Monitores para diagn

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

• Etapas
• Adquisición.
• Procesamiento.
• Visualización.

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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.

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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

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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.

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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.

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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.

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Curva Dicom GSDF

• El ojo humano no tiene un comportamiento lineal
  en cuanto a lo que ve de una escala de grises.
• Curva de Barten.

Incremento en luminancia L1 ltlt L2
Niveles de percepción J1 J2
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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.

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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

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Curva Dicom GSDF

• Ejemplos

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Curva Dicom GSDF

• Ejemplos

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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).

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Parámetros según modalidad
Modalidad BW o Color Portrait/ Landscape Resolución Monitores recomendados por estación
US/NM Color Landscape 1.2MP 1
CT/MR Color Landscape 1.2MP (1280x1024) 2MP 2
Angio/DSA BW Landscape 2MP (1600x1200) 2
Fluoroscopia BW Portrait/ Landscape 2MP 1
Radiología Tórax BW Portrait 3MP (2048x1536) 2
Radiología esqueleto BW Portrait/ Landscape 3MP 2
Mamografía BW Portrait/ Landscape 5MP 2
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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. 3001, 7001, 10001, 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.

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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.

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Monitores estandar vs grado médico
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Monitores estandar vs grado médico
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Monitores estandar vs grado médico
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Patrón de calidad SMPTE
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Referencias

• http//www.barco.com/barcoview/downloads/10_reason
  s_to_use_a_medical_display_system.pdf
• http//www.barco.com/barcoview/downloads/Character
  istics_of_CRT_and_LCD_displays.pdf
• http//www.barco.com/barcoview/downloads/Grayscale
  Resolution.pdf
• http//www.totoku.com/display/support/pdf/Required
  _Grayscale_Accuracy_in_Medical_Displays(En)_V10.pd
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