.
- CG4 - Resoldre problemes amb iniciativa, presa de decisions, creativitat, raonament crític i de comunicació i transmissió de coneixements, habilitats i destreses en el camp de la Bioenginyeria.
- CG5 - Realitzar càlculs, valoracions, taxacions, peritatges, estudis, informes, plans de labors i altres treballs anàlegs.
- CG6 - Aplicar la legislació necessària en l'exercici de la professió
- CG7 - Analitzar i valorar l'impacte social i mediambiental de les solucions tècniques.
- CG8 - Aplicar els principis i mètodes de la qualitat.
- CG9 - Tenir capacitat d'organització i planificació en l'àmbit de l'empresa, i altres institucions i organitzacions.
- CT1 - Entendre l'organització d'una empresa i les ciències que regeixen la seva activitat; tenir capacitat per aplicar les normes laborals i les relacions entre la planificació, les estratègies industrials i comercials, la qualitat i el benefici.
- CT2 - Tenir capacitat per relacionar el benestar amb la globalització i la sostenibilitat; aconseguir habilitats per utilitzar de forma equilibrada i compatible la tècnica, la tecnologia, l'economia i la sostenibilitat
- CT3 - Saber comunicar-se de forma oral i escrita amb altres persones sobre els resultats de l'aprenentatge, de l'elaboració del pensament i de la presa de decisions; participar en debats sobre temes de la pròpia especialitat
- CT4 - Ser capaç de treballar com a membre d'un equip interdisciplinari, ja sigui com un membre més o realitzant tasques de direcció, amb la finalitat de contribuir a desenvolupar projectes amb pragmatisme i sentit de la responsabilitat, assumint compromisos tenint en compte els recursos disponibles
- CT5 - Realitzar un ús solvent dels recursos d'informació. Gestionar l'adquisició, l'estructuració, l'anàlisi i la visualització de dades i informació en l'àmbit d'especialitat i valorar de forma crítica els resultats d'aquesta gestió.
- CT6 - Detectar deficiències en el propi coneixement i superar-les mitjançant la reflexió crítica i l'elecció de la millor actuació per ampliar aquest coneixement.
- CT7 - Dominar una tercera llengua, habitualment l'anglès, amb un nivell adequat oral i escrit i d'acord amb les necessitats que tindran els titulats i titulades
Resultats d’aprenentatge de l’assignatura
Identificar les parts/blocs funcionals dels diferents equips de diagnosi per la imatge.
Conèixer i descriure les mesures de protecció personal radiològica.
Conèixer i descriure el efectes biològics de les radiacions.
Descriure i saber reconstruir una imatge tomogràfica.
Descriure i saber utilitzar els algorismes de realçament d’imatges.
Descriure i saber utilitzar els algorismes d’escalat i rotació d’imatges.
Descriure i saber utilitzar els algorismes de segmentació d’imatges.
Conèixer els diferents formats d’imatges mèdiques.
Saber aplicar algorismes de deep learning en una imatge.
Saber extreure característiques rellevants d’una imatge mèdica.
Saber utilitzar i programar la plataforma de maquinari RspberryPi per adquirir imatges en temps real.
Saber utilitzar i programar la plataforma de maquinari RspberryPi per processar imatges.
Continguts
Bloc 1. Dispositius d’imatge mèdica
1. Raigs X i tomografia axial computada (CT)
2. Tomografia per emissió de positrons (PET)
3. Tomografia computada per emissió de positrons individuals (SPECT)
4. Ressonància magnètica (RM)
5. Ressonància magnètica funcional (fMRI)
6. Ultrasons (US)
Bloc 2. Processament d’imatges
1. Introducció al processament d’imatges
2. Transformacions d’intensitat
3. Filtratge espacial
4. Filtratge de freqüències
5. Transformacions geomètriques
6. Processament d’imatges morfològiques
7. Segmentació d’imatges
8. Extracció de característiques i aprenentatge automàtic
Metodologia i activitats formatives
Modalitat totalment presencial a l'aula
| ACTIVITAT FORMATIVA | METODOLOGIA | COMPETÈNCIES |
| Aprenentatge cooperatiu tindrà una gran importància en el grau en Bioenginyeria, el seu enfocament es basa en organitzar les activitats dins de l'aula per a convertir-les en una experiència social i acadèmica d'aprenentatge. L'aprenentatge depèn de l'intercanvi d'informació entre els estudiants, els quals estan motivats tant per logar seu propi aprenentatge com per a acréixer els èxits dels altres. Aquesta activitat contempla les pràctiques realitzades a l'entorn del laboratori. L'aprenentatge orientat a projectes és un mètode basat en l'aprenentatge experiencial i reflexiu en el qual tenen una gran importància el procés investigador al voltant d'un tema, amb la finalitat de resoldre problemes complexos a partir de solucions obertes o abordar temes difícils que permetin la generació de coneixement nou i desenvolupament de noves habilitats per part dels estudiants. La classe magistral, serà l'escenari per: Aprendre i utilitzar la terminologia i estructures lingüístiques relacionades amb l'àmbit científic. Practicar i desenvolupar destreses de comunicació oral i escrita. I per aprendre com analitzar bibliografia i literatura sobre temes de Bioenginyeria. Practicar pautes per identificar i entendre les idees principals a durant la classe magistral. Aquesta activitat formativa és una eina essencial en la formació des del seu origen i ha de tenir una presència molt important en aquesta estructura de grau. L'estudi de cas és una tècnica d'aprenentatge en la qual el subjecte s'enfronta a la descripció d'una situació específica que planteja un problema, que ha de ser comprès, valorat i resolt per un grup de persones a través d'un procés de discussió. L'estudi de casos, es realitza generalment a través de treball en grup, que fomenta la participació de l'alumne, desenvolupant el seu esperit crític. Addicionalment prepara l'alumne per a la presa de decisions, ensenyant-li defensar els seus arguments i a contrastar-los amb les opinions de la resta del grup. Lectura de textos dirigits amb el fi d'accedir al pensament crític, el qual compleix un paper fonamental en la formació de ciutadans conscients i responsables El plantejament d'exercicis i problemes per part del professor, ajuda l'alumne a avançar en el procés enginyeril del disseny, guiat pel professor es van aconseguint fites parcials que faciliten la integració del coneixement teòric adquirit. Activitat no presencial, en aquesta activitat l'estudiant realitza exercicis de forma autònoma, sense la presència del professor. En aquesta fase apareixen sempre més dubtes, però al no tenir l'opció de preguntar immediatament es produeix un esforç addicional per part de l'alumne. | Les classes pràctiques permeten a l'alumne interactuar en primera persona amb les eines de treball, en petits grups o de forma individual es realitzen petites demostracions pràctiques dels coneixements teòrics adquirits durant les classes teòriques A les classes teòriques s'ha d'establir el saber fonamental i científic que s'assenten les bases del coneixement i rigor que exigeix l'estudi de l'enginyeria El treball en grup és una eina essencial en la societat actual. En el camp de la bioenginyeria on els processos de disseny i productius no els realitza una única persona és essencial aprendre a treballar de forma mancomunada. El treball individual, a través de l'estudi, la recerca d'informació, el processament de dades i la interiorització dels coneixements permeten a l'alumne consolidar el seu aprenentatge. | CB1 CB2 CB3 CB4 CB5 CE1 CE12 CE15 CE16 CE17 CE20 CE21 CE3 CE5 CG10 CG2 CG3 CG4 CG5 CG6 CG7 CG8 CG9 CT1 CT2 CT3 CT4 CT5 CT6 CT7 |
Sistemes i criteris d'avaluació
Modalitat totalment presencial a l'aula
La qualificació final de l’assignatura s’obtindrà de la manera següent:
Nota=0,4·Nef +0,3·Nlab+0,3·Ntreb
On
Nef: nota de l’examen final
Nlab: nota de les pràctiques de laboratori
Ntreb: nota dels treballs de l’assignatura
No hi ha examen parcial.
Per optar a l’apte és imprescindible fer les pràctiques de laboratori de l’assignatura.
Consideracions importants:
-
El plagi, la còpia o qualsevol altra acció que es pugui considerar trampa suposarà un zero en aquest apartat d’avaluació. Fer-ho als exàmens suposarà el suspens immediat de l’assignatura.
-
En segona convocatòria no es podrà obtenir la qualificació de matrícula d’honor, de manera que la qualificació màxima serà d’excel·lent.
-
No s’acceptaran canvis en el calendari, en les dates d’exàmens o en el sistema d’avaluació.
-
Els estudiants d’intercanvi (Erasmus i d’altres) o repetidors estaran sotmesos a les mateixes condicions que la resta de l’alumnat.
Bibliografia i recursos
Bibliografia d'imatges mèdiques
[1] John Enderle, Joseph Bronzino. 2011. Introduction to Biomedical Engineering, 3 ed. ISBN : 978-0123749796
[1] Bushong, Stewart. 2017. Manual de radiología para técnicos
ISBN: 9788491132028, 11 ed.
[2] Paolo Russo. 2018. Handbook of X-ray Imaging: Physics and Technology (Series in Medical Physics and Biomedical Engineering). ISBN:1498741525
Bibliografia de Processament Digital d'imatges
[1] Gonzalez, Woods, and Eddins. 2018. Digital Image Processing, 4th Ed. ISBN: 9780982085417
[2] Gonzalez, Woods, and Eddins. 2020. Digital Image Processing Using MATLAB, 3rd Ed. ISBN: 9780133356724
Període d'avaluació
- E1 14/01/2021 P2L05 12:00h