Guía docente de Técnicas de Visualización Gráfica: Aplicaciones Médicas (M50/56/2/19)

Curso 2022/2023
Fecha de aprobación por la Comisión Académica 12/07/2022

Máster

Máster Universitario en Ingeniería Informática

Módulo

Tecnologías Informáticas 2

Rama

Ingeniería y Arquitectura

Centro en el que se imparte la docencia

E.T.S. de Ingenierías Informática y de Telecomunicación

Centro Responsable del título

International School for Postgraduate Studies

Semestre

Segundo

Créditos

4

Tipo

Optativa

Tipo de enseñanza

Presencial

Profesorado

  • Alejandro José León Salas

Tutorías

Alejandro José León Salas

Email
  • Primer semestre
    • Lunes 8:30 a 9:30 (Etsiit 3ª P Despacho 19)
    • Miercoles 8:30 a 9:30 (Etsiit 3ª P Despacho 19)
  • Segundo semestre
    • Jueves 18:30 a 20:30 (Etsiit 3ª P Despacho 19)
    • Viernes 8:30 a 12:30 (Etsiit 3ª P Despacho 19)
  • Tutorías 1º semestre
    • Lunes 8:30 a 12:30 (Etsiit 3ª P Despacho 19)
    • Jueves 10:30 a 12:30 (Etsiit 3ª P Despacho 19)
  • Tutorías 2º semestre
    • Martes 18:30 a 20:30 (Etsiit 3ª P Despacho 19)
    • Viernes 8:30 a 12:30 (Etsiit 3ª P Despacho 19)

Breve descripción de contenidos (Según memoria de verificación del Máster)

  • Modelado de volúmenes.
  • Generación de modelos médicos 3D.
  • Técnicas de visualización de volúmenes.
  • Técnicas de exploración.
  • Modelos deformables.
  • Aplicaciones: diagnostico, planificación quirúrgica, entrenamiento.

Prerrequisitos y/o Recomendaciones

No hay ningún prerrequisito para cursar la asignatura, aunque los estudiantes se beneficiarán de haber cursado asignaturas relacionadas con la informática gráfica.

Competencias

Competencias Básicas

  • CB6. Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.
  • CB7. Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
  • CB8. Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.
  • CB9. Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
  • CB10. Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.

Resultados de aprendizaje (Objetivos)

Objetivos formativos particulares:

  • Capacidad para utilizar metodologías de modelado y visualización de volúmenes.
  • Capacidad para diseñar y desarrollar aplicaciones gráficas para medicina y ciencias de la salud.
  • Conocer y saber usar métodos de adquisición de modelos 3D.
  • Capacidad para desarrollar métodos de procesamiento de modelos volumétricos.
  • Capacidad para desarrollar métodos de visualización de modelos volumétricos.

Programa de contenidos Teóricos y Prácticos

Teórico

  • Tema 1. Datos provenientes de modalidades de imagen médica
    • Artefactos en los datos de imagen médica.
    • Percepción visual.
    • Imagen de rayos X.
    • Tomografía Computerizada.
    • Imagen por resonancia magnética.
    • Formato DICOM.
  • Tema 2. Análisis de imagen para visualización médica
    • Preprocesado y filtrado.
    • Segmentación.
    • Registrado y fusión de datos de imagen médica.
  • Tema 3. Visualización de volúmenes
    • Técnicas indirectas de visualización de volúmenes. Técnicas basadas en superficie (Surface- based volume rendering). Técnicas directas (Direct volume rendering). El cauce básico de direct volume rendering.
    • Algoritmos para visualización directa de volúmenes.
  • Tema 4. Exploración de datos médicos
    • Especificación de la función de transferencia.
    • Corte y resección virtual.
    • Mediciones en modelos volumétricos.
  • Tema 5. Modelos volumétricos deformables
    • Modelos básicos de deformación volumétrica.
    • Modelos de deformación basados en integración temporal.
    • Deformación elastoplástica.

 

Práctico

Prácticas de Laboratorio:

  • Práctica 1. Implementación de programas de preprocesado de imagen médica usando bibliotecas para procesamiento de imagen médica.
  • Práctica 2. Implementación de programas de segmentación de imagen médica usando bibliotecas para procesamiento de imagen médica.
  • Práctica 3. Implementación de programas basados en técnicas de surface-based volume rendering usando bibliotecas para visualización de volúmenes.
  • Práctica 4. Implementación de programas básicos basados en técnicas de direct volume rendering usando bibliotecas para visualización de volúmenes.
  • Práctica 5. Implementación de programas avanzados basados en técnicas de direct volume rendering usando bibliotecas para visualización de volúmenes.
  • Práctica 6. Implementación de técnicas de exploración de datos médicos usando bibliotecas para interacción sobre y manipulación de volúmenes.
  • Práctica 7. Implementación de técnicas de medición en modelos volumétricos usando bibliotecas para interacción sobre y manipulación de volúmenes.
  • Práctica 8. Implementación de deformaciones básicas en modelos volumétricos.

Seminarios/Talleres:

  • Seminario 1. Fundamentos de la visualización de volúmenes.
  • Seminario 2. Bibliotecas para procesamiento de imagen médica.
  • Seminario 3. Bibliotecas para visualización de volúmenes.
  • Seminario 4. Bibliotecas para exploración de volúmenes.
  • Seminario 5. Presentación y discusión de un caso de uso.

Bibliografía

Bibliografía fundamental

  • Klaus Engel, Markus Hadwiger, et al. “Real-Time Volume Graphics” . ISBN: 1-56881-266-3.
  • Jayaram K. Udupa, Gabor T. Herman “3D Imaging in Medicine, Second Edition”. CRC Press. 1999.
  • Charles D. Hansen, Chris R. Johnson “The visualization handbook [Recurso electrónico]. 2005

 

Bibliografía complementaria

Artículos de investigación en los principales congresos del área: Eurographics, EuroVis, SIGGRAPH, Pacific Graphics; y revistas especializadas del área.

Enlaces recomendados

Plataforma docente institucional PRADO: (https://prado.ugr.es)

 

Metodología docente

Evaluación (instrumentos de evaluación, criterios de evaluación y porcentaje sobre la calificación final.)

Evaluación Ordinaria

El artículo 17 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que la convocatoria ordinaria estará basada preferentemente en la evaluación continua del estudiante, excepto para quienes se les haya reconocido el derecho a la evaluación única final.

El sistema utilizado para la evaluación de esta asignatura en convocatoria ordinaria es bajo la modalidad de evaluación continua, tal y como se describe a continuación.

No es obligatoria la asistencia tanto a teoría como a prácticas, no obstante se recomienda en tanto en cuanto facilita el desarrollo de las competencias de la Asignatura. La no obligatoriedad queda excluida, por motivos obvios, en aquellos días que se realicen actividades calificables que se notificarán a través de la plataforma docente con al menos una semana de antelación.

Como criterio general del cumplimiento de la evaluación continua, el estudiante tiene que llevar a cabo al menos un 80% de todas las actividades propuestas, y que la suma de las calificaciones de las actividades calificables sea igual o superior al 50% de la calificación global de la asignatura.

La calificación global de la asignatura, 10 puntos, se divide en dos partes: 40% para la parte de teoría y 60% para la parte de prácticas. Es necesario superar el 20% de la parte de teoría y el 30% de la parte de prácticas para poder sumar las calificaciones de ambas partes y obtener así la calificación global de la asignatura. La calificación de cada parte se obtendrá como la suma de las puntuaciones obtenidas en las actividades calificables asociadas a cada parte. Si solamente se supera una parte (teoría o prácticas) en la convocatoria ordinaria, la calificación de la parte superada se mantendrá exclusivamente para la convocatoria extraordinaria del curso actual, de forma que el estudiante solamente tendrá que realizar el exámen de la parte no superada en la forma establecida en las convocatoria extraordinaria.

Con respecto a la calificación detallada de cada una de las partes, se establece lo siguiente:

  • El 40% (4 puntos) correspondiente a la parte de teoría se distribuyen de la siguiente forma:
    • 20% corresponden a pruebas objetivas individuales realizadas en el aula.
    • 80% correspondiente a trabajo individual o en grupo para la resolución de ejercicios, problemas y/o trabajos.
  • El 60% (6 puntos) correspondiente a la parte de prácticas se distribuyen de la siguiente forma:
    • 70% correspondiente a la realización de prácticas en laboratorio en las que se valorarán las entregas de las memorias y programas correspondientes.
    • 30% correspondiente al desarrollo de un proyecto final en el que se valorará la memoria final y el programa correspondiente.

Todo lo relativo a la evaluación y calificación se regirá por la “Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada” que se puede consultar en el siguiente enlace: (https://www.ugr.es/universidad/normativa/texto-consolidado-normativa-evaluacion-calificacion-estudiantes-universidad-granada)

 

Evaluación Extraordinaria

El artículo 19 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que los estudiantes que no hayan superado la asignatura en la convocatoria ordinaria dispondrán de una convocatoria extraordinaria. A ella podrán concurrir todos los estudiantes, con independencia de haber seguido o no un proceso de evaluación continua. De esta forma, el estudiante que no haya realizado la evaluación continua tendrá la posibilidad de obtener el 100% de la calificación mediante la realización de una prueba y/o trabajo.

Tanto en la modalidad de Convocatoria Extraordinaria, Convocatoria especial y Convocatoria por Evaluación Única Final (esta última solo para aquellos estudiantes que cumplan las condiciones establecidas en el Artículo 8 de la Normativa) se realizará un único examen que constará de dos pruebas individuales objetivas: una de teoría y otra de prácticas.

La prueba de teoría supondrá el 40% (4 puntos) de la calificación final y tendrá una estructura similar a la establecida en las pruebas individuales objetivas de teoría descritas en la sección de convocatoria ordinaria (método de evaluación continua).

La prueba de prácticas supondrá el otro 60% (6 puntos) de la calificación final y requerirá el desarrollo en laboratorio de prácticas de un prototipo equiparable al proyecto final desarrollado en la parte práctica de la asignatura, descrito en la sección de convocatoria ordinaria (evaluación continua).

La calificación final de este examen será la suma de las calificaciones de teoría y prácticas, siempre que en la parte teórica se obtenga una puntuación igual o superior al 50% de los 4 puntos y en la parte práctica una calificación igual o superior al 50% de los 6 puntos.

 

Evaluación única final

El artículo 8 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que podrán acogerse a la evaluación única final, el estudiante que no pueda cumplir con el método de evaluación continua por causas justificadas. Para acogerse a la evaluación única final, el estudiante, en las dos primeras semanas de impartición de la asignatura o en las dos semanas siguientes a su matriculación si ésta se ha producido con posterioridad al inicio de las clases o por causa sobrevenidas. Lo solicitará, a través del procedimiento electrónico, a la Coordinación del Máster, quien dará traslado al profesorado correspondiente, alegando y acreditando las razones que le asisten para no poder seguir el sistema de evaluación continua.

Tanto en la modalidad de Convocatoria Extraordinaria, Convocatoria especial y Convocatoria por Evaluación Única Final (esta última solo para aquellos estudiantes que cumplan las condiciones establecidas en el Artículo 8 de la Normativa) se realizará un único examen que constará de dos pruebas individuales objetivas: una de teoría y otra de prácticas.

La prueba de teoría supondrá el 40% (4 puntos) de la calificación final y tendrá una estructura similar a la establecida en las pruebas individuales objetivas de teoría descritas en la sección de convocatoria ordinaria (método de evaluación continua).

La prueba de prácticas supondrá el otro 60% (6 puntos) de la calificación final y requerirá el desarrollo en laboratorio de prácticas de un prototipo equiparable al proyecto final desarrollado en la parte práctica de la asignatura, descrito en la sección de convocatoria ordinaria (evaluación continua).

La calificación final de este examen será la suma de las calificaciones de teoría y prácticas, siempre que en la parte teórica se obtenga una puntuación igual o superior al 50% de los 4 puntos y en la parte práctica una calificación igual o superior al 50% de los 6 puntos.

Información adicional