Wprowadzenie do tomografii 0800-WTOMO

Wykład obejmuje następujące zagadnienia:
1. Metody tomograficzne stosowane w medycynie (podstawy fizyczne, zastosowania):
- tomografia komputerowa (CT)
- rezonans magnetyczny (MRI)
- PET
- SPECT
- OCT
2. Źródła promieniowania rentgenowskiego
3. Oddziaływanie promieniowania rentgenowskiego z materią
4. Detekcja promieniowania rentgenowskiego
5. Statystyka fotonów rentgenowskich
6. Prawo Lamberta-Beera
7. Transformata Radona i jej przekroje, sinogram
9. Podstawy analizy fourierowskiej
10. Twierdzenie Fouriera o przekrojach
11. Rekonstrukcja przekroju obiektu na podstawie zbioru rzutów
w wiązce równoległej - rola filtru; dyskretyzacja wzorów
12. Rekonstrukcja przekroju metodą algebraiczną
13. Jakość obrazowania i artefakty na obrazach tomograficznych

Ćwiczenia są przeznaczone na przekazanie studentom następujących umiejętności:
- wyznaczanie przekroju transformaty Radona prostych obiektów -
(jednorodny kwadrat, jednorodny trójkąt itp.),
- splatanie zdyskretyzowanego przekroju transformaty Radona
i filtru,
- wyznaczanie rozwiązania układu równań liniowych metodą
iteracyjną.

Całkowity nakład pracy studenta

75 godzin lekcyjnych w tym: a) godziny kontaktowe (wykład, ćwiczenia, konsultacje): 30 h b) praca własna: 45 h – 30 godzin na bieżące przygotowanie do kolejnych wykładów, ćwiczeń i kolokwiów – 15 godzin na przygotowanie do egzaminu

Efekty uczenia się - wiedza

W1: zna zasady budowy i fizyczne podstawy działania tomografów: CT, MRI, PET, SPECT, OCT W2: zna zjawiska fizyczne zachodzące podczas oddziaływania promieniowania rentgenowskiego z materią, w szczególności z tkankami biologicznymi W3: rozumie istotę algorytmów stanowiących podstawę rekonstrukcji tomograficznej W4: zna rodzaje artefaktów występujących na obrazach tomograficznych oraz przyczyny ich powstawania Te szczegółowe efekty kształcenia mieszczą się w zakresie efektów K_W01 & K_W03

Efekty uczenia się - umiejętności

U1: umie praktycznie wyznaczać transformaty Radona prostych obiektów U2: umie praktycznie stosować elementy algorytmów tomograficznych w przypadku prostych układów modelowych Te szczegółowe efekty kształcenia mieszczą się w zakresie efektu K_U05.

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne

K1: zna ograniczenia zasobu wiedzy oraz umiejętności zdobytych w jego ramach K2: rozumie konieczność samodzielnego ich uzupełniania Te szczegółowe efekty kształcenia mieszczą się w zakresie efektu K_K01.

Metody dydaktyczne

Wykład - wykład problemowy, pokaz Ćwiczenia - metoda ćwiczeniowa, klasyczna metoda problemowa Metody dydaktyczne eksponujące: - pokaz Metody dydaktyczne podające: - wykład problemowy Metody dydaktyczne poszukujące: - klasyczna metoda problemowa

Metody dydaktyczne eksponujące

- pokaz

Metody dydaktyczne podające

- wykład problemowy

Rodzaj przedmiotu

przedmiot obligatoryjny

Wymagania wstępne

Podstawowe wiadomości o promieniowaniu elektromagnetycznym. Znajomość podstaw analizy matematycznej (różniczkowanie i całkowanie funkcji jednej i wielu zmiennych) oraz algebry liniowej (wektory, macierze, układy równań liniowych).

Koordynatorzy przedmiotu

Katarzyna Komar

Kryteria oceniania

Podstawowym sprawdzianem stopnia opanowania materiału oraz poziomu nabytych umiejętności jest kolokwium oraz egzamin pisemny. Kolokwium obejmuje zadania dotyczące wyznaczania przekroju transformaty Radona, splatania jej zdyskretyzowanej wersji z filtrem i iteracyjnego rozwiązywania prostego układu równań liniowych. Egzamin ma formę testu otwartego sprawdzającego podstawowe wiadomości i zrozumienie zagadnień omawianych w ramach wykładu.

Kryteria wystawiana ocen:
50-60% - ocena: 3.0
60-70% - ocena: 3.5
70-80% - ocena: 4.0
80-90% - ocena: 4.5
90-100% - ocena 5.0

Egzamin sprawdza efekty: W1, W2, W3, W4, K1, K2
Kolokwium sprawdza efekty: U1, U2, K1, K2

Praktyki zawodowe

Nie dotyczy

Literatura

- T. M. Buzug, Computed tomography (Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2010)
- A. C. Kak, M. Slaney, Principles of Computerized Tomographic Imaging, (IEEE Press, New York)
- S. Webb (ed.), The Physics of Optical Imaging, (IOP, Bristol 1996).
- R. F. Farr, P. J. Allisy-Roberts, Physics for Medical Imaging (Saunders, London 1997).

Uwagi

W cyklu 2022/23L:

Ze względu na epidemię wirusa SARS-CoV-2 wykłady i ćwiczenia są prowadzone zdalnie, za pomocą serwisu internetowego MS Teams.

Zaliczenie ćwiczeń - na podstawie zadań domowych zadawanych w trakcie kursu oraz jednego zadania rozwiązanego przez studenta w czasie zaliczenia na platformie MS Teams.
Zaliczenie wykładów - egzamin ustny, zdalny, na platformie MS Teams.

Kryteria oceny takie jak w podstawowych informacjach o przedmiocie.

Więcej informacji

Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb:

Strona przedmiotu 0800-WTOMO w USOSweb