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Júpiter - Sistema de Gestão Acadêmica da Pró-Reitoria de Graduação


Escola de Engenharia de São Carlos
 
Engenharia Elétrica e de Computação
 
Disciplina: SEL0397 - Princípios Físicos de Formação de Imagens Médicas
Fundamentals of Medical Imaging

Créditos Aula: 2
Créditos Trabalho: 0
Carga Horária Total: 30 h
Tipo: Semestral
Ativação: 15/07/2018 Desativação:

Objetivos
Proporcionar conhecimento básico sobre os princípios físicos associados aos processos de formação de imagens médicas, preparando o aluno para compreender as técnicas e os sistemas formadores desse tipo de imagem.
 
To provide basic knowledge on physical principles related to medical imaging, in order to enable the student in understanding techniques and systems used to generate this kind of image.
 
 
Docente(s) Responsável(eis)
66081 - Homero Schiabel
 
Programa Resumido
Conceitos gerais de ótica física e ótica geométrica. Instrumentos óticos. O olho humano, problemas da visão e instrumentação diagnóstica e corretiva. Princípios de formação e características dos raios LASER. Processo de formação e características dos raios-X e sua interação dos raios-X com a matéria. Formação de imagens por raios-X e radiodiagnóstico. Imagens radiográficas de estruturas pequenas - conceitos gerais em mamografia e angiografia. Controle de qualidade de equipamentos radiográficos. Efeitos biológicos da radiação e conceitos de radioproteção. Princípios físicos do ultra-som e formação da imagem ultra-sônica para diagnóstico médico. Princípios básicos de ressonância magnética nuclear (RMN); formação e reconstrução de imagens por RMN. Características da radiação gama e interação com a matéria; Câmeras gama e imagens médicas por medicina nuclear. 
 
General concepts on geometrical and physical optics. Optical instruments. Human eye, vision problems and diagnosis instrumentation. Principles of laser imaging and laser characteristics. X-ray characteristics and generation and interaction with matter. X-ray imaging and radiology. Radiographic images of small structures – concepts on mammography and angiography. Quality assurance in radiology. Radiation biological effects and radiation protection. Ultrasound physical principles and ultrasound imaging for medical diagnosis. Basic principles of nuclear magnetic resonance (NMR); MRI and image reconstruction. Gamma radiation characteristics and interaction with matter. Gamma cameras and nuclear medicine.
 
 
Programa
Conceitos gerais de ótica física e ótica geométrica. Instrumentos óticos. O olho humano, problemas da visão e instrumentação diagnóstica e corretiva. Princípios de formação e características dos raios LASER. Processo de formação e características dos raios-X e sua interação dos raios-X com a matéria. Formação de imagens por raios-X e radiodiagnóstico. Imagens radiográficas de estruturas pequenas - conceitos gerais em mamografia e angiografia. Controle de qualidade de equipamentos radiográficos. Efeitos biológicos da radiação e conceitos de radioproteção. Princípios físicos do ultra-som e formação da imagem ultra-sônica para diagnóstico médico. Princípios básicos de ressonância magnética nuclear (RMN); formação e reconstrução de imagens de RMN. Características da radiação gama e interação com a matéria; Câmeras gama e imagens médicas por medicina nuclear.   
 
General concepts on geometrical and physical optics. Optical instruments. Human eye, vision problems and diagnosis instrumentation. Principles of laser imaging and laser characteristics. X-ray characteristics and generation and interaction with matter. X-ray imaging and radiology. Radiographic images of small structures – concepts on mammography and angiography. Quality assurance in radiology. Radiation biological effects and radiation protection. Ultrasound physical principles and ultrasound imaging for medical diagnosis. Basic principles of nuclear magnetic resonance (NMR); MRI and image reconstruction. Gamma radiation characteristics and interaction with matter. Gamma cameras and nuclear medicine.
 
 
Avaliação
     
Método
Aulas expositivas e seminários propostos aos alunos. Períodos semi-presenciais para que os alunos realizem pesquisa de campo a fim de elaborar o seminário final. ATIVIDADES DISCENTES: Participação nas aulas e nos seminários e realização de provas; pesquisa de campo para elaboração de monografias sobre os seminários apresentados.
Critério
Média ponderada das notas de provas e seminários.
Norma de Recuperação
Os critérios de avaliação da recuperação devem ser similares aos aplicados durante o semestre regular do oferecimento da disciplina;
1) A nota final (MF) do aluno que realizou provas de recuperação dependerá da média do semestre (MS) e da média das provas de recuperação (MR), como segue:
a) MF=5 se 5 ≤MR ≤ (10 - MS);
b) MF = (MS + MR) / 2 se MR > (10 – MS)
c) MF = MS se MR < 5.
2) O período de recuperação das disciplinas deve se estender do início até um mês antes do final do semestre subsequente ao da reprovação do aluno em primeira avaliação.
 
Bibliografia
     
1. DAINTY, J.C.; SHAW, R. Image Science. Academic Press 3rd ed., NY, 1976. 
2. WELLS, P.N.T. Choices in medicine: ilustrattions from imaging. J. Med. Eng. & Technol., v. 14, p. 225-232, 1990. 
3. VENTURA, L.; CASTRO, J.C. Ametropias oculares. Rev. Bras. Ens. Fls., v.17, p. 305-316, 1995. 
4. VENTURA, L.; CHIARADIA, C.; SOUZA, S.J.F.; CASTRO, J.C. Novo método de medidas objetivas de erros refrativos oculares. REv. Bras. Ens. Fís., v.9, p.147-151, 1994. 
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6. WILKS, R.J., Principle of radiological physics. Churchill-Linvingstone, 2rd ed., NY, 1987. 
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8. SCAFF, L.A.M. Bases físicas da raiologia - diagnóstico e terapia. Ed. Sarvier, SP, 1979. 
9. OLSON, S.L., et al. Breast calcifications: analysis of imaging properties. Radiology, v. 169, p. 329-332, 1988. 
10. FITZGERALD, M.; WHITE, D.R.; WHITE, E.; YOUNG, J. Mammographic practice and dosimetry in Britain, Brit. J. Radiol., v. 54, p.212-220, 1981. 
11. CHRISTENSEN, D.A. Ultrasonic bioinstrumentation. John Wiley & Sons, Inc., NY. 1988. 
12. PORTAIN, C.L. Nuclear magnetic ressonance and correlative imaging modalities. The Society of Nuclear Medicine, Inc. 1984. 
13. TANNUS, A. Desenvolvimento da tecnologia de tomografia por ressonância magnética nuclear - TORM. Tese (doutorado), IFSQSC/USP, São Carlos (SP), 1987. 
14. PARKER, R.P.; SMITH, P.H.S.; TAYLOR, D.M. Basic science of nuclear medicine. Churchill-Livingstone, London, 1984. 15. SCHIABEL, H.; SILVA, M.A.; OLIVEIRA, H.J.Q.; MARQUES, P.M.A.; FRÉRE, A.F. A computer simulation technique to preview the influence of the recording system on the image shapness in mammography. SPIE MI98: Phys. of Med. Im., v. 3336, p. 602-609, 1998. 
16. CURI, N.S.M.; FRÉRE, A. F.; SCHIABEL, H.; OLIVEIRA, H.J.Q.; MARQUES, M.A. Quality assurance in mammography: a new instrument for operational characterístics and focal spot sizes measurements. SPIE Mi98: Phys. of. Med. Im., v. 3336, p. 629-640, 1998. 
17. SCHIABEL, H. Um índice relativo de qualidade na avaliação de sistemas radiográficos pelo método da funções de transferência de modulação. Tese (livre-docência), EESC/USP, São Carlos (SP), 1997.
18. MATHEUS, B. R. N.; BARUFALDI, B.; VERÇOSA, L. B.; SCHIABEL, H. - Study pf quality perception in medical images based on comparison of contrast enhancement techiniques in mammographic images - SPIE Medical Imaging 2014: Image Perception, Observer Performance and Technology Assessment,  V. 9037, p. 90371I -1  90371I - 9 (doi: 10.1117/12.2043430) - San Diego, CA, USA, 15-20/02/2014.
19. MARCOMINI, K. D.; CARNEIRO, A. A. O.; SCHIABEL, H. - Development of a computer tool to detect and classify nodules in ultrasound breast images - SPIE Medical Imaging 2014: Computer-aided Diagnosis, v. 9035, p. 903510-9 (doi: 10.1117/12.2043048) - San Diego, CA, USA, 15-20/02/2014. 
 

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