Візуалізація та представлення медико-біологічної інформації

Дисципліна "Візуалізація та предсталення медико-біологічної інформації" складається з 6 змістових модулів та охоплює питання отримання, обробки, відображення та інтерпретації біомедичних сигналів. У теоретичному аспекті окремо розглядаються питання отримання та відображення біомедичних сигналів електричної природи та біомедичних зображень. На практичних та лабораторних робота основна увага приділяється питанням обробки та інтерпретації медико-біомедичної інформації (МБІ), поданої у цифровому вигляді. Оскільки сучасна медицина оперує одно- (сигнали), двох- (статичні 2D-зображення) та три-вимірними (томографічні зображення) масивами діних МБІ, то на вивчення особливостей кожного з відповідних класів МБІ відподяться окремі змістові модулі.

Метою навчальної дисципліни "Візуалізація та представлення медико-біологічної інформації" є вивчення студентами загальних методичних принципів і основ функціонування апаратних засобів та програмних технологій для збору, передачі, обробки і відображення медико-біологічної інформації. Логічно дисципліна розбита на змістові модулі, викладення матеріалу в яких будується за принципом: як отримати медико-біологічну інформацію - як її обробити - як це показати (відобразити) - яку діагностичну інформацію може отримати лікар. 

Завданнями вивчення навчальної дисципліни є: засвоєння основних параметрів та характеристик засобів збору медико-біологічної інформації; вивчення методик обробки та аналізу отриманої інформації, оцінки точності вимірювання, статичних та динамічних характеристик засобів перетворення та отримання інформації; засвоєння принципів передачі, зберігання та відображення обробленої інформації медико-біологічного призначення.

Зміст навчальної дисципліни "Візуалізація та предсталення медико-біологічної інформації" направлений на формування наступних компетентностей, визначених освітньо-професійною програмою «Біомедична інженерія»

ЗК-1. Здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу.

СК-4. Здатність створювати і вдосконалювати засоби, методи та технології біомедичної інженерії для дослідження і розробки біоінженерних об’єктів та систем медико-технічного призначення

Отримані знання з навчальної дисципліни стануть складовими наступних програмних результатів навчання за спеціальністю 163 «Біомедична інженерія»

РН-1. Проектувати, конструювати вдосконалювати та застосовувати медико-технічні та  біоінженерні вироби, прилади, апарати і системи з дотриманням технічних вимог, а також супроводжувати їх експлуатацію.

РН-3. Створювати і вдосконалювати засоби, методи та технології біомедичної інженерії для всебічного дослідження і розробки біоінженерних об’єктів та систем медико-технічного призначення.

РН-5. Оцінювати біологічні і технічні аспекти та наслідки взаємодії інженерно-технічних і біоінженерних об’єктів з біологічними системами, передбачувати їх взаємний вплив, правові, деонтологічні і морально-етичні наслідки використання.

Модуль 1 - Загальні питання отримання, перетворення, обробки, інтерпретації, передачі та відображення медико-біологічної інформації (МБІ)

1.1. Способи отримання та класифікація МБІ

1.2. Загальні принципи представлення МБІ

1.3. Загальні принципи обробки МБІ у часовій області

1.4. Загальні принципи обробки МБІ у частотній області

Модуль 2 - Фізичні принципи візуалізації МБІ

2.1. Формати представлення МБІ

2.2. Стандарт DICOM

2.3. Засоби відображення МБІ. Електронні самописці

2.4. Засоби відображення МБІ. Електронні дисплеї та монітори

Модуль 3 - Отримання та представлення 2D медико-біологічних зображень (БМЗ)

3.1. Оптична та флуоросцентна мікроскопія

3.2. Ретгенівська техніка

3.3. Інші способи отримання 2D-БМЗ (ангіографія, термографія тощо)

3.4. Кодування 2D зображень.

Модуль 4 - Загальні підходи до обробки 2D-БМЗ

4.1. Просторова (колірна, піксельна) фільтрація

4.2. Частотна (згорткова) фільтрація

4.3. Сегментація

4.4. Розпізнавання та інтерпретація

Модуль 5 - Отримання та представлення 3D медико-біологічних зображень

5.1. Рентгенівська томографія

5.2. ЯМР-томографія (МРТ)

5.3. Інші види томографій (ПЕТ, ОФЕКТ, ультразвукова томографія)

5.4. Використання відео-систем у медичній діагностиці

Модуль 6 - Принципи діагностики за БМЗ та медичні системи САПР

6.1. Принципи діагностики за БМЗ. Медична морфологія

6.2. Поняття медичної САПР та його роль у підготовці та плануванні хірургічних операцій

6.3. Види та особливості хірургічних втручань

6.4. Перспективи використання медичних САПР

Загальна кількість балів (100) розподіляється наступним чином:

60 балів - теоретичний модульний контроль (по 10 балів за кожен з 6-ти змістових модулів);

20 балів - результати захисту лабораторних робіт (по 5 балів за кожну з 4-х лабораторних робіт);

20 балів - результати виконання практичних робіт (по 5 балів за кожну з 4-х практичних робіт).