De ce radiologii ar trebui sa foloseasca ecrane de diagnostic medical pentru a interpreta radiografii?

Primim aceasta intrebare tot timpul: De ce ar trebui sa platesc mii de dolari pentru un monitor de uz medical pentru a interpreta imagini medicale, daca pot cumpara un monitor comercial, de raft (COTS) cu aspect foarte placut de la magazinul local de computere? Am rezumat acest argument la sase motive importante, bazate pe argumente critice, care speram ca sunt simple de inteles si de explicat colegilor radiologi sau administratorilor care au putine cunostinte tehnice.

Un monitor comercial nu afiseaza toate informatiile anatomice critice de care radiologii au nevoie pentru a diagnostica afectiunile medicale cu cea mai mare acuratete si incredere.

Dupa cum sugereaza si numele, monitoarele COTS sunt destinate automatizarii birourilor, pentru a afisa documente care sa arate ca o pagina tiparita. Prin urmare, atributele de performanta sunt ponderate puternic pentru a fi cat mai luminoase posibil, astfel incat textul sa fie usor de rezolvat cu un efort ocular minim.

Ecranele comerciale ating luminozitatea maxima cu mult inainte ca intrarea placii grafice sa atinga valoarea maxima de intrare. Amintiti-va ca o placa grafica tipica poate afisa 256 de valori de intrare diferite, fiecare reprezentand o parte distincta de informatii diagnostice valoroase. S-a observat ca monitoarele COTS ating luminozitatea maxima la o valoare de intrare de pana la 200, ceea ce inseamna ca valorile 201 pana la 255 sunt mapate la aceeasi valoare de luminozitate. Drept urmare, 20% din toate datele sunt decupate sau pur si simplu eliminate.

In contrast, monitoarele de uz medical sunt calibrate pentru a mapa fiecare pixel distinct individual in ceva ce puteti detecta, mai degraba decat sa urmeze raspunsul natural al unei iesiri de placa grafica. Din pacate, este normal ca raspunsul natural al monitorului COTS – necorectat la standardul Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) – sa produca aceeasi valoare de luminozitate (masurata) pentru mai multe valori secventiale. De exemplu, punctele plate din curba de raspuns sunt deosebit de evidente in intervalul scazut de valori de intrare, cum ar fi primele 160 din 256 de valori.

Care este impactul unui raspuns plat? Sa luam, ca exemplu cu un monitor COTS, valorile pixelilor 101, 102, 103, 104 si 105. Acestea ar putea fi mapate intr-o singura valoare de luminozitate pe ecran. Daca un pacient are un nodul usor, care altfel ar fi identificat printr-o diferenta de valoare de intrare intre 102 si 105, acesta va disparea pe un monitor COTS, deoarece nu exista nicio distinctie intre aceste valori pe ecran. Nota: Deoarece majoritatea informatiilor clinice din modalitatile de imagistica se afla in primele 50% din intervalul de luminozitate, acest lucru inseamna ca aceste valori ale pixelilor se afla in cele mai critice zone in care capacitatea de a rezolva pixelii la valori de luminozitate diferite este compromisa.

In concluzie, potentialul de a rata informatii diagnostice critice, atat la luminozitate ridicata, cat si din cauza punctelor plate din raspuns, este cel mai important motiv pentru a nu lua in considerare nici macar un monitor COTS. Prima cerinta pentru monitoarele de afisare de diagnostic este de a insista asupra unui monitor care este calibrat la standardul DICOM, care mapeaza cu adevarat fiecare dintre valorile pixelilor diferite intr-o valoare de luminozitate pe ecran care este detectabila de ochiul uman ca fiind vizibil diferita. Cel mai bine este ca producatorul sa calibreze monitorul pentru a permite maparea optima a celor trei canale RGB in curba conforma DICOM.

Multe monitoare COTS nu au intervalul dinamic de luminozitate necesar.

Iesirea maxima de lumina a unui monitor este specificata folosind unitatea de candela pe metru patrat (cd/m2). Un ecran comercial de buna calitate poate atinge 300 cd/m2, uneori mai mult daca esti norocos. Aceasta valoare maxima de 300 cd/m2 se afla la capatul inferior a ceea ce poate atinge orice monitor de uz medical – acestea ar putea ajunge pana la 2000 cd/m2 sau mai mult.

De ce avem nevoie de atat de multa luminozitate? Cand un ecran este calibrat la DICOM, un procent din raspuns se pierde in procesul de mapare. La 300 cd/m2 si dupa aplicarea corectiilor DICOM, se poate astepta ca valoarea maxima a luminozitatii sa scada cu aproximativ 10 pana la 20%.

Ochiul uman are un raport de contrast de 250:1 in conditiile ambientale ale mediului de vizualizare. Presupunand ca ecranul comercial ar fi conform DICOM cu software aftermarket, raportul de luminozitate al ecranului si al ochiului ar fi foarte apropiat. Cu toate acestea, lumina ambientala reduce capacitatea de a vedea informatii cu contrast scazut. Acest exemplu particular ar trebui sa fie intr-o camera cu lumina scazuta pentru a atinge un raport de luminozitate de 250:1 care sa tina cont de lumina ambientala.

Ecranele de diagnostic functioneaza intre 400 si 600 cd/m2, corectate la DICOM, cu potential de luminozitate de rezerva pentru o durata de viata extinsa la acele niveluri. Chiar daca un monitor este calibrat, daca nu exista suficiente puncte in care sa mapezi datele pixelilor, vei decupa o parte din informatii. De exemplu, daca vrei sa mapezi 256 de valori de pixeli in scara de gri, dar ai doar 200 de puncte disponibile, vei pierde acele informatii.

Intervalul dinamic necesar depinde de locul in care folosesti monitorul. Cu cat lumina camerei este mai deschisa si mai luminoasa, cu atat vei pierde mai multe informatii in intuneric, deoarece pur si simplu nu vei putea distinge detaliile. Exista o solutie simpla pentru aceasta. Calibrarea tine cont de lumina camerei si mapeaza cea mai scazuta valoare a pixelului in ceva ce poti detecta. Intregul interval este deplasat, ceea ce este important atunci cand il folosesti intr-o zona luminoasa, cum ar fi o camera de urgenta sau o unitate de terapie intensiva.

De asemenea, este benefic sa ai o anumita marja de eroare la intervalul dinamic, pe care monitoarele de uz medical o ofera, deoarece sursa de lumina a monitorului va scadea in timp. Prin urmare, luminozitatea maxima pentru a facilita maparea intregului interval de date ar trebui sa fie de aproximativ 350 cd/m2, presupunand ca folosesti monitorul intr-un mediu intunecat. Daca il folosesti intr-o zona luminoasa sau daca vrei sa te asiguri ca ai o anumita marja de eroare pentru a facilita scaderea iesirii monitorului pe o perioada de cativa ani, s-ar putea sa vrei sa optezi pentru o luminozitate maxima de 450 pana la 500 cd/m2. Un monitor de uz medical ajusteaza de obicei iesirea de lumina pentru a compensa variatiile de pornire in iesire.

Cu monitoarele COTS, iesirea de lumina a unui monitor variaza pe masura ce temperatura trebuie sa se stabilizeze timp de aproximativ 30 pana la 60 de minute dupa pornirea echipamentului. Poti lasa monitorul pornit zi si noapte sau il poti porni automat cu o ora inainte de utilizare. Cu toate acestea, oricare dintre metode va reduce drastic durata de viata a monitorului.

Monitoarele de uz medical de inalta calitate au de obicei un mecanism de feedback incorporat care masoara iesirea de lumina si ajusteaza curentul electric la sursa de lumina pentru a crea aceeasi iesire.

Prin urmare, a treia cerinta este de a avea un monitor de uz medical cu un stabilizator de iesire de lumina.