SCIENZE INFORMATICHE E GESTIONE DELLE IMMAGINI

7 CFU - 2° semestre

Docenti titolari dell'insegnamento

GIUSEPPE NICOSIA - Modulo BIOINGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA - ING-INF/06 - 2 CFU
DAMIANO NICOSIA - Modulo SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI FORMAZIONE DELL'IMMAGINE - ING-INF/05 - 2 CFU
GIUSEPPE LANZA - Modulo PRODUZIONE TRATTAMENTO GESTIONE ED ARCHIVIAZIONE DELLE IMMAGINI - MED/50 - 3 CFU

Obiettivi formativi

BIOINGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA
Lo studente sarà introdotto ai principali approcci e alle metodologie utilizzati all'interno della bioingegneria. Verranno introdotti alcuni modelli matematici e computazionali per l’analisi dei sistemi biologici. Lo studente apprenderà alcuni strumenti matematici e informatici per il trattamento di tali modelli.
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI FORMAZIONE DELL'IMMAGINE
Conoscere i principi generali alla base dei Sistemi di Elaborazione delle Informazioni.

Conoscere i principi generali di Reti di Calcolatori e Sicurezza Informatica.

Conoscere i principi generali dei Sistemi di Immagine sulla base dei modelli di formazione e trasformazione.
PRODUZIONE TRATTAMENTO GESTIONE ED ARCHIVIAZIONE DELLE IMMAGINI
Conoscere le tecniche ed i principi generali alla base delle formazione ed elaborazione delle bioimmagini.

Esaminare e valutare la produzione di immagini corporee in base alle differenti tecniche di radiologia medica.

Acquisire nozioni di gestione ed archiviazione di bioimmagini.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

BIOINGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA
Il modulo include lezioni frontali, esercitazioni, seminari, tutorial e videolezioni.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI FORMAZIONE DELL'IMMAGINE
Lezioni frontali interattive, con l'ausilio di slides, video e tutorial.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.
PRODUZIONE TRATTAMENTO GESTIONE ED ARCHIVIAZIONE DELLE IMMAGINI
Lezioni frontali interattive, con l'ausilio di slides, video e tutorial.

Eventuali attività seminariali.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

Prerequisiti richiesti

BIOINGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA
Competenze di base in matematica.
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI FORMAZIONE DELL'IMMAGINE
Conoscenza di base di Matematica e Informatica.
PRODUZIONE TRATTAMENTO GESTIONE ED ARCHIVIAZIONE DELLE IMMAGINI
Conoscenza dei principi base di Matematica, Fisica e Chimica

Frequenza lezioni

BIOINGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA
Obbligatoria.
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI FORMAZIONE DELL'IMMAGINE
Obbligatoria, salvo diversa disposizione.
PRODUZIONE TRATTAMENTO GESTIONE ED ARCHIVIAZIONE DELLE IMMAGINI
Obbligatoria, salvo diversa disposizione.

Contenuti del corso

BIOINGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA
Introduzione alla Bioingegneria.

Reti Complesse.

Reti Complesse per Circuiti Biologici.

Analisi di Reti Genetiche, Proteiche e Metaboliche.

Esempi di applicazioni di Intelligenza Artificiale in Bioingegneria.
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI FORMAZIONE DELL'IMMAGINE
•Introduzione ai Sistemi di Elaborazione delle Informazioni

•Trattamento dell'Informazione

•Il Calcolatore

•La rappresentazione delle Informazioni

•Introduzione alle Reti di Calcolatori

•Introduzione alla Sicurezza Informatica

•I Sistemi di Immagine

•Modelli di formazione dell’immagine

•Modalità di trasformazione delle immagini
PRODUZIONE TRATTAMENTO GESTIONE ED ARCHIVIAZIONE DELLE IMMAGINI
Introduzione alle tecniche di diagnostica per immagini e formazione di immagini corporee.

Raggi X e tecniche di imaging radiologico.

Tecniche di tomografia computerizzata.

Tecniche angiografiche.

Tecniche radioisotopiche.

Tecniche ecografiche.

Tecniche di risonanza magnetica.

Principi di gestione ed archiviazione di bioimmagini.

Testi di riferimento

BIOINGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA
Libri di Testo:
1. W. Mark Saltzman, Biomedical Engineering: Bridging Medicine and Technology, Cambridge Texts in Biomedical Engineeirng, Cambridge University Press, 2nd Edition, June 2015.
2. Silvio Cavalcanti (A cura di), Bioligia Sintetica, Gruppo Nazionale di Bioingegneria, N. 29, Pàtron Editore.

Consultazione:
3. Bernhard O. Palsson, Systems Biology Constraint-based Reconstruction and Analysis, Cambridge University Press, 2015.
4. M. A. Marchisio, Introduction in Synthetic Biology – About Modeling, Computation, and Circuit Design, Springer, 2018.
5. Luigi Landini, Nicola Vanello, Analisi e Modelli di Segnali Biomedici, Pisa University Press, 2016
6. Giuseppe Coppini, Stefano Diciotti, Guido Valli, Bioimmagini, Collana di Ingegneria Biomedica (Diretta da Emanuele Biondi e Claudio Cobelli) Pàtron Editore, 2012.
PRODUZIONE TRATTAMENTO GESTIONE ED ARCHIVIAZIONE DELLE IMMAGINI
G. Cittadini, G. Cittadini, F. Sardanelli, G. Mariani, R. Corvò. Diagnostica per immagini e radioterapia. Edra Editore, 2015.

Altro materiale didattico

BIOINGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA
Appunti.

Altro materiale disponibile in Studium.
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI FORMAZIONE DELL'IMMAGINE
Slides, dispense ed eventuale altro materiale didattico messo a disposizione dal Docente.
PRODUZIONE TRATTAMENTO GESTIONE ED ARCHIVIAZIONE DELLE IMMAGINI
Slides, dispense ed eventuale altro materiale didattico messo a disposizione dal Docente.

Programmazione del corso

BIOINGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA
	Argomenti	Riferimenti testi
1	Introduzione alla Bioingegneria.	1
2	Reti Complesse.	2 e Dispense
3	Reti Complesse per Circuiti Biologici.	2 e Dispense
4	Analisi di Reti Genetiche, Proteiche e Metaboliche.	1 e 2
5	Esempi di Intelligenza Artificiale e Bioingegneria.	1 e Dispense
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI FORMAZIONE DELL'IMMAGINE
	Argomenti	Riferimenti testi
1	Introduzione ai Sistemi di Elaborazione delle Informazioni	Slides ed eventuali dispense
2	Trattamento dell'Informazione	Slides ed eventuali dispense
3	Il Calcolatore	Slides ed eventuali dispense
4	La rappresentazione delle Informazioni	Slides ed eventuali dispense
5	Introduzione alle Reti di Calcolatori	Slides ed eventuali dispense
6	Introduzione alla Sicurezza Informatica	Slides ed eventuali dispense
7	I Sistemi di Immagine	Slides ed eventuali dispense
8	Modelli di formazione dell’immagine	Slides ed eventuali dispense
9	Modalità di trasformazione delle immagini	Slides ed eventuali dispense
PRODUZIONE TRATTAMENTO GESTIONE ED ARCHIVIAZIONE DELLE IMMAGINI
	Argomenti	Riferimenti testi
1	Introduzione alle tecniche di diagnostica per immagini e formazione di immagini corporee	Libro di testo, slides ed eventuali dispense
2	Raggi X e tecniche di imaging radiologico	Libro di testo, slides ed eventuali dispense
3	Tecniche di tomografia computerizzata	Libro di testo, slides ed eventuali dispense
4	Tecniche angiografiche	Libro di testo, slides ed eventuali dispense
5	Tecniche radioisotopiche	Libro di testo, slides ed eventuali dispense
6	Tecniche ecografiche	Libro di testo, slides ed eventuali dispense
7	Tecniche di risonanza magnetica	Libro di testo, slides ed eventuali dispense
8	Principi di gestione ed archiviazione di bioimmagini	Libro di testo, slides ed eventuali dispense

Verifica dell'apprendimento

MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

BIOINGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA
Esame scritto.

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

Learning assessment may also be carried out on line, should the conditions require it.
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI FORMAZIONE DELL'IMMAGINE
Prove in itinere.

Esame scritto.

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

Learning assessment may also be carried out on line, should the conditions require it.
PRODUZIONE TRATTAMENTO GESTIONE ED ARCHIVIAZIONE DELLE IMMAGINI
Prove in itinere.

Esame orale.

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

Learning assessment may also be carried out on line, should the conditions require it.

ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

BIOINGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA
Reti metaboliche.Rete Complessa. Analisi di in Circuito Biologico. Reti di Regolazione Genetica. Metriche e Misure per le Reti Biologiche. Inferenza di reti a partire dai dati genomici.

Modelli a scala genomica.
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI FORMAZIONE DELL'IMMAGINE
Quali sono gli elementi fondamentali che caratterizzano un Calcolatore?

Qual è la differenza tra indirizzo IP pubblico e privato?

Quali sono le principali modalità di trasformazione dell'immagine?
PRODUZIONE TRATTAMENTO GESTIONE ED ARCHIVIAZIONE DELLE IMMAGINI
Cos'è l'effetto piezoelettrico e quali sono le principali applicazioni diagnostiche?

Quali sono i fattori tecnici che influenzano la qualità di un'immagine radiologica?

Come si forma un'immagine tomografica a risonanza magnetica?

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