Website
Modulhandbuch bis 2016

Modul CS3310-KP09

Medizinische Bildverarbeitung (MBV19)

Dauer:


2 Semester
Angebotsturnus:


Jedes Wintersemester beginnend
Leistungspunkte:


9
Studiengang, Fachgebiet und Fachsemester:
  • Bachelor Medizinische Informatik 2019 (Pflicht), Medizinische Informatik, 3. und 4. Fachsemester
Lehrveranstaltungen:
  • CS3311-P: Praktikum Medizinische Bildverarbeitung (Praktikum, 2 SWS)
  • CS3311-Ü: Praktikum Medizinische Bildverarbeitung (Übung, 2 SWS)
  • CS3310-Ü: Medizinische Bildverarbeitung (Übung, 2 SWS)
  • CS3310-V: Medizinische Bildverarbeitung (Vorlesung, 2 SWS)
Workload:
  • 30 Stunden Gruppenarbeit
  • 50 Stunden Eigenständige Projektarbeit
  • 10 Stunden Vortrag (inkl. Vor- und Nachbereitung)
  • 20 Stunden Prüfungsvorbereitung
  • 40 Stunden Selbststudium
  • 90 Stunden Präsenzstudium
Lehrinhalte:
  • Motivation, Grundlagen und Anwendungen medizinischer Bildverarbeitungsverfahren
  • Struktur und Formate medizinischer Bilder
  • Histogramme und Bildtransformationen
  • Fouriertransformation zur Bildfilterung
  • Bildfilterung mit lokalen Operatoren
  • Segmentierung: Thresholding, Region-Growing
  • Clusteranalyse und Klassifikatoren zur Bildsegmentierung und Bilderkennung
  • Einführung in Convolutional Neural Networks
  • Morphologische Operatoren
  • Anwendung und Evaluation von Segmentierungsverfahren
  • Bildinterpolationsverfahren und Transformation von Bildern
  • Grundlegende Methoden der Bildregistrierung
  • Kombinierte Signal- und Bildanalyse in der 4D-Bildverarbeitung
  • PRAKTIKUM:
  • Einführung in die im Rahmen des Projektpraktikums benötigten Methoden und Softwaretools
  • Planung und Durchführung eines vollständigen Software-Projektes in arbeitsteiliger Gruppenarbeit unter Einhaltung von Terminen
  • Die zu bearbeitenden Projektthemen (Segmentierung, quantitative Bildanalyse, etc.) werden aus dem Bereich der Medizinischen Bildverarbeitung gewählt unter Verwendung klinischer Bilddaten.
Qualifikationsziele/Kompetenzen:
  • Die Studierenden können grundlegende Verfahren zur medizinischen Bildverarbeitung einordnen, charakterisieren und auf konkrete Probleme anwenden.
  • Sie können Verfahren zur Bildfilterung, Bildsegmentierung, morphologischen Nachverarbeitung von Segmentierungsergebnissen sinnvoll problemspezifisch auswählen, diese in einer Verarbeitungspipeline kombinieren und zur Bildverbesserung oder Segmentierung medizinischer Bildstrukturen einsetzen.
  • Sie können verschiedene Methoden der Clusteranalyse, der statistischen und neuronalen Mustererkennung unterscheiden und anhand der implizit verwendeten, unterschiedlichen Modellannahmen und Eigenschaften charakterisieren. Sie sind in der Lage, diese Verfahren zur Segmentierung medizinischer multispektraler Bilddaten sowie zur Objekterkennung einzusetzen.
  • Sie können Segmentierungsergebnisse verschiedener Verfahren anhand etablierter Gütemaße evaluieren und einen objektiven Vergleich der Güte verschiedener Segmentierungsmethoden in der praktischen Anwendung durchführen.
  • Sie können verschiedene Bildinterpolationstechniken unterscheiden, anhand ihrer spezifischen Vor- und Nachteile einordnen und in Abhängigkeit von einem konkreten Anwendungsproblem sinnvoll auswählen und anwenden.
  • Sie sind befähigt, die Eigenschaften verschiedener rigider Bildregistrierungsmethoden einzuschätzen und für ein konkretes Registrierungsproblem Ähnlichkeitsmaße und Regularisierungsterme problemspezifisch auszuwählen und zu parametrisieren.
  • Sie können verschiedene Techniken zur Analyse funktioneller 4D-fMR-Bildfolgen und ihre Eigenschaften unterscheiden und charakterisieren, durch die neuronal aktivierte Hirnbereiche in 4D-Bildfolgen des Kopfes sichtbar gemacht werden können.
  • Sie können grundlegende Bildverarbeitungsalgorithmen implementieren und in Kombination mit in einer Programmbibliothek verfügbaren medizinischen Bildverarbeitungsmodulen zum Einsatz bringen.
  • Sie haben die Fähigkeit durch Nutzung verschiedener Softwaretools problemadäquate medizinischer Bildanalysesysteme zu entwickeln.
  • Sie können hierbei komplexe Aufgaben analysieren, in Teilaufgaben gliedern und in arbeitsteiliger Implementierung umsetzen.
  • Sie haben die Fähigkeit, den Projektaufwand abzuschätzen, den Projektablauf zu planen und Ressourcen zielführend einzusetzen.
  • Sie können die entwickelten Lösungen dokumentieren und die Ergebnisse präsentieren.
Vergabe von Leistungspunkten und Benotung durch:
  • Klausur
Voraussetzung für:
Setzt voraus:
Modulverantwortlicher:
Lehrende:
Literatur:
  • H. Handels: Medizinische Bildverarbeitung - Stuttgart: Vieweg & Teubner 2009
  • T. Lehmann: Handbuch der Medizinischen Informatik - München: Hanser 2004
  • M. Sonka, V. Hlavac, R. Boyle: Image Processing, Analysis and Machine Vision - 2nd edition. Pacific Grove: PWS Publishing 1998
Sprache:
  • Wird nur auf Deutsch angeboten
Bemerkungen:

Zulassungsvoraussetzungen zum Modul:
- Keine (Die Kompetenzen der vorausgesetzten Module werden für dieses Modul benötigt, die Module stellen aber keine Zulassungsvoraussetzung dar.)

Zulassungsvoraussetzungen zur Prüfung:
- Erfolgreiches Lösen der Projektaufgabe
- Regelmäßige und erfolgreiche Teilnahme am Praktikum

Letzte Änderung:
29.11.2019