E(L)JÖVENDŐ. IKT kutatási eredmények a gazdaság és a társadalom szolgálatában. 1 Intelligens környezet és e-technológiák

Hasonló dokumentumok
MTA DOKTORA PÁLYÁZAT DOKTORI ÉRTEKEZÉS KÉPALKOTÓ ÉS KÉPFELDOLGOZÓ ELJÁRÁSOK HATÉKONYSÁGÁNAK NÖVELÉSE AZ ORVOSINFORMATIKÁBAN.

A CUDA előnyei: - Elszórt memória olvasás (az adatok a memória bármely területéről olvashatóak) PC-Vilag.hu CUDA, a jövő technológiája?!

Near Field Communication (NFC)

Új módszerek a nukleáris medicina képalkotó algoritmusainak és eljárásainak javítására

PET gyakorlati problémák. PET rekonstrukció

A Nukleáris Medicina alapjai

Autóipari beágyazott rendszerek. Komponens és rendszer integráció

Képrekonstrukció 3. előadás

Verzió: PROCONTROL ELECTRONICS LTD

Válasz Kellermayer Miklós Professzor Úr bírálatára

Rekonstrukciós eljárások. Orvosi képdiagnosztika 2017 ősz

Az NFC-technológia mindennapi életben való alkalmazásának vonzó lehetőségei

Alter Róbert Báró Csaba Sensor Technologies Kft

Számítógépek felépítése

Képrekonstrukció 5. előadás

Grafikus csővezeték 1 / 44

Biofizika és orvostechnika alapjai

OpenCL alapú eszközök verifikációja és validációja a gyakorlatban

Transzmissziós és emissziós leképezés. SPECT vizsgálatok sajátosságai Sugárgyengítés-korrekció. Varga József

Izotópok. Izotópok. diagnosztikai alkalmazásai. diagnosztikai alkalmazásai. Képalkotó eljárásokkal nyerhető információ

Mobil Informatikai Rendszerek

TELJESÍTÉNYMÉRÉS FELHŐ ALAPÚ KÖRNYEZETBEN AZURE CLOUD ANALÍZIS

Pajzsmirigy dózis meghatározása baleseti helyzetben gyermekek és felnőttek esetén

RFID rendszer felépítése

Programozási környezetek

Nem roncsoló tesztelés diszkrét tomográfiával

Dr. Palkó András. SZTE ÁOK Radiológiai Klinika NEK Képalkotó Diagnosztikai Centrum Szeged

3D - geometriai modellezés, alakzatrekonstrukció, nyomtatás

Simon Balázs Dr. Goldschmidt Balázs Dr. Kondorosi Károly. BME, Irányítástechnika és Informatika Tanszék

Készítette: Trosztel Mátyás Konzulens: Hajós Gergely

Számítógép felépítése

Új módszerek és eszközök infokommunikációs hálózatok forgalmának vizsgálatához

30 MB INFORMATIKAI PROJEKTELLENŐR

2. előadás. Radio Frequency IDentification (RFID)

A szoftver-folyamat. Szoftver életciklus modellek. Szoftver-technológia I. Irodalom

Komponens alapú fejlesztés

Hadházi Dániel.

Takács Gábor mérnök informatikus, okl. mérnöktanár

Orvosi tomográkus képalkotás/ct technika alapja

minipet labor Klinikai PET-CT

GIS Open 2011 Székesfehérvár Leica Viva Integrált felmérés eszközei Leica Viva Képalkotási Technológiák Horváth Zsolt Leica Geosystems Hungary Kft

A JGrid rendszer biztonsági architektúrája. Magyaródi Márk Juhász Zoltán Veszprémi Egyetem

Nagyszerű képminőség. Az SCI tisztább képet ad a többszögű összetett nyaláb kivetítés által növelt kontraszt felbontással.

Flynn féle osztályozás Single Isntruction Multiple Instruction Single Data SISD SIMD Multiple Data MISD MIMD

PET/CT vizsgálatok szervezési sajátosságai

ÉRETTSÉGI TÉTELCÍMEK 2012 Informatika

Akusztikai tervezés a geometriai akusztika módszereivel

3D számítógépes geometria és alakzatrekonstrukció

Az informatika kulcsfogalmai

Felhőszolgáltatások megvalósítása PureSystems eszközökön

Párhuzamos programozási platformok

5-6. ea Created by mrjrm & Pogácsa, frissítette: Félix

Képfeldolgozás és képfúzió a hibrid technikában

Képi információk hatékony feldolgozása széles társadalmi rétegeket érintő egészségügyi problémákban

A PET-adatgy informatikai háttereh. Nagy Ferenc Elektronikai osztály, ATOMKI

Konszolidáció és költségcsökkentés a gyakorlatban. Az Országos Tisztifőorvosi Hivatal Oracle adatbázis konszolidációja

Párhuzamos programozási platformok

Java I. A Java programozási nyelv

SPECT képalkotása. Hesz Gábor február

Informatikai eszközök fizikai alapjai Lovász Béla

DIGITÁLIS KÉPANALÍZIS KÉSZÍTETTE: KISS ALEXANDRA ELÉRHETŐSÉG:

Adatok ábrázolása, adattípusok

Orvosi képdiagnosztika

Az ipari komputer tomográfia vizsgálati lehetőségei

ÉRETTSÉGI TÉTELCÍMEK 2018 Informatika

II. rész: a rendszer felülvizsgálati stratégia kidolgozását támogató funkciói. Tóth László, Lenkeyné Biró Gyöngyvér, Kuczogi László

Szoftver-technológia II. Szoftver újrafelhasználás. (Software reuse) Irodalom

Kamerakalibráció és pozícióbecslés érzékenységi analízissel, sík mintázatokból. Dabóczi Tamás (BME MIT), Fazekas Zoltán (MTA SZTAKI)

Adatbányászat és Perszonalizáció architektúra

Izotópok. diagnosztikai alkalmazásai. Képalkotó eljárásokkal nyerhető információ. Izotópdiagnosztikai eljárás lépései

Informatika érettségi vizsga

A cloud szolgáltatási modell a közigazgatásban

PET Pozitronemissziós tomográfia

TDK DOLGOZAT. Iteratív ML-EM CT képrekonstrukció GPU-ra. Molnár Balázs

Szoftver újrafelhasználás

Intelligens beléptetõ rendszerek - RFID hengerzárárbetétek

S11. Elvárásain felüli érték. Caring for Life through Innovation

Alapismeretek. Tanmenet

Mobil informatika gyakorlat. 1. óra: NFC alapok

Képalkotó és képfeldolgozó eljárások hatékonyságának növelése az orvosinformatikában

Számítógép architektúra

IV.4. FELHŐ ALAPÚ BIZTONSÁGOS ADATTÁROLÁSI MÓDSZER ÉS TESZTKÖRNYEZET KIDOLGOZÁSA

3D számítógépes geometria és alakzatrekonstrukció

SzIP kompatibilis sávszélesség mérések

Mintavételes szabályozás mikrovezérlő segítségével

Mobil eszközökön tárolt adatok biztonsága

S01-7 Komponens alapú szoftverfejlesztés 1

Ismerkedjünk tovább a számítógéppel. Alaplap és a processzeor

IK Algoritmusok és Alkalmazásaik Tsz, TTK Operációkutatás Tsz. A LEMON C++ gráf optimalizálási könyvtár használata

OpenCL - The open standard for parallel programming of heterogeneous systems

Alapismeretek. Tanmenet

ÜDVÖZÖLJÜK A HaXSoN BEMUTATÓN!

Előszó A Windows alkalmazásfejlesztés rövid története A Windows életútja A Windows 8 paradigmaváltása... 16

SPECT vizsgálatok sajátosságai Sugárgyengítés-korrekció Agyi perfúzió SPECT. Varga József. Mennyiben különleges a SPECT. Testkontúr-követő pálya

Rádiófrekvenciás azonosítás RFID, NFC, PAYPASS

Bánhelyi Balázs, Csendes Tibor, Palatinus Endre és Lévai. Szeptember 28-30, 2011, Balatonöszöd, Hungary

Programozási módszertan. Mohó algoritmusok

Orvosi képdiagnosztika. Horváth Gábor, Hadházi Dániel, Horváth Áron, Czétényi Benjámin,...

Microsoft SQL Server telepítése

Oracle Enterprise Manager 12c Cloud Control és 11g Grid Control összehasonlítás

Átírás:

E(L)JÖVENDŐ IKT kutatási eredmények a gazdaság és a társadalom szolgálatában 2011. 11. 07. 1

IKT P1 T9 Modell alapú mérnöki módszerek kidolgozása orvosi és műszaki alkalmazásokhoz dr. Benyó Balázs VIK Irányítástechnika és Informatika Tanszék Orvosi Informatika Labor 2011. 11. 07. 2

IKT P1 T9 Modell alapú mérnöki módszerek kidolgozása orvosi és műszaki alkalmazásokhoz: vércukor háztartás modellezése és szabályozási algoritmusok kidolgozása intenzív felügyelet alatt álló, ill. diabéteszes betegek esetén; orvosi környezetben használatos képalkotó, ill. képfeldolgozó eljárások kidolgozása; számítógéppel támogatott sebészeti eljárások kutatása; NFC (Nier Field Communication) technológiával alkalmazásfejlesztési és futtató környezet kidolgozása. 2011. 11. 07. 3

SPECT/CT: Elnyelési korrekcióval és detektor válasz kompenzációval kiegészített MLEM algoritmus GPU-ra optimalizált változatának kidolgozása Orvosi környezetben használatos képalkotó, ill. képfeldolgozó eljárások kidolgozása

Izotóp diagnosztikai eljárások A képalkotó eljárások, izotópdiagnosztikai módszerek: Szerepük az orvosi diagnosztikában rohamosan nő Új, ill. gyorsan fejlődő technológiák: SPECT, PET, MRI, CT... Számítási erőforrások kapacitás növekedése képminőség lényeges javítása Multimodális képalkotók PET/CT, SPECT/CT, SPECT/MRI, PET/SPECT/CT Képminőség javítása a különböző modalitások felhasználásával

Módszerek a képminőség javítására SPECT/CT (Single Photon Emission Computed Tomography/Computer Tomography) Elnyelési korrekció, ill. távolság függő detektor felbontás hatásának kiküszöbölése A multimodális képalkotás során rendelkezésre álló elnyelési térkép felhasználása Az MLEM Maximum Likelihood Expectation Maximization algoritmus GPU-ra optimalizált változatának kidolgozása

SPECT képalkotás

Inhomogén elnyelési közeg hatása Gamma fotonok szóródása, ill. elnyelődése Anyagra jellemző, igen változó mértékben Hatása: aktivitás részben eltűnik a rekonstruált képen Orvosi diagnosztika szempontjából igen lényeges torzítás Event 1 Event 3 Event 2

Detektor távolság függő felbontása Kollimátor véges geometriai méretei Gamma foton penetráció a kollimátor lyukak között Detektor kristály intrinsic felbontása

MLEM iteratív képrekonstrukció Valamilyen feltételezett aktivitás eloszlásból indul ki Kiszámolja az adott eloszlás alapján kapott vetületi képeket (előrevetítés) Az előrevetítés eredménye, ill. a tényleges detektált eredmények közötti hányadosa alapján módosítja az aktivitás becslést (visszavetítés) Az előrevetítés, ill. visszavetítés lépéseket iterálja, míg a kép egy adott határon belül nem lesz állandó Előny: a fizikai hatások kompenzációját bele építhetjük az előrevetítő operátorba számításintenzív megoldás k + 1 A k tiv itá s b e c s lé s = A k tiv itá s b e c s lé s V is s z a v e títé s k M é r té r té k A k tiv itá s b e c s lé s k e lő r e v e títé s e

Implementációs platform: GPU SIMD (Single Instruction Multiple Data) architektúra Lineáris interpoláció hardveres gyorsítása (voxel tömb esetén) Kapacitás kihasználása: Hagyományos CPU-ra készült algoritmus nem optimális Új, GPU-ra szabott algoritmus kell

GPU-ra optimalizált MLEM Előrevetítés Visszavetítés

Optimalizáció Előrevetítés: Detektor pixelenként számítjuk a választ Egyszerre indítunk minden pixel-válasz kiszámítására egy szálat A szálak a lokális osztott memóriájukba tárolják az aktivitás térkép, ill. elnyelési térkép feldolgozandó részét kb. két nagyságrenddel gyorsítja a feldolgozást Visszavetítés: Voxelenként számítjuk az aktivitást Szálak osztott memóriában tárolják a vetületi képeket

Eredmények 3D OSEMRRAC Elnyelési korrekcióval és detektor válasz kompenzációval kiegészített MLEM algoritmus GPU-ra optimalizált változatának kidolgozása Algoritmus implementációja GPU-n 64 db 128x128 pixelt tartalmazó projekciós kép rekonstrukciója egy 1283=2 097 152 voxelt tartalmazó voxel tömbön: 205 másodperc (nvidia GTX 480 GPU) Algoritmus validációja

Eredmények: Verifikáció henger fantomon Referencia 3D OSEM 3DOSEMRRAC

Verifikáció henger fantomon: bullseyes összehasonlítás Referencia 3D OSEM 3DOSEMRRAC

Eredmények NCAT fantom Referencia kép Rekonstruált kép

NCAT fantom: 3D OSEMRRAC vs. 2D OSEM

Eredmények összefoglalása Az orvosi diagnosztika igénye Jobb minőségű képeket eredményező képalkotó eljárások Technológia fejlődése: Multimodális képalkotó eljárások Számítási kapacitás növekedése: GPU Új képrekonstrukciós eljárások Módszereket megvalósító, GPU-ra optimalizált algoritmusok kidolgozása Gyakorlati alkalmazás lehetősége

NFC alkalmazás fejlesztési és futtató keretrendszer 2011. 11. 07. 25

Near Field Communication Technology Near Field Communication Technology Érintés nélküli (Contactless) + Mobile technológia Különböző eszközök egyszerű és biztonságos kapcsolata Előnyök: Felhasználó barát módon lehet eszközök közötti adatátvitelt megvalósítani Biztonságos kapcsolatfelvétel, biztonságos adattárolás Új lehetőség számos szolgáltatás számára 2011. 11. 07. 26

NFC: Három működési mód Biztonságos Smart Card Technológia Kártya emulációs mód Pont-pont kapcsolat Adat olvasás Táp nélküli RFID eszközök 15

Multi-applikációs környezet Biztonságos Tároló NFC képes telefon Secur Element

Over-the-Air NFC application installation

NFC ALKALMAZÁS FUTTATÓ KERETRENDSZER

A script futtató host környezet felépítése

Script nyelv Adat módosító utasítások: Aritmetikai utasítások, adat manipuláló: Write, Delete, +, -, *, / etc. Utasítás sorozatok szekvenciális végrehajtását módosító utasítások: Elágazás és iterációs utasítások: If, Goto, Exit, Wait, Iterate, etc. Utasítások a felhasználói felület kialakítására: Téma alapú, animációkat lehetővé tevő felhasználói felület Kommunikációt lehetővé tevő utasítások: RemoteFunctionCall egységes felület az adatcserére BT, HTTP, NFC (ndef, nfcip), MiFare (közvetlen adatcsere) Egyszerű host-on belüli, ill. külső kommunikáció

Script alapú alkalmazás fejlesztés A scripteket az installáció előtt byte sorozattá konvertáljuk Lehetőség tömörítésre és kódolásra Lehetőség eszköz specifikus információ hozzáadására A letöltött alkalmazás (byte sorozat) felépítése Pre-compiled script Static data objects In-life data A script önmaga tartalmazza az alkalmazás futtatásához szükséges összes információt A script alkalmazás el van határolva a mobil eszköztől, a háttér rendszertől és a termináltól A kommunikációt az összes környezeti elemmel a host bonyolítja

Biztonsági funkciók Alkalmazás biztonsága, védelme A kód, ill. az adat területek módosíthatatlanságát biztosítjuk A scriptek bináris, kódolt változatát töltjük le Alkalmazások egymástól történő védelme Alkalmazások futás idejű elhatárolása Biztonsági funkciókat behatároló tényező A futtató környezet biztonsági funkciói a futtató platform biztonsági szintjétől függ Biztonságos tároló használata (secure storage) CardLet a secure element-ben Kódolt adat tárolás Host tervezés Tervezési lépések dokumentáltak, lehetőség white box típusú auditálásra

Funkciók felhasználói felület kialakítására Minden általánosan használt GUI elem elérhető: Label, button, checkbox, radiobutton, list, dialog, etc. Layout alapú elrendezés beállítások: Flow, box, border, group, coordinate Minden GUI elem paraméterei állíthatóak a stílus/téma állításával: Background, foreground, font, images, margin, padding stb. Előre definiált stílusok/témák az alkalmazásokhoz Téma/stílus szabadon váltható: Fejlesztő szabadon beállíthatja az alkalmazható stílusokat

Felhasználói felület példák Nokia platform

Felhasználói felületek Android platform

Eredmények összefoglalása Nier Field Communication Technológia: Lehetőség új szolgáltatások megvalósítására, ill. meglevő szolgáltatások egyszerűbbé tételére Komplex technológiai környezet Új módszerek és eszközök szükségesek az alkalmazások telepítéséhez és fejlesztéséhez Eredmények: Futtató környezet kidolgozása Technológiai és felhasználási követelmények felmérése és figyelembe vétele Követelményeknek eleget tevő szoftver környezet kidolgozása Ajánlások technológiai szabványok kidolgozására, továbbfejlesztésére 2011. 11. 07. 49

Köszönöm a figyelmet! 2011. 11. 07. 50