Preskoči na glavni sadržaj

Uvod u računalnu analizu slika mozga

ISVU: 266320•5 ECTS•Ljetni semestar

Osnovne informacije

Organizacijska jedinica
Centar za kognitivnu znanost
Satnica
  • Predavanja: 30 sati
  • Laboratorijske vježbe: 15 sati

Nastavnici

Cilj

Na predmetu će se studenti upoznati s načelima snimanja slika magnetskom rezonancijom za dobivanje strukturnih, funkcijskih i difuzijskih slika mozga. Cilj predmeta je naučiti metode za računalnu obradu navedenih slika te pružiti znanje o znanstvenim i kliničkim zahtjevima za analizu slika mozga. Dobivena znanja studenti će moći primijeniti u području neuroznanosti s ciljem samostalnog rješavanja istraživačkih problema.

Sadržaj

  1. Uvod u anatomiju ljudskog mozga.
  2. Uvod u snimanje slika mozga magnetskom rezonancijom (MR). Osnove snimanja strukturnih, funkcijskih i difuzijskih slika.
  3. Uvod u obradu strukturnih MR slika mozga. Registracija slika i ispravljanje iskrivljenja.
  4. Segmentacija i analiza anatomskih struktura.
  5. Analiza površine mozga.
  6. Obrada funkcijskih MR slika (fMRI).
  7. Opći linearni model (GLM).
  8. Analiza jednog ispitanika. Izrada modela. Statistika.
  9. Analiza grupe ispitanika. Višestruke usporedbe.
  10. Napredni GLM.
  11. Obrada funkcijskih MR slika u “mirovanju” (resting-state fMRI). Analiza neovisnih komponenata.
  12. Dvostruka regresija. Izrada i analiza modela mreža.
  13. Analiza difuzijskih tenzora.
  14. Difuzijska traktografija.
  15. Dodatni pristupi u analizi slika mozga.

Ishodi učenja

  1. Opisati način snimanja slika mozga magnetskom rezonancijom (MR).
  2. Razlikovati značajke strukturnih, funkcijskih i difuzijskih slika mozga.
  3. Primijeniti računalne alate za obradu MR slika mozga.
  4. Upotrijebiti opći linearni model za analizu funkcijskih MR slika.
  5. Primijeniti analizu neovisnih komponenata za obradu funkcijskih MR slika u „mirovanju”.
  6. Analizirati difuzijske slike primjenom tenzora i traktografije.
  7. Samostalno dizajnirati programski tok alata za obradu i analizu MR slika mozga u svrhu rješavanja istraživačkog problema.

Metode podučavanja

Predavanja: Nastava na predmetu organizirana je kroz dva nastavna ciklusa. Prvi ciklus se sastoji od 7 tjedana nastave i međuispita (kolokvija), dok drugi ciklus sadržava šest tjedana nastave i završni ispit. Nastava se provodi kroz ukupno 15 tjedana s tjednim opterećenjem od 2 sata. Laboratorijske vježbe: Tokom semestra organizirane su laboratorijske vježbe u skladu s tjednim planom nastave. Samostalni rad: Nastavno opterećenje na predmetu vezano uz samostalni rad studenata iznosi 90 sati, koje studenti provode kroz laboratorijske vježbe i pripreme za provjere znanja. Domaću zadaću za svaki nastavni ciklus čini izvještaj samostalnog rada studenata na laboratorijskim vježbama. Ovaj izvještaj obuhvaća i izvještaj s laboratorijskih vježbi. U okviru samostalnog rada student treba proučiti poglavlja iz udžbenika i skripte koja su navedena u tjednom planu nastave te izvršiti i dokumentirati zadatke za samostalni rad koji su vezani uz pojedina poglavlja.

Metode ocjenjivanja

Provjere znanja vezane uz laboratorijske vježbe i domaće zadaće boduju se na osnovu predanih izvještaja i nose ukupno 30% bodova. Kontinuirana provjera znanja na predmetu ostvaruje se kroz međuispit (kolokvij) i završni ispit koji zajedno nose 60% bodova na predmetu. Uvjet za ostvarenje prava pristupa usmenom dijelu završnog ispita koji nosi 10% bodova jest da je student na međuispitu i na pisanom dijelu završnog ispita ostvario barem 50% mogućih bodova i da ima pozitivno ocjenjene laboratorijske vježbe i domaće zadaće.

Obavezna literatura

  1. Mark Jenkinson, Michael Chappell (2018.), Introduction to Neuroimaging Analysis, Oxford University Press
  2. Janine Bijsterbosch, Stephen M. Smith, Christian F. Beckmann (2018), Introduction to Resting State fMRI Functional Connectivity, Oxford University Press
  3. Scott A. Huettel, Allen W. Song, and Gregory McCarthy (2014), Functional Magnetic Resonance Imaging, Oxford University Press
  4. Heidi Johansen-Berg, Timothy E.J. Behrens (2013), Diffusion MRI - From Quantitative Measurement to In vivo Neuroanatomy, Elsevier

Dopunska literatura

  1. Thomas A. Woolsey, Joseph Hanaway, Mokhtar H. Gado (2017), The Brain Atlas - A Visual Guide to the Human Central Nervous System, John Wiley & Sons