Aula 8 Controle de qualidade do monitor digital

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Radiologia Digital e Qualidade da Imagem
Aula 8: Controle de qualidade do monitor digital
Apresentação
Nesta aula, você irá conhecer os fatores de controle da qualidade do monitor para a análise das imagens, além de
identi�car a deturpação intrínseca da técnica digitalizada.
Objetivos
Reconhecer os variados elementos coesos ao exercício dos monitores digitais;
Revisar os diferentes padrões propostos para a avaliação do desempenho das telas;
Identi�car os testes de controle da qualidade e o cronograma utilizado.
O controle da qualidade
A chegada da tecnologia digital trouxe, junto com ela, o desígnio dos protocolos de garantia da qualidade direcionados para as
suas especi�cidades. O que, anteriormente, era voltado para os receptores do sistema tradicional foi absorvido, mas voltado
para os mecanismos eletrônicos.
 (Fonte: Shutterstock).
As condutas de Controle de Qualidade (CQ) do sistema tela-�lme são concentradas às processadoras de revelação química, às
películas fotográ�cas e aos negatoscópios. Enquanto o CQ da imagem digital é endereçado ao ambiente de análise e ao
monitor eletrônico.
Nas salas de avaliação de imagens, os negatoscópios estão sendo
substituídos por monitores para avaliação dos estudos e, posterior,
diagnóstico. Não obstante, caso haja o mínimo de deterioração no
sistema de vídeo, perdas na imagem podem surgir como
consequência e resultar em regiões obscuras, simulando possíveis
patologias ou, ainda, escondendo-as.
Objetivando a garantia do funcionamento dos dispositivos de vídeo, é crucial que o programa de CQ seja regularmente
realizado pelos pro�ssionais sob a supervisão do físico médico quali�cado do setor.
 Moldes de avaliação de performance
Veja, a seguir, algumas determinações foram otimizadas com a �nalidade de padronizar as normas de desempenho dos
monitores digitais.
 Determinações para padronização das normas de desempenho de monitores digitais
 Clique no botão acima.
‐ SMPTE
A Sociedade de Engenheiros de Cinema e Televisão, do inglês Society of Motion Picture and Television Engineers
(SMPTE), apresentou o modelo, com medidas e características dos moldes utilizados para mensuração da resolução
do sistema de vídeo. O resultado dessas sugestões é denominado de “padrão SMPTE”.
A principal observância desse molde é a captação de sinais luminosos de 5% a 95%, o que auxilia nos desvios pontuais
de energia e nos respectivos ajustes. O padrão SMPTE é, também, recomendado para o controle de qualidade nas
normas de Telerradiologia da American College of Radiology (ACR).
As empresas fornecedoras de equipamentos de imagem digital entregam o molde de resposta no padrão SMPTE, e
isso permite a exibição da resposta em variados monitores para �ns de avaliação.
‐ NEMA-DICOM
A ACR e a Associação Nacional de Fabricantes de Eletricidade, do inglês National Electrical Manufactures Association
(NEMA) formaram um comitê que deu origem ao padrão de imagem digital e comunicação em medicina, denominado
padrão DICOM (Digital Imaging and Communication).
O trabalho é conhecido como Função Monitor de Escala de Cinzas (Gray Scale Display Function — GSDF). A �nalidade
era permitir que as representações médicas fossem transferidas em padrão DICOM, descomplicando, assim, sua
exibição em qualquer outra tela de vídeo compatível com o sistema DICOM e visual consistente de escala de cinzas.
Essa aparência coesa foi gerada a partir do princípio da linearização perceptual, no qual modi�cações iguais de valores
digitais relacionados à imagem são representadas por modi�cações iguais de brilho notados no monitor. Em virtude
dessa característica, o arquétipo GSDF se tornou indispensável para todos os fabricantes de telas digitais.
‐ DIN 2001
O Instituto Alemão de Normatização proferiu um documento chamado “Garantia de Qualidade da Imagem em Raios X
Diagnóstico: Teste de Aceitação para Dispositivos Digitais de Imagem” (DIN 2011). Ele foi produzido para ser um teste
uni�cado de aceitação responsável por atender aos requisitos da tecnologia digital de vídeo, por meio da ponderação
de desempenho do conjunto formado entre imagem e monitor.
 Modelo de resposta do padrão SMPTE desenvolvido pela Society of otion Pisture and
Television Engineers. (Fonte: BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio
de Janeiro: Elsevier Editora Ltda, 2010.)
‐ VESA
O padrão de Medidas dos Monitores de Telas Planas (FPDM), em 1998, lançou pela Associação de Padrão Eletrônico
de Vídeo, do inglês Video Eletronic Standard Association (VESA), a norma que oferecia diferentes instruções que
objetivavam auxiliar na ponderação do desempenho do sistema consoante com o padrão de autorização.
‐ AAPM TG 18
Para conjecturar um dispositivo de vídeo digital abrangente com o propósito de assegurar a performance clínica
aceitável, a Associação Americana de Físicos em Medicina, do inglês American Association of Physicists in Medicine,
gerou uma coleção de testes e traçou os procedimentos conexos ao Relatório do Grupo de Trabalho 18.
As repartições, a seguir, esclarecem os arquétipos sugeridos pela AAPM em conjunto com os métodos determinados
para uso. Iniciaremos pela introdução dos aparatos utilizados para a realização dos testes nos monitores digitais.
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 Medidor de luminância
O retorno de luminância das telas e as medidas de uniformidade requerem o uso de um equipamento, chamado fotômetro
apropriadamente calibrado. Dois tipos de fotômetros são, normalmente, operados: o de pouco alcance e o telescópico, ambos
ilustrados abaixo.
Avaliações fotométricas e colorimétricas de pouco alcance (A) e telescópico (B). (Fonte: BUSHONG, S. C. Ciência radiológica
para tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier Editora Ltda., 2010.)
Os fotômetros de pouco alcance são aplicados nas adjacências do monitor; os telescópicos são empregados para testes com
uma distância de 1m.
Os resultados de ambos os equipamentos são ligeiramente díspares, dependendo da contribuição que recebem de fontes de
luzes apartas. Apesar disso, as duas respostas são aceitáveis, sob a condição de que as medidas sejam desempenhadas de
maneira congruente.
E o aporte de luz ambiente deve ser tratado de maneira constante em qualquer momento que o fotômetro esteja em uso.
Atenção
A medição de luminância tem que, obrigatoriamente, seguir a metodologia de calibração rastreável pelo Instituto Nacional de
Padrões e Tecnologia, do inglês National Institute of Standards and Technology (NIST), devendo ser e�ciente na medição da
energia luminosa em um intervalo de 0,05 a 1.000 cd/m² (candela por metro quadrado) com a presteza e exatidão melhor que 5%
e de no mínimo 0,01.
O equipamento fotométrico deve obedecer ao retorno espectral padrão fotópico da Comissão Internacional de Iluminação
(Commission Internationale de l’Éclairage — CIE) em um curto intervalo de 3%. Para quali�car o re�exo do monitor e estimar as
condições de luminosidade ambiente, usa-se um instrumento chamado luxímetro.
Este equipamento deve estar devidamente calibrado de acordo com
as normas do NIST, com a exigência de uma resposta superior a 5%
em uma angulação de 50 graus. É essencial a quanti�cação dos
tons de cinzas na matriz exibida para nivelar os diferentes tipos de
monitores que são usados em uma estação de trabalho única.
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 Controle de qualidade do monitor de vídeo digital
A veri�cação do dispositivo de vídeo digital precisa ser meticulosa, realizada por um conjunto de testes com respostas
padronizadas AAPM TG 18 por meio de ensaios quantitativos e qualitativos.
 Resultados do monitor de vídeo digital
 Clique no botão acima.
‐ Distorção geométrica
A deturpação geométrica ocorre devido aos problemas que acometem a imagem, exibindo-a com assimetrias do
objeto original, podendo afetar o tamanho e a aparência idiossincráticos.
A análise óptica da distorção geométrica pode ser feita com testesseguindo o padrão TG 18-CQ. Ao veri�car o teste na
tela inteira, as linhas devem se apresentar retas, caracterizando um monitor livre de deformidades. Ao veri�car
deformações com formatos de almofada ou de barra, temos um monitor com distorções. Eles são, comumente,
encontrados em telas de vídeo de tubo de raios catódicos.
O nível de distorção geométrica é determinado a partir das medições das áreas quadradas do padrão. Várias medidas
são feitas em diversos quadrantes do monitor para mensuração da variação de deformidade. Nos dispositivos
primários, o nível de alteração tolerável entre os diferentes quadrantes é de 2% apenas.
‐ Re�exão
As telas de vídeo possuem luminosidade que é fundamentada na energia produzida exclusivamente pelo próprio
dispositivo. No entanto, a luz natural coopera efetivamente para o re�exo do monitor, dependendo das propriedades de
exibição do sistema.
A re�exão pode ser de duas formas: especular ou difusa. A re�exão especular é o resultado de imagens espelhadas de
fontes de luz adjacentes à tela. E a difusa é a luz imprevista dispersa no monitor. A imagem abaixo demonstra a
distinção entre elas.
 Padrão de teste TG 18-CQ. (Fonte: BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para tecnólogos. 9.
ed. Rio de Janeiro: Elsevier Editora Ltda., 2010.)
A forma mais básica de veri�car o re�exo especular é desligando a tela e analisando as fontes de iluminação no
ângulo de 15 graus de observação em um espaço de 30 e 50cm.
O teste do padrão TG 18-AD constitui em uma intercorrência análoga de arquétipos de baixo contraste, ou seja, é uma
variação contínua dos modelos de pouca diferença de tons de cinza. Para estudo da re�exão difusa, observa-se o
limite de visibilidade para os moldes de pouco contraste em condições de baixa luminância ambiente e na escuridão
absoluta. Nas duas situações a resposta limitante de visibilidade deve ser a mesma.
‐ Resposta de luminância
A imagem adquirida pela modalidade digital é armazenada na forma de uma matriz com números distintos em cada
um dos pixels. Esses algoritmos são responsáveis pela variação dos níveis de cinza, sendo enviados para o monitor de
vídeo digital como valores de apresentação ou valor p.
Os atribuídos valores p são transmutados em níveis de direcionamento digitalizado, DDLs, e, posteriormente, alterados
em algoritmos referenciais de energia luminosa com base na Tabela de Referência, ou LUT (do inglês: Look-Up Table).
 Reflexões difusa e especular ilustradas em um monitor de vídeo a cores (na esquerda) e
um monocromático (na direita). Observa-se que a reflexão especular é minimizada na tela
monocromática devido ao revestimento antirreflexo. (Fonte: BUSHONG, S. C. Ciência
radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier Editora Ltda., 2010.)
 Modelo resposta do padrão TG 18-AD usado para avaliação de reflexo difuso. (Fonte:
BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier Editora
Ltda., 2010.)
A modi�cação dos valores de apresentação DDL é feita seguindo o padrão DICOM, com a garantia de que sejam
colocados como competências de luminâncias, de acordo com as variações correspondentes na concepção de brilho
com possíveis alterações similares dos valores p.
A resposta de luminância dos dispositivos digitais de vídeo é uma relação entre a energia apresentada e os valores de
entrada no sistema de comunicação protocolado. A iluminação exibida compreende a luz produzida pelo equipamento,
que é a variante entre L e L , além da contribuição inerente da luz difusa re�etida do ambiente — L .
A patronagem TG 18-CT é empregada para avaliar a qualidade da resposta da luminância de um monitor digital. Este
indicador tem focos de baixa variação de tons de cinza, devem, obrigatoriamente, ser visíveis em todos os 16
quadrantes no molde. A resposta deve ser avaliada a uma distância aproximada de 30cm. Um colapso comum é a
inabilidade de visualizar os focos em uma ou duas áreas mais escuras.
Com o uso associado de um fotômetro externo juntamente com as respostas do teste TG 18-LN, a luminância na área
de teste deve ser detectada pelos 18 DDLs. É necessário que as condições de brilho ambiente sejam minimizadas e
controladas ao mais baixo possível.
E o valor da luminância máxima deve exceder 171cd/m² (candela por metro quadrado), valor veri�cado pela
comparação com os créditos passados pelo fabricante.
Os retornos dos testes de energia luminosa do equipamento digital de vídeo têm diversas funções de localização na
superfície da tela. Além do mais, a desenvoltura do contraste é, também, uma função do ângulo de visão do monitor.
min max amb
 Molde TG 18-CT apresentando metade dos 16 quadrantes de alvo meia lua. (Fonte:
BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier Editora
Ltda., 2010.)
 Exemplificação do teste de três diferentes graus de iluminação para a averiguação da
resposta do sistema de luminância. (Fonte: BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para
tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier Editora Ltda., 2010.)
A variação de L é a visualização da área por meio de uma padronagem regular exibida com a chamada não
uniformidade da luminância do meio para a periferia do visor.
Os padrões do teste TG 18-UN10 e 80 são analisados para a avaliação óptica da ausência de uniformização. Na
observação dos resultados dos testes na tela inteira, notam-se variações intensas de supressão de constância. Sendo
que nenhuma variação de energia luminosa superior a ordem de 1cm deve ser observada.
No estudo qualitativo e óptico da variação angular, a padronagem teste TG 18-CT é o indicado. Inicialmente, são
analisados os focos com formato meia lua diretamente no eixo; e, posteriormente, comparam-se com os ângulos de
visualização em que a perceptibilidade dos alvos é modi�cado.
Com isso, obtém-se compreensão da subordinação dos ângulos de visão em determinadas telas de vídeo. E a
con�rmação de que a maneira ideal de visualizar o monitor é na posição frontal reta
.
A angulação de visão com o monitor onde não se mostra variação de padrão é determinada como região “cone”, que é
a área em que a tela deve ser usada clinicamente. A limitação dos ângulos pode ser demarcada na porção frontal do
dispositivo de vídeo. Para as estações de trabalho com variados monitores LCD, devem ser organizados de tal maneira
que o vídeo esteja exatamente na frente do pro�ssional analisador.
No caso das avaliações quantitativas de regularidade luminosa, mede-se a energia em cinco regiões diferentes do
monitor no molde TG 18-UNL10 e TG 18-UNL80 sob o auxílio de um fotômetro. O desvio máximo de descontinuidade é
aferido pela diferença percentual entre os valores de luminância máxima e mínima relativas ao seu valor médio, como
na expressão a seguir:
200 . (L - L ) / (L + L )
O resultado tolerante de uniformidade máxima do dispositivo vídeo deve ser inferior a 30%.
‐ Resolução do monitor
A resolução espacial é a avaliação quantitativa sobre a e�cácia do sistema de vídeo em produzir imagens separadas
dos distintos pontos de maior estima.
Para estudos da resolução dos monitores, são utilizados os moldes TG 18-CX e TG 18-CQ, ambos avaliam o centro e
as bordas do equipamento com uma lupa e, posteriormente, os resultados são comparados. A modelagem TG 18-PX é
indicada para estudo avaliativo de uniformidade de resolução.
max
 Modelagem resposta TG 18-UN para avaliação de iluminação contínua. (Fonte: BUSHONG,
S. C. Ciência radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier Editora Ltda., 2010.)
max min max min
‐ Resolução do monitor
Artefato de imagem, em conjunto com o contraste e o tamanho da imagem, é um termo relevante na limitação visual
do objeto. Na presença da mínima �utuação de alta frequência/padrão que interceda com a detecção do sinal
verdadeiro é denominado de ruído ou artefato.
Ele pode ser avaliado pelo teste TG 18-AFC, que se orienta pela maneira utilizada para determinar a distinção de
energia luminosa percebível em funçãoda dimensão estrutural.
A modelagem do teste possui diversos números de regiões com variações de posições do foco. As dimensões
elementares e os contrastes são constantes em todos os quatro quadrantes no quais a padronagem está dividida.
No entanto, existem outros padrões que são planejados para a avaliação de peculiaridades, como velamento do brilho
e cromaticidade apresentada. No mais, imagens de referência anatômica, por exemplo o tórax, são disponibilizadas
para análise global no sistema de vídeo.
 Primeira ilustração modelagem TG 18-CX para estudo avaliativo de resolução do vídeo. Segunda imagem molde TG 18-PX, avaliação
da constância da resolução. (Fonte: BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier Editora Ltda., 2010.)
 Molde TG 18-AFC para avaliação de ruído do monitor. (Fonte: BUSHONG, S. C. Ciência
radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier Editora Ltda., 2010.)
 Imagem anatômica do tórax no padrão TG 18-GH para estudo avaliativo do monitor.
(Fonte: BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para tecnólogos. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier
Editora Ltda., 2010.)
 Controle de qualidade pelo tecnólogo
Para a garantia do ideal funcionamento do dispositivo digital de vídeo, é primordial o aperfeiçoamento regular do programa de
controle de qualidade. Devendo conter:
Testes de aceitação do físico médico para todo monitor digital.
Testes de controle de qualidade de rotina pelo pro�ssional técnico.
Avaliação periódica do programa de Controle de Qualidade (CQ) por um físico quali�cado.
Apesar dos programas CQ serem desejados de forma ampla e extensa, as veri�cações diárias das telas sob a modelagem TG
18-CQ são imprescindíveis. A breve avaliação feita pelo pro�ssional técnico deve fornecer alterações macroscópicas na
performance do sistema.
Exemplo
Exempli�cando: qualquer alteração no controle de qualidade do detalhamento do contraste é um possível indicativo de
funcionamento errôneo do sistema, o que torna os testes diários realizados pelo físico médico ou pela equipe de engenharia
obrigatórios.
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Atividade
1. O retorno de luminância das telas e as medidas de uniformidade requerem o uso de um equipamento conhecido como
fotômetro. Existem dois tipos de fotômetros que são geralmente usados. Quais são eles?
a) Longo alcance e o microscópio.
b) Pouco alcance e telescópio.
c) Longo alcance e telescópio.
d) Pouco alcance e microscópio.
e) Pouco alcance e macroscópio.
2. Para um funcionamento de qualidade do dispositivo digital de vídeo, é de extrema importância o aperfeiçoamento regular do
controle de qualidade. O que ele deve conter?
a) Testes de controle de qualidade de rotina pelo físico e testes de aceitação do físico médico para todo monitor.
b) Avaliação periódica do programa de CQ por um tecnólogo qualificado e testes de aceitação do físico médico para todo monitor.
c) Testes de aceitação do físico médico para todo monitor e testes de controle de qualidade de rotina pelo profissional técnico.
d) Avaliação periódica do programa de CQ por um tecnólogo qualificado e testes de controle de qualidade de rotina pelo profissional
técnico.
e) Testes de aceitação do tecnólogo para todo monitor e avaliação periódica do programa de CQ por um físico qualificado.
3. As telas de vídeo possuem uma luminosidade que é determinada na energia produzida exclusivamente pelo próprio dispositivo.
Mas a luz natural ajuda no re�exo do monitor, dependendo das propriedades de exibição do sistema. Essa re�exão pode ser de
duas formas. Quais são elas?
a) Especular ou difusa.
b) Especular ou infusa.
c) Espelhada ou difusa.
d) Dispersa ou espelhada
e) Infusa ou espelhada.
Notas
Referências
GONZALEZ, R. C.; WOODS, R. C. Processamento digital de imagens. 3. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010.
SANTOS, G. C. Manual de radiologia: fundamentos e técnicas. São Paulo: Yends, 2008.
SOLOMON, C.; BECKON, T. Fundamentos do processo digital de imagens. Rio de Janeiro: LTC, 2013.
Próxima aula
Artefatos na imagem radiográ�ca digital;
Artefatos na imagem radiográ�ca digital;
Fatores de qualidade da imagem digital.
Explore mais
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