Análise e Processamento de Imagem Biomédica

Mestrado em Informática na Saúde (pós-laboral)
6 ECTS; 1º Ano, 2º Semestre, 24,0 T + 24,0 PL + 12,0 OT

Docente(s)

Pré-requisitos
Nenhum

Objetivos
Os objectivos principais são:
1 - Dar a conhecer o sistema de percepção visual humano;
2 - Transmitir os conceitos associados ao processo de formação de imagens digitais;
3 - Contextualizar o processamento digital de imagens (PDI) no campo da aquisição e análise de imagens médicas;
4 - Transmitir os fundamentos teóricos do PDI;
5 - Dotar os alunos do conhecimento das principais técnicas de aquisição e análise de imagens médicas;
6 - Dotar os alunos do conhecimento e capacidade de aplicação de técnicas de melhoramento de imagem médica;
Competências a adquirir pelos alunos:
? Entender o sistema de percepção visual humano e o processo de formação de imagens digitais;
? Compreender os fundamentos teóricos do PDI;
? Descrever e aplicar técnicas de melhoramento de imagem médica;
? Dominar ferramentas adequadas de PDI, nomeadamente a toolbox do Matlab;
? Identificar, formular e resolver problemas específicos de imagem médica.

Programa
Tópicos sobre o Sistema Visual Humano (SVH)
? Elementos do SVH
? Estrutura e formação da imagem;
Conceitos gerais
? Conceito de imagem digital
? Representação de imagem e modelização
? Melhoria, restauração e reconstrução;
Natureza das imagens biomédicas
? Radiografia
? Tomografia Computorizada
? Ressonância Magnética
? Imagem médica nuclear
? Imagem por ultra-sons;
Sistema de processamento digital de imagem (SPDI)
? Elementos do SPDI
? Aquisição de imagem médica;
Fundamentos da imagem digital
? Amostragem e quantificação
? Relações básicas entre pixeis
? Geometria
? Operações pontuais, locais e globais
? Histograma;
Remoção de artefactos
? Caracterização de artefactos
? Filtragem
? Operações morfológicas;
Melhoria da imagem
? Manipulação do histograma
? Convolução com operadores de máscara
? Realce de imagem;
Detecção de linhas e bordos
? Detecção de linhas, contornos e cantos;
Detecção da região de interesse
? Thresholding e binarização
? Segmentação

Metodologia de avaliação
O método de avaliação consiste na realização de uma prova escrita e no design e implementação de uma aplicação de análise e/ou processamento de imagem, sendo que ambas as componentes de avaliação têm um peso de 50% da classificação final. Para obter aprovação à unidade curricular o aluno devá atingir uma classificação final, resultante da média das duas componentes de avaliação, igual ou superior a 9,5 valores.

Bibliografia
- Gonzalez, R. e Woods, R. (2008). Digital Image Processing. (Vol. 1). (pp. 1---). USA: Prentice Hall
- Rangayan, R. (2005). Biomedical Image Analysis. (Vol. 1). (pp. 1---). New York: CRC Press
- Dhawan, A. (2011). Medical Image Analysis. (Vol. 1). (pp. 1---). USA: IEEE Press

Método de interação
Esta unidade curricular está organizada em sessões teóricas e sessões práticas. Nas sessões teóricas são leccionados os conteúdos programáticos previstos. As sessões práticas são leccionadas em sala de informática, onde os alunos terão a possibilidade de desenvolver aplicações para processamento de imagem médica, com recurso ao software Matlab. Estão também previstas sessões de orientação tutorial, sendo utilizada a plataforma de e-learning, como ferramenta para divulgação de informação, esclarecimento de dúvidas, envio de textos de apoio, fichas de exercícios, etc.

Software utilizado nas aulas
MATLAB - The Language of Technical Computing