Televizní, termovizní a endoskopické zobrazovací systémy

Garant předmětu:

Jiří Hozman

Přednášející:

Tomáš Dřížďal, Jiří Hozman

Cvičící:

Jiří Hozman, Evgeniia Karnoub

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. Endosonografické systémy. Sterilizace zařízení. Automatické dezinfektory 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 (doloženo). Absolvování tří testů za jednotlivé části, které jsou 3 (TV ZS, IR ZS a endoskopické ZS) a to z problematiky, která byla probrána na přednášce, resp. byla oznámena předem jako požadavek znalostí na cvičení. Každý test obsahuje 3 otevřené otázky za 5 bodů (3x5 = 15 bodů) a 5 ABC otázek (vždy jedná správná) za 1 bod (5x1 = 5 bodů). Celkový možný maximální počet získaných bodů ze všech testů = 60. Pro udělení zápočtu je třeba dosáhnout min. 50 % bodů, tzn. 30 bodů ze všech testů. Pro jednotlivé testy nejsou stanovena požadovaná minima bodů.

Osnova přednášek:

1. Úvod do předmětu. Požadavky na zakončení. Historie TV. Základní principy TV. Základní bloky televizního systému

2.TV zobrazovací systém – objektiv, obrazový senzor, zpracování signálu, displej, TV kamery, digitalizace TV signálu

3.Principy a funkce infrazobrazovacích systémů (IR), detektory IR záření, konkrétní uspořádání a parametry IR systémů

4.Úvod do endoskopie, rozdělení endoskopických systémů

5.Principy, popis, konstrukce a parametry fibroskopických systémů

6.Principy, popis, konstrukce a parametry videoendoskopických systémů

7.Vývojové trendy a technologické novinky

Osnova cvičení:

1.Úvod do laboratorních cvičení, BOZP, podmínky udělení zápočtu, náplň cvičení, popis laboratorních úloh

2.Test 1 (TV systémy). Signály analogové a digitální TV (TV norma), barevné snímání a skládání barevného obrazu

3.Kolorimetrie a barevná teplota, kalibrace monitoru

4.Test 2 (IR systémy). Ověření fyzikálních zákonů vyzařování AČT

5.Ověření parametrů termovizní kamery pro lékařské účely

6.Test 3 (Endoskopické systémy). Fibroskopy, videoendoskopy, příslušenství, příprava a údržba flexibilních endoskopů, čistění a dezinfekce flexibilních endoskopů (praktikum ve společnosti MEDINET v Kladně)

7.Fibroskopy, videoendoskopy, příslušenství, příprava a údržba flexibilních endoskopů, čistění a dezinfekce flexibilních endoskopů (praktikum ve společnosti OLYMPUS v Praze)

Cíle studia:

Hlavním cílem studia je pochopit základní principy vybraných zobrazovacích systémů jako jsou TV, IR a endoskopické zobrazovacín systémy a pochopit možnosti a omezení uvedených zobrazovacích systémů z hlediska jejich parametrů.

Studijní materiály:

Povinná literatura (veškerá literatura je dostupná v lokální knihovně FBMI, resp. ÚK ČVUT):

-Digital terrestrial television broadcasting: technology and system. Editor Jian SONG, editor Zhixing YANG, editor Jun WANG. Hoboken: John Wiley, 2015. The ComSoc Guides to Communications Technologies. ISBN 978-1-118-13053-7.

-Medical infrared imaging: principles and practices. Editor Mary DIAKIDES, editor Joseph D. BRONZINO, editor Donald R. PETERSON. Boca Raton: CRC Press, 2012. ISBN 978-1-4398-7250-5.

-Principles of Flexible Endoscopy for Surgeons. Editor Jeffrey M. MARKS, editor Brian J. DUNKIN. New York: Springer, 2013. ISBN 978-1-4614-6329-0.

Doporučená literatura (veškerá literatura je dostupná v lokální knihovně FBMI, resp. ÚK ČVUT):

-RING, Francis, Anna JUNG a Janusz ZUBER. Infrared imaging: a casebook in clinical medicine. Bristol: IOP Publishing, 2015. IOP expanding physics. ISBN 978-0-7503-1144-1.

-Medical infrared imaging: principles and practices. Editor Mary DIAKIDES, editor Joseph D. BRONZINO, editor Donald R. PETERSON. Boca Raton: CRC Press, 2012. ISBN 978-1-4398-7250-5.

-VOLLMER, Michael a Klaus-Peter MÖLLMANN. Infrared thermal imaging: fundamentals, research and applications. Hoboken: Wiley, 2011. ISBN 9783527630875.

-ROGALSKI, Antoni. Infrared detectors. 2nd ed. Boca Raton: Taylor & Francis, c2011. ISBN 978-1-4200-7671-4.

-MINKINA, Waldemar a Sebastian DUDZIK. Infrared thermography: errors and uncertainties. Chichester: John Wiley, 2009. ISBN 978-0-470-74718-6.

Studijní pomůcky:

-Educational video: Principles of BW television http://webzam.fbmi.cvut.cz/hozman/AKK/BW_television_principle.mov

-Educational video: Principles of color television http://webzam.fbmi.cvut.cz/hozman/AKK/color_TV_principle.mov

-Educational video: Image sensors http://webzam.fbmi.cvut.cz/hozman/AKK/image_sensors.mov

-Educational video: Image displays http://webzam.fbmi.cvut.cz/hozman/AKK/image_displays.mov

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2024/2025:

	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	místnost KL:B-537 Hozman J. Dřížďal T. 08:00–09:50 (přednášková par. 1) Kladno FBMI Učebnamístnost KL:A-104 Hozman J. Karnoub E. 16:00–17:50 (přednášková par. 1) Kladno FBMI Lab. obraz. senzorů, ...
St
Čt
Pá

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Prospectus - magisterský (!)
• Navazující magisterský studijní program BME v aj (povinně volitelný předmět)