Escuela Técnica Superior de Ingeniería Informática

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1 Escuela Técnica Superior de Ingeniería Informática Máster en Ingeniería Informática aplicada a la Industria, a la Ingeniería del Software y a los Sistemas y Tecnologías de la Información GUÍA DOCENTE DE LA ASIGNATURA: Aplicaciones informáticas en medicina Curso Académico Versión

2 1. Datos Descriptivos de la Asignatura Asignatura: Aplicaciones informáticas en medicina Código: Centro: Escuela Técnica Superior de Ingeniería Informática (ETSII) - Titulación: Master oficial en Ingeniería Informática aplicada a la industria, a la ingeniería del software y a los sistemas y tecnologías de la información. - Plan de Estudios: Decreto 43/ Rama de conocimiento: Enseñanzas técnicas - Intensificación (sólo en caso de Máster): - Departamento: Ingeniería de Sistemas y Automática y Arquitectura y Tecnología de Computadores - Área de conocimiento: Ingeniería de Sistemas y Automática. - Curso: 1 - Carácter: optativa - Duración: 1 bimestre - Créditos: 3 ECTS - Dirección Web de la asignatura: - Idioma:Español 2. Prerrequisitos para cursar la asignatura Esenciales / Recomendables: Esenciales: Recomendables: Interés por las aplicaciones de la informática en el campo de la Medicina 3. Profesorado que imparte la asignatura [Cuadro a cumplimentar por todo el profesorado que imparta la asignatura] Coordinación / Profesor/a: José Francisco Sigut Saavedra - Grupo: - Departamento: Ingeniería de Sistemas y Automática y Arquitectura y Tecnología de Computadores - Área de conocimiento: Ingeniería de Sistemas y Automática - Centro: E.T.S. de Ingeniería Informática: - Lugar Tutoría (1) : Despacho 48 de la 5ª planta del Edificio de Físicas y Matemáticas - Horario Tutoría (1) : JUEVES Primer cuatrimestre VIERNES 16:30-19:30 10:00-13:00 JUEVES Segundo cuatrimestre VIERNES 16:00-19:00 10:00-13:00 El horario de tutoría es el especificado aunque por necesidades docentes podría cambiar a lo largo del curso. La información más actualizada podrá consultarse en - Teléfono (despacho/tutoría): Correo electrónico: sigut@isaatc.ull.es - Dirección web docente:

3 Profesor/a: Silvia Alayón Miranda - Grupo: - Departamento: Ingeniería de Sistemas y Automática y Arquitectura y Tecnología de Computadores - Área de conocimiento: Ingeniería de Sistemas y Automática - Centro: E.T.S. de Ingeniería Informática: - Lugar Tutoría (1) : Laboratorio de Computadoras y Control, Edificio de Físicas y Matemáticas - Horario Tutoría (1) : Primer cuatrimestre MARTES MIÉRCOLES JUEVES Segundo cuatrimestre MARTES MIÉRCOLES JUEVES 12:00-14:00 12:00-14:00 12:00-14:00 El horario de tutoría es el especificado aunque por necesidades docentes podría cambiar a lo largo del curso. La información más actualizada podrá consultarse en - Teléfono (despacho/tutoría): Correo electrónico: silvia@isaatc.ull.es - Dirección web docente: Profesor/a: José Luis Sánchez de la Rosa - Grupo: - Departamento: Ingeniería de Sistemas y Automática y Arquitectura y Tecnología de Computadores - Área de conocimiento: Ingeniería de Sistemas y Automática - Centro: E.T.S. de Ingeniería Informática: - Lugar Tutoría (1) : Despacho de la ETSII - Horario Tutoría (1) : Primer cuatrimestre LUNES MARTES MIÉRCOLES JUEVES 09:00-10:30 09:00-10:30 09:00-10:30,16:30-18:00 Segundo cuatrimestre LUNES MARTES MIÉRCOLES JUEVES 10:00-13:00,17:00-18:30 17:00-18:30 El horario de tutoría es el especificado aunque por necesidades docentes podría cambiar a lo largo del curso. La información más actualizada podrá consultarse en - Teléfono (despacho/tutoría): / Correo electrónico: jose@isaatc.ull.es,jsanrosa@ull.es - Dirección web docente: campusvirtual.ull.es/ (1) Se entiende como la atención personalizada al alumnado. Se trata de la tutoría que tradicionalmente el profesorado desempeña en su despacho

4 4. Contextualización de la asignatura en el Plan de Estudios - Bloque Formativo al que pertenece la asignatura: Esta es una asignatura optativa del bloque formativo de Aplicaciones Industriales de la Informática en la cual se aborda el problema del procesamiento de señales e imágenes médicas desde su adquisición hasta los métodos de análisis de la misma. - Perfil Profesional: Esta asignatura se corresponde al perfil profesional de Desarrollo de Software, aunque está encuadrada dentro de las materias discrecionales reconocidas en el libro blanco de la Ingeniería Informática en el bloque temático nº 10 (bioinformática e Informática médica) 5. Objetivos Objetivos del Titulo desarrollados en la asignatura Objetivos generales de la asignatura Los descriptores genéricos de la asignatura son: Adquisición de señales e imágenes médicas. Análisis de señales e imágenes médicas. Aplicaciones informáticas para el tratamiento de señales biomédicas

5 6. Competencias Competencias generales del Título desarrolladas en la asignatura Instrumentales // Instrumental - Capacidad de análisis y síntesis. - Capacidad de organización y planificación. - Resolución de problemas. - Capacidad de gestión de la información. - Conocimientos de informática relativos al ámbito de estudio (aplicaciones en medicina) - Comprensión de documentación en lengua extranjera (inglés) en el contexto de la ingeniería. Personales // Personal - Toma de decisiones - Trabajo en equipo - Trabajo en equipo de carácter multidisciplinar. - Razonamiento crítico. Sistémicas // Systemic - Aprendizaje autónomo - Adaptación a nuevas situaciones. - Capacidad de aplicar los conocimientos teóricos en la práctica. - Creatividad. - Motivación por la calidad y mejora continua. - Capacidad para comunicarse con personas no expertas en la materia. - Capacidad para comunicarse con personas expertas de otras disciplinas. Competencias específicas del Título desarrolladas en la asignatura - 4 -

6 Conocimientos (Saber) // Knowledge (Knowing) - Adquisición de conocimiento fundamental de distintas técnicas de adquisición y formación de señales e imágenes. - Desarrollo de aplicaciones informáticas de procesamiento de señales e imágenes. Aplicación de técnicas de visión artificial para extraer información cuantitativa de imágenes. - Los conceptos básicos relacionados con el reconocimiento de patrones, las técnicas y algoritmos de clasificación de patrones más importantes, junto con los fundamentos de la interpretación de señales e imágenes. - Las herramientas software más usadas actualmente en Ingenierías, para el desarrollo de software y prototipado, aplicadas al tratamiento digital de señales e imágenes, especialmente enfocado a señales e imágenes médicas. - La importancia del análisis de señales e imágenes médicas como herramienta diagnóstica en la medicina actual. - Las dificultades y las limitaciones de los sistemas de adquisición de señales médicas. - Los conceptos de píxel, procesamiento puntual, filtrado espacial, filtrado en el dominio de la frecuencia, transformada de Fourier así como detección de bordes, detección de esquinas, detección de líneas y morfología matemática. - Las técnicas más usadas actualmente para resolver problemas clásicos de visión en medicina. - Ejemplos actuales en el campo de la medicina. Destrezas (Saber hacer) // Skills (Knowing how to do) - Adquirir una base sólida científico-técnica. - Manejo eficiente de fuentes de documentación en castellano e inglés- - Elegir la metodología y técnicas adecuadas para resolver un problema específico. - Detectar la aplicabilidad de las técnicas de visión artificial a distintos problemas. - Entender artículos científicos actuales de procesamiento de señales e imágenes y plasmar sus conocimientos en programas de ordenador. - Aplicar los conceptos más básicos del procesamiento de señales e imágenes en las asignaturas posteriores - Utilizar herramientas software comúnmente utilizadas en Visión Artificial para resolver problemas relacionados con imágenes digitales, reconocimiento de patrones, etc. Especialmente, el uso de la herramienta software MATLAB. Actitudes y valores (Saber Ser) // Attitudes and values (Knowing how to be) - Adquirir una actitud positiva hacia el trabajo en equipo - Ser métodico y tener espíritu crítico. - Desarrollar la capacidad analítica y la capacidad de emprender investigaciones y desarrollos de manera independiente

7 7. Contenidos de la asignatura Módulo I - Profesor/a: José Luis Sánchez de la Rosa - Temas (epígrafes) - Introducción al análisis de señales médicas - Análisis de señales médicas unidimensionales (EEG, EKG,...): Artefactos, actividad normal y anormal. Análisis cuantitativo temporal y espectral. - Introducción al Análisis de imágenes médicas (Espacios de color) Los conceptos u operaciones básicas // The basic concepts and operations - Todas las etapas del análisis de señales e imágenes biomédicas: preprocesado, cuantificación, etc. - Espacios de color. Método de trabajo aconsejado // Method of work recommended Seguimiento diario de la asignatura. Realización de las prácticas para aprendizaje del alumno y realización de las prácticas evaluables sugeridas en la asignatura. Actividades a desarrollar // Activities to develop - Análisis de una señal unidimensional mediante transformada de Fourier y Transformada Wavelet. - Análisis de una imagen en distintos espacios de color. Materiales y bibliografía // Materials and Bibliography: a. Materiales necesarios // Materials needed Software Matlab ( u Octave. b. Bibliografía básica (impresa y electrónica) // Basic Bibliography (printed and electronic) - Quantitative Electroencephalographic analysis (QEEG) databases for Neurotherapy: Description, validation and application, Joel F. Lubar, Editor Haworth Medical Press (2004) - Quantitative Neuroscience: Models, algorithms, diagnostic and therapeutic applications P.M. Pardalos, J. Chris Sackellare, Paul R. Carney, Leon D. Iasemidis, Springer Biomedical Signal and Image Processing Kayvan Najarian, Robert Splinter Publisher: CRC (December 21, 2005) - Basic Mechanisms of the EEG. S. Zschocke, Erwin-Josef Speckmann Ed. Birkhäuser. c. Bibliografía complementaria (impresa y electrónica) // Additional Bibliography (printed and electronic) Dificultades principales del módulo // Main difficulties of the module El alumnado debe ser consciente de que el número de horas es reducido, de ahí la recomendación de la plena asistencia a las clases, tanto teóricas como prácticas. La asistencia, se recuerda, es un derecho y también una obligación. Glosario // Glossary Módulo II - 6 -

8 - Profesor/a - Temas (epígrafes) - Adquisición de señales médicas unidimensionales: equipos y tipos de señal. Limitaciones y dificultades en la adquisición, almacenamiento y posterior procesado de estas señales. - Adquisición de imágenes médicas: equipos y tipos de imágenes. Limitaciones y dificultades en la adquisición, almacenamiento y posterior procesado de estas imágenes. - Ejemplos reales de procesamiento de imágenes médicas: imágenes de resonancia magnética, ultrasonidos, microscópicas, TAC, medicina nuclear, etc. - Aplicaciones software existentes para el procesamiento de señales e imágenes médicas. Los conceptos u operaciones básicas // The basic concepts and operations - Conceptos básicos del funcionamiento de distintos equipos hospitalarios. - Conceptos básicos sobre los fenómenos bio-físicos que originan las señales e imágenes médicas. - Problemas que deben solucionar las aplicaciones informáticas en este ámbito. Método de trabajo aconsejado // Method of work recommended Seguimiento diario de la asignatura. Realización de las prácticas para aprendizaje del alumno y realización de las prácticas evaluables sugeridas en la asignatura. Actividades a desarrollar // Activities to develop - Estudio de varios artículos científicos relacionados con los distintos puntos del temario de este módulo. - Búsqueda autónoma de información multidisciplinar. - Localización de software utilizado en aplicaciones médicas. Utilización de aplicaciones específicas de software libre en el ámbito médico. Módulo III - Extracción de características: detección de bordes, textura, - Segmentación de imágenes. Técnicas basadas en bordes, regiones, umbralización, morfológicas, - Reconocimiento de patrones. Automatización del diagnóstico. Los conceptos u operaciones básicas // The basic concepts and operations - Conceptos básicos del procesamiento de imágenes. - Operaciones básicas a realizar sobre la imagen para extraer la información de interés. Método de trabajo aconsejado // Method of work recommended Seguimiento diario de la asignatura. Realización de las prácticas para aprendizaje del alumno y realización de las prácticas evaluables sugeridas en la asignatura. Actividades a desarrollar // Activities to develop Análisis de diferentes problemas de diagnóstico médico a partir de la información contenida en las imágenes Materiales y bibliografía // Materials and Bibliography: a. Materiales necesarios // Materials needed Dificultades principales del módulo // Main difficulties of the module No presenta grandes dificultades ya que no se trabaja con un excesivo formalismo matemático y se plantea con una orientación bastante práctica. Glosario // Glossary - 7 -

9 8. Metodología y Volumen de trabajo del estudiante (2) Metodología y Volumen de trabajo Créditos: Horas: VOLUMEN DE TRABAJO ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE PRESENCIALIDAD TRABAJO AUTÓNOMO del alumnado HORAS TOTALES Clase magistral Asistencia clases prácticas (aula / sala de demostraciones / prácticas simuladas) Prácticas de campo (externa) 0 0 Realización de seminarios 0 0 Realización de talleres o trabajos grupales 0 0 Realización de exámenes 3 3 Asistencia a Tutoría Académica-Formativa (presenciales y virtuales) 3 3 Realización de trabajos teóricos 5 5 Realización de trabajos prácticos Realización de actividades complementarias 0 0 Estudio preparación clases teóricas 0 0 Estudio preparación clases prácticas 5 5 Preparación de exámenes [Otra (especificar)] [Otra (especificar)] HORAS TOTALES (2) Las filas de este apartado, deberán ser eliminadas en los casos en los que no se realizan estas actividades. 9. Bibliografía / Recursos Bibliografía Básica (3) - R.González y R.Woods. Digital Image Processing (2ª Edición). Ed. Prentice Hall, E. Trucco y A. Verri. Introductory Techniques for 3-D Computer Vision. Ed. Prentice Hall, De la Escalera. Visión por Computador. Fundamentos y Métodos. Ed. Prentice Hall, R.Duda, P. Hart y D. Stork. Pattern Classification (2ª Edición). Ed. Wiley Interscience, Introduction to Biomedical Equipment Technology. Joseph J. Carr, John M. Brown. Prentice Hall, Fundamentals of Medical Imaging. Paul Suetens. Cambridge Univ. Press, PACS: Picture Archiving and Communication Systems in Biomedical Imaging. Huang H.K. VCH Publishers, Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM. ACR-NEMA. NEMA Standards Publications, Imaging Systems for Medical Diagnostics. Krestel Erich Ed Siemens Biomedical Signal and Image Processing Kayvan Najarian, Robert Splinter Publisher: CRC (December 21, 2005) - R.González y R.Woods. Digital Image Processing (2ª Edición). Ed. Prentice Hall, E. Trucco y A. Verri. Introductory Techniques for 3-D Computer Vision. Ed. Prentice Hall, De la Escalera. Visión por Computador. Fundamentos y Métodos. Ed. Prentice Hall, R.Duda, P. Hart y D. Stork. Pattern Classification (2ª Edición). Ed. Wiley Interscience,

10 Bibliografía Complementaria (4) Recursos (4) Software Matlab ( u Octave con la toolbox de procesamiento de imágenes (Image Processing) (3) Se recomienda acotar el número de bibliografía. (4) Este apartado podrá ser eliminado en el caso en que el profesorado estime que las características y necesidades de la asignatura no lo hacen necesario. 10. Sistema de Evaluación y Calificación Recomendaciones Examen teórico (70% de la calificación) Examen práctico (30% de la calificación) Pruebas objetivas Estrategia Evaluativa TIPO DE PRUEBA (5) COMPETENCIAS CRITERIOS PONDERACIÓN Pruebas de respuesta corta Pruebas de desarrollo Trabajos y Proyectos Informes memorias de prácticas Pruebas de ejecución de tareas reales y/o simuladas Escalas de actitudes Técnicas de observación Portafolios [Otra (especificar)] [Otra (especificar)] C1, c5, c10 del libro blanco de Ing. Informática C1, C2, C5, C10, C17, del libro blanco de Ing. Informática C1, C2, C3, C5, C10 del libro blanco de Ing. Informática C1, C2, C3, C5, C10 del libro blanco de Ing. Informática Cuestiones precisas del programa 70% Realización del trabajo y corrección de los resultados Estructura y presentación de la memoria Adecuación del trabajo requerido a las especificaciones. 10% 10% 10% (5) Las filas de este apartado, podrá ser eliminadas sólo en el caso en que el profesorado estime que no procede o no realiza estas acciones

11 11. Cronograma/Calendario de la asignatura 2 er Cuatrimestre (6) SEMANA Temas Clases Teóricas Clases Prácticas Actividad 3: Actividad 4: Actividad 5 Actividad 6: Semana 1: Módulo 1: 1,2 2 2 Semana 2: Módulo 1: 2,3 2 2 Semana 3: Módulo 2: Tutoría Académico Formativa Semana 4: Módulo 2: 2,3 2 2 Semana 5: Módulo 3: Tutoría Académico Formativa Semana 6: Módulo 3: 2,3 2 2 Semana 7: Módulo 3: Tutoría Académico Formativa (6) NOTA: En caso de que la asignatura sólo abarque un cuatrimestre eliminar cuadro que no proceda