2024年度 学院等開講科目 工学院 情報通信系 情報通信コース
医用画像工学
- 開講元
- 情報通信コース
- 担当教員
- 中村 健太郎 / 田原 麻梨江 / 小尾 高史
- 授業形態
- 講義 (対面型)
- メディア利用科目
- -
- 曜日・時限
(講義室) - 火5-6 (G1-109 (G115)) / 金5-6 (G1-109 (G115))
- クラス
- -
- 科目コード
- ICT.H504
- 単位数
- 200
- 開講時期
- 2024年度
- 開講クォーター
- 1Q
- シラバス更新日
- 2025年3月14日
- 使用言語
- 英語
シラバス
授業の目的（ねらい）、概要
高齢化の進展や健康意識の高まりなどによって医療に関する関心が増す中，医療機器は我々の生活に必要不可欠な技術となっています。なかでも，人体を傷つけることなく，外部からは目視できない生体内部を画像化し，断層像や3次元画像を得る医用画像装置の普及は目覚ましいものがあります。本講義では，実際に臨床現場で利用されている，超音波診断装置，X線写真撮影，X線CT，核医学診断装置，光CTなどの装置の原理を学ぶとともに，データ収集から画像形成，画像再構成，処理，解析という広義の画像処理技術を学びます。
そして，今後，医用画像分野における情報通信工学の技術者となるために必要な基礎を築くことを目的とします。
到達目標
本講義を履修することによって，以下の能力を習得する。
１）医用画像装置の原理に関する知識を身につけることができる
２）現在医療の臨床現場で実際に利用されている医用画像装置で用いられている画像再構成技術，画像処理技術を習得することができる
３）これら技術の症例適用を学ぶことができる
４）最新の動向・課題を理解することができる
キーワード
医用画像、画像再構成、医用画像処理、超音波診断装置、光断層測定装置、MRI、X線撮像装置、X線CT、ガンマカメラ、SPECT、PET
学生が身につける力
- 専門力
- 教養力
- コミュニケーション力
- 展開力 (探究力又は設定力)
- 展開力 (実践力又は解決力)
授業の進め方
各回ごとに講義を行いますので、授業後に講義の復習を行ってください。
毎回の授業で，授業理解度を確認するため，小テストやレポートが出題されます。
授業計画・課題
| 授業計画 | 課題 | |
|---|---|---|
| 第1回 | 医用画像の分類と画像処理体系 | 医用画像の分類を理解し、医療画像処理の基本を説明できるようになる |
| 第2回 | X線による画像計測装置 | X線撮像装置を構成するパーツの動作原理を理解するとともに、X線撮像法を説明できるようになる。 |
| 第3回 | X線画像の画像処理 | X線画像に適用される画像処理技術を理解し、一部の手法を実際の画像に適用できるようになる |
| 第4回 | 医用画像再構成と線形システム | 医用画像システムの線形モデル化を理解し、反復的再構成手法を説明できるようになる |
| 第5回 | X線CTの画像再構成 | 投影データの性質を理解し、X線CTの画像再構成原理を説明できるようになる |
| 第6回 | 放射線同位元素を用いた画像計測装置 | ガンマカメラやSPECT装置、ポジトロン核種を利用した撮像装置の基本原理を説明できるようになる。 |
| 第7回 | 核医学診断装置の画像再構成 | SPECT, PET観測データの性質を理解し、画像再構成原理を説明できるようになる |
| 第8回 | 超音波の特性と画像形成の基礎 | 超音波の物理的性質の基礎と画像形成法について学ぶ。 |
| 第9回 | 超音波トランスデューサ | 超音波を送受する超音波トランスデューサのしくみと性質について学ぶ。 |
| 第10回 | 超音波測定に用いる信号処理 | 超音波測定に用いるフィルタ、相関処理などの信号処理法について学習する。 |
| 第11回 | 超音波エコーの測定原理とAモード像の構成法 | 超音波トランスデユーサによる生体からのエコー信号の取得方法、およびAモード像の構成方法について学ぶ。 |
| 第12回 | アレイ動作の基礎とBモード像の構成法 | 超音波アレイトランスデユーサによるフォーカシング、フェーズドアレイ方式ビーム制御、およびBモード像の構成方法について学ぶ。 |
| 第13回 | 光コヒーレンストモグラフィの基礎と原理 | 光学測定の基礎と各種手法を学んだうえで，光コヒーレンストモグラフィの基本原理を説明できるようになる。 |
| 第14回 | 光コヒーレンストモグラフィによる断層画像取得 | 光コヒーレンストモグラフィによる断層画像取得法について学ぶ。 |
準備学修(事前学修・復習)等についての指示
学修効果を上げるため，配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。
教科書
特になし
参考書、講義資料等
授業で扱う全ての資料は、事前にT2SCHOLAにアップする。
成績評価の方法及び基準
医用画像装置の原理，医用画像の知識，医用画像処理の基本技及び様々な医用画像装置における実際の処理手法に関する理解度を評価する。小テスト、レポート（５０％）および期末レポート（５０％）により成績を評価する。
関連する科目
- ICT.S403 ： 多次元情報処理
履修の条件・注意事項
1) 本講義受講には、学部レベルの基礎的な信号処理・画像処理技術の知識を習得していることが必要。
2) 以前に医用画像診断装置、又は医用画像処理を履修した学生は本講義を履修できない。