Televizní, termovizní a endoskopické zobrazovací systémy

Přednášející:

Martin Rožánek (gar.), Jiří Galajda, Jiří Hozman, Vojtěch Kožner

Cvičící:

Martin Rožánek (gar.), Jiří Galajda, Vojtěch Kožner

Předmět zajišťuje:

katedra biomedicínské techniky

Anotace:

Historie televizní techniky. Přehled televizní techniky. Zobrazení scény (lineární transformace v 3D prostoru, zobrazení čočkou jako kolineace, promítání). Obrazová informace (světlo, fotometrie, kolorimetrie, světelné zdroje, vidění, kvantitativní popis obrazové informace, spektrum obrazu). Televizní soustava. Fyzikální omezení rozlišení a vzájemný vztah charakteristik obrazu a charakteristik soustavy. Rozlišovací schopnost TV soustavy. Vytváření obrazového signálu. Nestandardní TV snímání. Černobílé versus barevné TV soustavy. Aplikace TV zobrazovacích systémů v lékařství. Fyzikální veličiny popisující záření a světlo. Fyzikální zákony pro tepelný zářič. Princip činnosti infrazobrazovacího systému a jeho diagnostický význam. Specifika termovizních zobrazovacích systémů. Blokové schéma. Popis jednotlivých bloků a obvodů. Historie endoskopů. Typy endoskopů. Základy teoria a praxe optických vláken. Flexibilní fibroskopy. Flexibilní videoendoskopy. Speciální flexibilní videoendoskopy (enteroskopy). Zdroje světla pro flexibilní endoskopy. Obrazové senzory používané pro endoskopy. Obrazové procesory. Monitory pro videoendoskopy. Endoskopicko - ultrazvukové systémy. Sterilizace zařízení. Automatické „pračky“ pro endoskopy. Standardní postupy. Možné problémy. Zobrazování pomocí kapslí. Princip. Blokové uspořádání. Bezdrátový přenos a zpracování dat. Možné komplikace.

Požadavky:

Povinná účast na všech cvičeních. Neúčast je možná pouze z vážných důvodů (nemoc, svatba, pohřeb...- vše doloženo).

Odevzdané případné úlohy ze cvičení a absolvování případného zápočtového testu či testů za jednotlivé části, které mohou být až 3. Bez získání zápočtu a jeho zápisu do KOSu není možné realizovat zkoušku. Zkouška je tvořena písemným testem, kde je kombinovaná varianta odpovědí typu ABC (vždy jedna správná) - 1 bod a varianta, kdy je potřeba odpovídat písemně - 5 bodů (důležité otázky). Po opravě testu je možné ústní dozkoušení na lepší stupeň, pokud je výsledek testu na rozhraní klasifikačních stupňů. Hranice absolvování testu je 75%. Celkové hodnocení předmětu je pak přepočítáné podle ECTS stupnice. Podrobnější popis je uveden níže.

Osnova přednášek:

1.Základní bloky televizního systému

2.Zobrazovací systém - objektiv

3.Obrazový senzor

4.Zpracování obrazu/videa

5.Komprese obrazu/videa

6.Reprodukce obrazu - displej

7.Speciální prvky obrazových systémů

8.Příklady speciálních kamer

9.Principy funkce infrazobrazovacích systémů (IR)

10.Konkrétní uspořádání a parametry IR systémů

11.Vlastnosti a parametry termovizních systémů

12.Úvod do endoskopie, rozdělení endoskopických systémů

13.Popis, konstrukce a parametry fibroskopických systémů

14.Popis, konstrukce a parametry videoendoskopických systémů

Osnova cvičení:

Část televizní systémy (FEl ČVUT dle rozpisu níže):

A1) Systém digitální TV - přenosové rychlosti

A2) Systém digitální TV - obsah multiplexu

A3) Signály analogové

A4) Barevné snímání a skládání barevného obrazu

A5) Kolorimetrie a barevná teplota

A6) Kalibrace monitoru (je doporučen vlastní notebook)

Část termovizní systémy (FBMI ČVUT, lab. A-10 dle rozvrhu, viz rozpis níže):

B1) Ověření fyzikálních zákonů vyzařování AČT

B2) Měření parametrů průmyslové termovizní kamery

B3) Měření parametrů profesionální termovizní kamery pro lékařské účely

Část endoskopické systémy (FBMI ČVUT, lab. A-9, A-10 dle rozvrhu, viz rozpis níže):

C1) Praktika - fibroskopy

C2) Praktika - videoendoskopy

C3) Praktika - příslušenství

C4) Praktika - příprava a údržba flexibilních endoskopů

C5) Praktika - čistění a dezinfekce flexibilních endoskopů

Cíle studia:

Cílem předmětu je uvést studentům základní a nezbytné principy televizní (TV) techniky, která je důležitá k pochopení využití v infrazobrazovacích (termovizních) a endoskopických systémech. Dále je cílem seznámit studenty s hlavními požadavky z hlediska lékařských aplikací a na základě tohoto umožnit studentům posouzení vhodnosti použití pro daný účel ve všech souvislostech.

Studijní materiály:

[1]Gregora, P., Kuba, P., Vít, V. Televizní technika 4 (projekční a velkoplošné zobrazení, studiové zpracování televizního signálu, zařízení pro přenos a vysílání televizního signálu). BEN - technická literatura: Praha, 2005.

[2]Vít, V. Televizní technika 3 (přenosové barevné soustavy). BEN - technická literatura: Praha, 2002.

[3]Košťál, E.: Obrazová a televizní technika. Fakulta elektrotechnická, přepracované 3. vydání. Praha: ČVUT, 2000.

[4]Výukové videoprogramy na VHS

[5]Hrazdíra, I. Lékařská biofyzika a přístrojová technika. 1. vyd. Neptun, 2004.

[6]Hrazdíra, I., Mornstein, V., Škorpíková, J. Základy biofyziky a zdravotnické techniky. 1. vyd. Neptun, 2006.

[7]Halliday, D., Resnick, R., Walker, J. Fyzika 4. Elektromagnetické vlny, optika a relativita. Vysokoškolská učebnice obecné fyziky. Vyd. 1. Praha: Prometheus, 2000. 174 s. ISBN 80-214-1868-0

[8]Halliday, D., Resnick, R., Walker, J. Fyzika 5. Moderní fyzika. Vysokoškolská učebnice obecné fyziky. Vyd. 1. Praha: Prometheus, 2000. 199 s. ISBN 80-214-1868-0

[9]Křížek, M. Flexibilní lékařské endoskopy. Jemná mechanika a optika. Č. 9. 2006. s. 253-257.

[10]Oppelt, A. (Ed.): Imaging Systems for Medical Diagnostics. Siemens Aktiengesellschaft, 2005. 636 s.

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2011/2012:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2011/2012:

	06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po
Út
St
Čt
Pá	místnost KL:A-10 Hozman J. 14:00–17:50 LICHÝ TÝDEN (přednášková par. 1) Kladno FBMI Lab. zobrazovacích systémů místnost KL:A-10 Rožánek M. 14:00–17:50 SUDÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Kladno FBMI Lab. zobrazovacích systémů

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Navazující magisterský studijní obor Přístroje a metody pro biomedicínu - prezenční (povinně volitelný předmět)