Katedra Oprogramowania
Wydział Informatyki PB

Wstęp do informatyki biomedycznej
(przedmiot obieralny, studia magisterskie)

Wykład: (15 x 90minut)
Celem wykładu jest zainteresowanie słuchaczy tymi elementami informatyki, która znajdują praktyczne zastosowanie w medycynie i biologii. Przedstawione zagadnienia nie obejmują całego zakresu informatyki biomedycznej, są raczej subiektywnym wyborem wykładowców.
Bloki tematyczne: Bioinformatyka (I), Obrazowanie biomedyczne (O), Wspomaganie diagnostyki medycznej (D), Biosygnały (S), Modelowanie (M)

L.p. Prowadzący Blok Temat wykładu
1 MK I Organizacja zajęć oraz podstawy bioinformatyki (DNA, RNA, białka; geny, genom; zakres i zadania bioinformatyki) (pdf)
2 MK I Algorytmy dopasowania sekwencji (rodzaje dopasowania; metoda punktowa (ang. dot matrix), wykorzystanie programowania dynamicznego) (pdf)
3 MK I Wyszukiwanie podobnych sekwencji w bazach danych (algorytmy FASTA, BLAST) ,  przewidywanie genów (pdf)
4 MK I Mikromacierze DNA (ang. DNA microarrays), analiza ekspresji genów (grupowanie, klasyfikacja) (pdf)
5 MK O Metody obrazowania (CT, MRI, US, PET, SPECT), algorytmy rekonstrukcji obrazów (algorytm filtrowanej reprojekcji) (pdf)
6 MK O Cele przetwarzania i analizy obrazów, podstawowe kroki procesu; przetwarzanie globalne (filtracja,...), ustawianie obrazów (ang. image registration), wydobywanie struktury (detekcja, segmentacja), metody segmentacji  (pdf)
7 MK O Ocena ilościowa - charakteryzacja struktur i obszarów (cechy geometryczne, teksturalne,...), metody analizy tekstur (statystyczne, wyliczane na bazie macierzy jednorodnych ciągów i współwystępowania, ...), klasyfikacja obrazów
8 AO D Metody stosowane we wspomaganiu diagnozowania medycznego: metody statystyczne, metody oparte na wiedzy; przykłady modeli jakościowych i ilościowych, miary jakości modeli decyzyjnych
9 AO D Wspomaganie diagnozy medycznej na podstawie modeli sieci bayesowskich. Reprezenacja wiedzy w sieci bayesowskiej, niezależność warunkowa, wnioskowanie probabilistyczne. Przykład modelu sieci bayesowskiej do wspomagania diagnozowania chorób wątroby
10 AO D Charakterystyka systemów wspomagania diagnozy medycznej: reprezentacja wiedzy i metody wnioskowania (m.in. MYCIN, INTERNIST-QMR, MUNIN, DIAVAL, HEPAR)
11 MK S Urządzenia rejestrujące i rodzaje biosygnałów. Metody przetwarzania i analizy biosygnałów (pdf)
12 MK M Modelowanie wątroby (jego układu krwionośnego) na potrzeby obrazowania. Wirtualna tomografia komputerowa
13 MK M/O Wirtualna rzeczywistość w biomedycynie (pdf)
14 MK D Klasyfikacja czuła na koszt (koszt błędnej klasyfikacji, koszt testów)
15 MK * Egzamin zerowy (pytania)

Pracownia specjalistyczna: (15 x 90minut)
W ramach pracowni studenci przygotowują oprogramowanie (ew. grafikę prezentacyjną) związaną z jednym z bloków omawianych w ramach wykładu. Praca indywidualna lub w grupach. W przypadku przygotowywania pracy magisterskiej związanej tematycznie z Informatyką Biomedyczną możliwa realizacja części pracy w ramach pracowni.

Literatura [Czytelnia WI PB]:
  1. J.H. van Bemmel, M.A. Musen, Handbook of Medical Informatics, Springer, 1997.
  2. E. Shortliffe, L. Perreault, G. Wiederhold, L. Fagan, Medical Informatics: Computer Applications in Health Care and Biomedicine, Springer, 2001.
  3. R. Tadeusiewicz, W. Wajs (red.), Informatyka Medyczna, Wydawnictwo AGH, 1999.
  4. R. Tadeusiewicz (red.), Inżynieria biomedyczna. Księga współczesnj wiedzy tajemnej w wersji przystępnej i przyjemnej, AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, 2008.
  5. K.W. Zieliński, M. Strzelecki, Komputerowa analiza obrazu biomedycznego. Wstęp do morfometrii i patologii ilościowej, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2002.
  6. E. Kącki, J.L. Kulikowski, A. Nowakowski, E. Waniewski (red.) Systemy komputerowe i teleinformatyczne w służbie zdrowia. Biocybernetyka i Inżynieria Biomedyczna 2000, Tom 7, Akademicka Oficyna Wydawnicza Exit, 2002.
  7. L. Chmielewski, J.L. Kulikowski, A. Nowakowski (red.) Obrazowanie biomedyczne. Biocybernetyka i Inżynieria Biomedyczna 2000, Tom 8, Akademicka Oficyna Wydawnicza Exit, 2003.
  8. M. Ogiela, Strukturalne metody rozpoznawania obrazów w kognitywnej analizie zobrazowań medycznych, Wydawnictwo AGH, 2004.
  9. A. Baxevanis, B. Ouellette, Bioinformatyka. Podręcznik do analizy genów i białek. PWN, 2004.
  10. P. Baldi, S. Brunk, Bioinformatics: the Machine Learning Approach, Second Ed., MIT Press, 2001.
  11. P. Baldi, G. W. Hatfield, DNA Microarrays and Gene Expression: From Experiments to Data Analysis and Modeling, Cambridge Univerity Press, 2002.
  12. J. Moczko, L. Kramer, Cyfrowe metody przetwarzania sygnałów biomedycznych, Wydawnictwo Naukowe UAM, 2001.
  13. F. Hoppensteadt, C. Peskin, Modeling and Simulation in Medicine and the Life Sciences, Second Ed, Springer, 2002.
  14. E. Carson, C. Cobelli, Modelling Methodology for Physiology and Medicine, Academic Press, 2001.
  15. R. Cierniak, Tomografia komputerowa, Budowa urządzeń CT, Algorytmy rekonstrukcyjne, AOW Exit, 2005.
  16. M. Nieniewski, Segmentacja obrazów cyfrowych. Metody segmentacji wododziałowej, AOW Exit, 2005.
  17. J. Cytowski, J. Gielecki, A. Gola, Cyfrowe przetwarzanie obrazów medycznych. Algorytmy. Technologie. Zastosowania, AOW Exit, 2008.
  18. B. Preim, D. Bartz, Visualization in Medicine. Theory, Algorithms, and Applications, Morgan Kaufmann, 2007.
  19. P. Higgs, T. Attwood, Bioinformatyk i ewolucja molekularna, WNT, 2008.
  20. J. Xiong, Podstawy bioinformatyki, WUW, 2009.
Internet:
  1. Serwis "Technika w medycynie", Wydział ETI, Politechnika Gdańska
  2. Dane obrazowe:  Visible Humans Project
  3. Wykłady A. Przelaskowskiego, Wydział EiTI, Politechnika Warszawska
    Aparatura ultrasnograficzna
    Komputerowe wspomaganie obrazowej diagnostyki medycznej
  4. ITK
  5. ImageJ
  6. P. Augustyniak, Przetwarzanie sygnałów elektrodiagnostycznych, AGH Uczelniane Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, 2001
  7. R. Tadeusiewicz, Informatyka medyczna, UMCS Lublin, 2011 

Powrót   

Copyright © 2003-9 Marek Krętowski. All rights reserved.
Revised: 2009-03-28