Monitores para diagnóstico en Imagenología médica Daniel Geido Núcleo de Ingeniería Biomédica.

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1 Monitores para diagnóstico en Imagenología médica Daniel Geido Núcleo de Ingeniería Biomédica

2 Introducción Etapas: Adquisición. Procesamiento. Visualización.

3 Adquisición Adquisición de los datos realizado en el equipo de imagen. Características físicas y técnicas del equipo influirán en la calidad de imagen: Resolución espacial. Resolución de contraste. Relación señal/ruido. MTF (Modulation Transfer Function). Uniformidad. Otros.

4 Procesamiento y visualización Procesamiento y visualización realizado en PCs y Monitores. Características técnicas del software, tarjetas de video y monitores influirán en la calidad de imagen: Software: procesamiento de imágenes, no tratado en esta clase. Tarjetas de video y monitores: Curva gama, GSDF según Dicom. Luminancia. Resolución. LUT utilizada. Contraste. Otros

5 Imágenes de que modalidad se van a visualizar Es importante definir esto para elegir el monitor adecuado. Una de las clasificaciones más usadas es la establecida por la norma IEC 61223-3-6 (“Evaluation and routine testing in medical imaging departments - Part 3-6 Acceptance Tests - Image Display Devices”):  US (ultrasonido) y NM (medicina nuclear).  CT (tomografía computada) y MR (resonancia magnética).  Radiografía y fluoroscopía.  Mamografía.

6 Monitores estándar vs. Monitores grado médico Primero hay que establecer el uso que se le dará al monitor, en que tipo de estación será utilizado.  Monitor que es parte del equipo de adquisición.  Estaciones de diagnóstico.  Estaciones de revisión. A las dos primeras debemos garantizarle una calidad de imagen óptima. A la última no es necesario, generalmente es utilizada junto con el informe escrito que fue hecho por el médico radiólogo en una estación de diagnóstico.

7 Curva Dicom GSDF Es tal vez uno de los parámetros que mas distingue a un monitor grado médico. Cada monitor tiene su curva gama y por lo tanto una misma imagen se ve diferente según el monitor que en el que se la mire. Esto es inadmisible para imágenes médicas. El estándar Dicom, define cual debe ser esa curva gama para un monitor grado médico, monitor que será utilizado en el diagnóstico de imágenes médicas. Dicha curva recibe el nombre de GSDF (Grayscale Standard Display Function). También Dicom define JND (Just Noticiable Difference), es la diferencia de luminancia mas pequeña que el ojo humano promedio puede percibir en ciertas condiciones visualización y niveles de iluminación.

8 Curva Dicom GSDF J1 J2 L1 ~3 cd / m 2 L2 ~ 150 cd/ m 2 Niveles de percepción J1 = J2 Incremento en luminancia L1 << L2 El ojo humano no tiene un comportamiento lineal en cuanto a lo que ve de una escala de grises. Curva de Barten.

9 Curva Dicom GSDF El ojo humano es mas sensible en los negros que en los blancos, es capaz de diferenciar más niveles de gris con menos luminancia.

10 Curva Dicom GSDF Lo que busca dicha curva de corrección es una relación lineal en la percepción de los tonos de gris. Se debe utilizar una LUT adecuada para realizar esa corrección. LUT (Look-Up Table): espacio de memoria entre la tarjeta de video y el monitor que mapea los niveles de entrada digitales (DDLs) en valores de luminancia que son mostrados en el monitor. Dicha LUT pude estar en la propia tarjeta de video y “compensar” la curva gama del monitor o puede estar en el propio monitor grado médico. Se dice que la LUT tiene x bits de entrada e y bits de salida, por ejemplo 8-10 o 10-10. Ejemplos:

11 Curva Dicom GSDF Ejemplos:

12 Curva Dicom GSDF Ejemplos:

13 Otros parámetros a considerar Calibración dicom de la curva gama. GSDF. Ya visto antes. Resolución: 1.2MP (1280x1024), 2MP (1600x1200), 3MP (2048x1536), 5MP (2048x2560)……. Monitores estándar no mas de 1.3MP. Orientación: Portrait o Landscape. Monitores estándar generalmente Landscape. Tamaño activo de la diagonal: 19”, 20”, 21”, etc. Es muy importante seleccionar estos 3 parámetros anteriores según la modalidad con la que se vaya a trabajar (CT, MR, Mamografía, etc).

14 Parámetros según modalidad ModalidadB&W o ColorPortrait/ Landscape ResoluciónMonitores recomendado s por estación US/NMColorLandscape1.2MP1 CT/MRColorLandscape1.2MP (1280x102 4) 2MP 2 Angio/DSAB&WLandscape2MP (1600x120 0) 2 FluoroscopiaB&WPortrait/ Landscape 2MP1 Radiología Tórax B&WPortrait3MP (2048x153 6) 2 Radiología esqueleto B&WPortrait/ Landscape 3MP2 MamografíaB&WPortrait/ Landscape 5MP2

15 Otros parámetros a considerar Angulo de visualización: en grados pero debe especificarse la relación de contraste mantenida. Muy malo en monitores estándar. Además deben especificarse ambas direciones, vertical y horizontal. Luminancia máxima: en cd/m2. Hasta 1000 para un grado médico, 280 para un monitor estándar. En común que para garantizar calibración dicom y consistencia, se utilice el monitor en niveles mas bajos de los que es capaz de dar, por ejemplo un grado médico de 900cd/m2 máximas, se usa hasta 500cd/m2 con calibración de curva dicom, de esta forma se tiene un margen para compensar decaimiento. Además, cuanto mas subimos en luminancia, menos JNDs se aumentan. Relación de contraste. 300:1, 700:1, 1000:1, etc. Que tan diferentes son el blanco del negro. Ambos tipos de monitores logran, pero es importante el cambio con el ángulo de visualización Rango de escala de grises (salida de la LUT), cantidad de niveles de gris que es capaz de mostrar el monitor. Los monitores estándar son de 8bits (256 niveles de gris), los médicos hay de 10 y de 12 bits.

16 Otros parámetros a considerar Consistencia en la imagen. No debe haber cambios a lo largo del tiempo. En los monitores estándar por ejemplo la luminancia decae con los años, los grado médico utilizan técnicas de compensación de dicho decaimiento. Realimentación. Uniformidad: Se debe lograr uniformidad en la luminancia de toda la pantalla. En los monitores estándar, las uniformidades entre el centro y las esquinas pueden llegar a se de hasta 25 a 30%. En un grado médico no pude superar el 5 a 10%. Se debe cumplir con las normas de seguridad para equipos médicos. No olvidar que un monitor puede estar en un CTI o en un quirófano por ejemplo. Controles de calidad períodicos. Se debe contar con instrumental para garantizar periódicamente que dichos monitores estén en especificación. Dependiendo el parámetro a controlar, se recomienda hacerlo cada un máximo de 3 meses.

17 Monitores estandar vs grado médico

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20 Patrón de calidad SMPTE

21 Referencias http://www.barco.com/barcoview/downloads/10 _reasons_to_use_a_medical_display_system.p df http://www.barco.com/barcoview/downloads/Ch aracteristics_of_CRT_and_LCD_displays.pdf http://www.barco.com/barcoview/downloads/Gr ayscaleResolution.pdf http://www.totoku.com/display/support/pdf/Requ ired_Grayscale_Accuracy_in_Medical_Displays (En)_V10.pdf