Tekst źródłowy strony USG

=Wstęp=

'''Warsztaty z metod obrazowania ultradźwiękowego''' są autorskim programem<ref>z inicjatywy dr Marcina Lewandowskiego z Instytutu Podstawowych Problemów Techniki PAN; opracowanie materiałów przy współpracy z Tomaszem Steiferem</ref> obejmującym metody i algorytmy obrazowania USG, budowę i funkcje aparatury USG oraz wprowadzenie do programowania równoległego na procesorach GPU w środowisku OpenCL. 
Dzięki dofinansowaniu otrzymanemu z ''Funduszu Innowacji Dydaktycznych'' UW opracowano materiały oraz zakupiono edukacyjny system ultrasonografu, który umożliwia zbierania surowych sygnałów i testowanie własnych algorytmów przetwarzania sygnałów.

===Opis===
Ultrasonografia stanowi najpowszechniej stosowaną modalność diagnostyczną we współczesnej medycynie. Kurs ma na celu zapoznanie studentów z szerokim spektrum metod i zastosowań ultradźwięków w diagnostyce medycznej. Metody te obejmują standardowe obrazowanie USG, obrazowanie parametryczne, elastografię, metody oceny przepływu krwi i inne. Zajęcia będą podzielone na część wykładową (ok. 1/3 czasu) i warsztatową (ok. 2/3 czasu).

Zagadnienia części wykładowej:
#Ultradźwięki – zagadnienia generacji, propagacji fal ultradźwiękowych, zjawiska falowe.
#Zagadnienia tworzenia obrazu USG; metody elektronicznego sterowania i ogniskowania wiązki; metoda beamformingu.
#Nowe metody syntetycznej apertury w obrazowaniu; obrazowanie 3D/4D.
#Wybrane inne techniki obrazowe (np. elastografia, obrazowanie tłumienia).
#Podstawy metod oceny i pomiaru przepływu krwi.
#Prezentacja wybranych zastosowań USG i metod dopplerowskich w praktyce medycznej.
#Programowanie równoległe, architektura procesorów CPU/GPU, środowiska CUDA/OpenCL, narzędzia.
#Budowa i funkcje aparatury USG, zagadnienia zapewnienia jakości, certyfikacji wyrobów.

W części warsztatowej studenci będą zespołowo implementować wybrane metody przetwarzania - m.in. klasyczną rekonstrukcję obrazu, rekonstrukcję w obrazowaniu falą płaską czy obrazowanie prędkości przepływu metodą dopplerowską. Studenci zapoznają się z algorytmami obróbki sygnałów ultradźwiękowych oraz zagadnieniami ich implementacji i optymalizacji. Praca w części warsztatowej odbywać będzie się w grupach (2-3 osoby).
Zwieńczeniem kursu będzie realizacja projektów zespołowych. Projekty te będą obejmować implementację własnych algorytmów przetwarzania surowych sygnałów ech ultradźwiękowych w oparciu o samodzielnie zebrane dane z uniwersalnej platformy ultrasonografu. Podstawą uzyskania pozytywnej oceny będzie wykonanie zadań z części warsztatowej oraz zaliczenie projektu (raport lub prezentacja).

===Oprogramowanie i konfiguracja do ćwiczeń===
Ćwiczenia przygotowane zostały pod język python. Korzystać będziemy z bibliotek: 
#numpy 
#scipy
#PIL http://www.pythonware.com/products/pil/
#PyOpenCL

Ponadto, konieczne jest zainstalowanie SDK OpenCL i sterowników dla posiadanych procesorów lub kart graficznych (np. Intel, AMD, Nvidia) oraz kompilatora (przy pracy na Windowsie prostym rozwiązaniem może być zainstalowanie darmowej wersji Visual Studio <ref>https://www.visualstudio.com/pl-pl/visual-studio-homepage-vs.aspx</ref>). Zaleca się zainstalowanie w pierwszej kolejności kompilatora oraz SDK OpenCL, a dopiero następnie instalowanie biblioteki PyOpenCL do Pythona.

==Wykłady==

#[[USG/Wyklad_Fizyka_USG|Podstawy fizyczne USG]]
#[[USG/Wyklad_Metody_USG|Metody USG]]
#[[USG/Wyklad_Aparatura_i_Aplikacje|Aparatura i aplikacje medyczne]]
#[[USG/Wyklad_OpenCL|Programowanie równoległe procesorów GPU w OpenCL]]

==Ćwiczenia==

#[[USG/Klasyczna_rekonstrukcja|Klasyczna rekonstrukcja obrazu]]
#[[USG/PWI|Obrazowanie falą płaską i rozbieżną]]
#[[USG/Doppler|Obrazowanie prędkości metodą dopplerowską]]
#[[USG/Parametryczne|Obrazowanie prędkości dźwięku]]
#[[USG/GPU|Wstęp do obliczeń równoległych na GPU]]

==Rozwiązania do ćwiczeń==
*[[USG/Rozwiązania|Rozwiązania]]

==Projekty zaliczeniowe==
*[[USG/Projekty|Propozycje tematów zaliczeniowych]]

----