Introducción
Etapas:
Adquisición.
Procesamiento.
Visualización.
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.
Adquisición
En ciertos equipos (modalidades), como ser:
Tomografía Computada CT.
Resonancia Magnética MR.
Medicina Nuclear NM.
Ecografía US.
Angiografía DSA.
Es mucho mas común que posean salida digital (aunque no siempre).
Otros como:
RX convencional.
RX portátiles.
Arcos en C
Mamografía.
Fluoroscopía.
Etc.
No es común que la tengan y hay que digitalizarlos
Tenemos 2 maneras de hacer esto:
Forma directa (se verá en la clase de RX Digital).
Forma indirecta (uso de escáners).
Flujo de trabajo con radiografia convencional
Imagen latente
Reveladora
Película revelada
Diagnóstico
y
Archivo
Médico radiólogo
Identificadora
(Gp:) +
Chasis con película virgen
Equipos de RX analógicos
Digitalización con CR
CR (Computed Radiography):
Esta en el límite entre ser un método directo o indirecto.
Se sustituye la placa convencional por una placa con capacidad de memoria:
Placa de fluorobromo de bario, los Rx hacen que electrones pasen de un estado de baja energia a uno de mas alta. Al volver a su estado de reposo emitirían, pero esto es impedido mediante “trampas” existentes en la placa.
Dicha placa se coloca en el CR quien realiza un barrido punto a punto con un laser de He-Ne de 633nm, provocando la liberación de las “trampas” y volviendo a su estado de reposo emitiendo luz azul de aprox 400nm. Dicha luz es captada y convertida en una señal eléctrica.
Luego la placa se borra sometiendola a luz intensa quedando lista para un nuevo uso, llegan a durar alrededor de 3000 reusos.
Flujo de trabajo con radiografia computada, CR
Equipos de RX analógicos
Chasis expuesto
Imagen latente
Estación de previsuaización e identificación de paciente (ingreso manual o captura de datos)
Imagen digital
Chasis con película borrada
Lector de chasis, CR
Se borra la pelicula
Consola de diagnóstico
Archivo
Impresora laser de placas
Digitalización en forma indirecta
Digitalizador de placa:
Fotografiar, con una cámara montada en un soporte, la placa sobre un negatoscopio de suficiente intensidad.
Sistema CCD: es un escáner en el cual se ilumina la placa y mediante detectores del tipo Charged Coupled Device se captura la información, es necesario iluminar la placa de ambos lados.
Tecnología láser: se utiliza luz láser para iluminar la placa y mediante fotomultiplicadores se captura la imagen.
Solo los dos ultimos son aceptados por la ACR (American College of Radiology)
Capturadoras de video (frame grabbers):
Se utilizan tarjetas digitalizadoras para capturar la señal de video proveniente del equipo. Para equipos con salidas de video tipo PAL, NTSC bastan capturadores comunes, pero para otros casos como DSA por ejemplo se requieren tarjetas especiales, dadas las características de la señal.
Flujo de trabajo con digitalizadores indirectos
Equipos de RX analógicos
Chasis expuesto
Imagen latente
Imagen digital
Consola de diagnóstico
Archivo
Impresora laser de placas
Película
revelada
Reveladora
Escáner de placas
(Gp:) Capturadora
de video
Arco en C
(Gp:) Importante!
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
Visualización – Monitores
Es muy importante definir imágenes de que modalidad se van a visualizar para elegir el monitor adecuado, no siempre mas resolución es mejor y menos de lo necesario no es adminsible.
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.
Monitores CRT
Se utiliza un tubo de rayos catódicos.
El fósforo es iluminado al incidir sobre él electrones provenientes del haz que emite el cátodo y es acelerado con alta tensión hacia el ánodo.
Las bobinas de deflexión son utilizadas para barrer toda la pantalla de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo.
En el caso de monitores color hay 3 haces que activan fósforo de 3 colores R, G y B en la pantalla.
Monitores LCD
El tubo emite luz.
El cristal líquido (LC) es capaz de cambiarle su polarización de acuerdo al campo magnético aplicado por el TFT.
La combinación LC y los cristales polarizados horiz y vertical hacen que cada pixel esté más o menos apagado.
Los filtros de color solo dejan pasar la componente de luz correspondiente R, G o B.
En el caso de monitores ByN los filtros de color son eliminados
LCD vs CRT
Parámetros importantes de un monitor
Existe una serie de parámetros que van a definir las prestaciones de un monitor.
Varios de ellos son fundamentales a la hora de distinguir un monitor grado médico a uno estándar doméstico.
Importantes:
Resolución.
Luminancia.
LUT, GSDF.
Contraste.
Etc.
Tamaño
Medida de la longitud de la diagonal del monitor. Se mide en pulgadas.
El tamaño máximo para uso en diagnóstico es 21”. 18”, 19”, 20” o 21” son los usados.
Tamaños mayores no se usan, no confortables para visualización a una distancia típica de 18”, produce fatiga muscular en cuello y cansancio.
Considerar tamaño del marco, 0,5” a 2” en LCD y hasta 3” en CRT. Importante en uso de múltiples monitores.
Resolución
Es el número de píxeles que posee el monitor.
Pixel: pix = picture, el = element.
Es la únidad básica de la imagen mostrada por un monitor.
La resolución es el número total de píxeles con que cuenta el monitor, cuantos píxeles horizontales y verticales.
Existen 2 grandes categorías a considerar.
Radiografía y todo lo demás.
Aquellas modalidades cuyas imágenes originalmente eran o son obtenidas mediante exposición directa del film requieren mas alta resolución. Esto es:
Radiografía convencional (tórax-abdominal, huesos, etc) ya sea digitalizada mediante CR o DR. También quedaría incluida mamografía (técnica de mayor resolución debido a la visualización de micro calcificaciones)
Todo lo demás: CT, MR, US, NM, Fluoroscopia, Angiografía, etc.
Usar mas resolución de la necesaria no es mejor.
Resolución por modalidad
Luminancia
Intensidad luminosa:
Cantidad de flujo luminoso (lumenes) que emite una fuente por unidad de ángulo sólido.
Unidad: candela (cd)
1cd = 1lm/sr.
Luminancia:
Densidad angular y superficial de flujo luminoso que emerge de una superficie siguiendo una dirección determinada.
Unidad: cd/m2 = nit.
JNDs
Just Noticiable Difference.
Definido en la norma Dicom.
Es la diferencia de luminancia mas pequeña que el ojo humano promedio puede percibir en ciertas condiciones visualización y niveles de iluminación.
Mayoría de los displays tienen 256 niveles de gris.
Se busca que el médico que va a realizar el informe visualice correctamente todos los niveles.
Para esto necesito al menos 200cd/m2 de luminancia del monitor utilizado.
CRTs max. aprox. 400cd/m2, LCD max. aprox. 1000cd/m2.
Mas luminancia es mejor?, mayor luminancia = mayor JNDs/nivel de gris, pero…….
Curva Dicom GSDF
Proceso de representación de una imagen en un monitor. Pasos:
Volcado de la matriz de imagen digital en la memoria de la tarjeta de video.
Corrección de los valores digitales, a niveles digitales DDLs mediante uso de la LUT ("Lookup Table") preestablecida (curva gama).
Conversión D/A mediante un DAC, teniendo así niveles de tensión analógica a ser aplicado al monitor.
Transducción de valores de voltaje en valores de luminancia en la pantalla del monitor
En CRT, tensión aplicada sobre los electrones que incidirán sobre el fosforo del minotor variando así la luminancia de cada pixel.
En LCD será la tensión aplicada a cada pixel de la matriz TFT.
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).
Curva Dicom GSDF
(Gp:) J1
(Gp:) J2
(Gp:) L1
(Gp:) ~3 cd/m2
(Gp:) L2
(Gp:) ~150 cd/m2
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.
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.
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. Además z bits de ancho que depende del niveles de grises que es capaz de mostrar el monitor.
Curva Dicom GSDF
Ejemplos:
Curva Dicom GSDF
Ejemplos:
Relación de contraste
Indica que tan negro son los negros y que tan blancos son los blancos.
Es la relación que existe en entre el nivel de mínima y el de máxima luminancia.
Existen varias formas de medirlo y muchas veces no es comparable de forma simple entre diversos fabricantes.
Muy dependiente de las condiciones del ambiente, luz externa reflejada en el monitor.
Relación de contraste estático: es la diferencia máxima que se puede lograr de blanco a negro en un mismo momento de tiempo en una misma imagen mostrada en el monitor.
Relación de contraste dinámico: igual a la estática pero puede ser en instante de tiempo, en imágenes mostradas, diferentes. Variación del backlight.
Estrategia de marketing.
Relación de contraste. 300:1, 700:1, 1000:1, etc.
Es muy importante el cambio con el ángulo de visualización
Relación de contraste
Métodos de medida:
"full on/off contrast“: se pone la pantalla totalemtne negra y se pone luego totalmente blanca (niveles mínimo y máximo de luminancia) y luego se haya la relación entre dichas luminancias. Médida de contraste dinámico.
"ANSI contrast”: se utilizan patrones preestablecidos de cuadros blancos (8) y negros (8) que van variando y luego se saca el promedio del nivel de blancos y negros y se comparan. Medida de contraste estático.
Usualmente “full on/off contrast” da mejores valores que el método de ANSI, pero no son comparables los resultados.
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