Transcript Vaccara - Associazione Italiana di Fisica in Medicina

Corso Regione Liguria AIFM
“Nuove apparecchiature di diagnostica radiologica: aggiornamenti delle
procedure di quality assurance e dosimetria”
CONTROLLI DI QUALITÀ DEI SISTEMI
DI IMAGING IN DIAGNOSTICA
RADIOLOGICA
Elena M. L. Vaccara
19/02/2014
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Refertazione soft-copy
 Macchine diagnostiche forniscono immagini di alta qualità
 Sistemi di trasferimento all’avanguardia
 Questa qualità deve essere in grado di raggiungere
l’osservatore (il medico che referta a monitor), per non
vanificare l’effetto.
 La refertazione soft-copy comporta la valutazione degli
esami radiologici su monitor di elevata qualità
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Garanzia della qualità (D.Lgs. 187/00)
 L’esperto in Fisica Medica da sempre effettua le
prove per i sistemi di visualizzazione delle
immagini diagnostiche, “ultimo anello della
catena”:
 Pellicole e Sviluppatrice
 Diafanoscopi e Stampanti
 Oggi:
 AAPM TG 18 “Assesment of disdplay performance for medical
imaging systems: executive summary of AAPM TG18 report” (2005)
 EUREF “European guidelines for quality assurance in breast
cancer screening and diagnosis”, FourthEdition (2006 )
 Norma Italiana CEI EN 62563-1 “Apparecchi
elettromedicali – Sistemi di visualizzazione delle immagini mediche”
(2010)
 Report 9 AIFM “Sistemi per la visualizzazione delle immagini
mediche – protocollo per i Controlli di Qualità” (2013)
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Oggetto dei Controlli di Qualità
 Workstation di refertazione/Clinical
Review composta da:
1. Insieme di monitor di visualizzazione (Liquid Cristal
Display LCD o Cathod Ray Tube CRT)
2. Scheda video di pilotaggio
3. Calcolatore dotato di hardware e software di controllo
e calibrazione relativamente alla sola gestione della
visualizzazione
 Classificazione Monitor (AAPM)
 PRIMARI se progettati ed utilizzati per scopi diagnostici e di
refertazione
 SECONDARI se utilizzati solamente per revisione o acquisizione
di immagini mediche, senza finalità di refertazione diagnostica
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Norma CEI EN 62563-1 (2010)
 La norma si applica ai dispositivi
diagnostici e clinical review, che -di
conseguenza- prevedono specifici
requisiti in termini di qualità
d’immagine
 La norma NON si applica ai
sistemi per la visualizzazione
 montati in testa
 utilizzati per confermare la posizione
 utilizzati per il funzionamento del
sistema
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Metodi di valutazione
 Metodi di valutazione per le
prove dei sistemi di
visualizzazione:
 Prove visive con Monoscopi
 Prove quantitative con
strumentazione di base
(Luxmetro, Misuratore di
Luminanza, Colorimetro)
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Report n°9 AIFM
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Operazioni preliminari
 Illuminamento ambientale
 Se elevato, può alterare il contrasto
percepito
 Solo luci diffuse
 Posizionamento dei Monitor in
modo da
 evitare riflessioni di ogni tipo di
sorgente (lampade, diafanoscopi,
finestre…)
 evitare Campi EM in caso di CRT
(Cathode Ray Tube)
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Illuminamento (I)
 Illuminamento è la quantità di
luce visibile che incide su una
superficie (lux nel S. I.).
 Modalità di misura:
A. Luxmetro –posto al centro
dello schermo spentoperiodicamente tarato con
 intervallo 1-1000 lux
 precisione almeno pari al 5%
 accuratezza almeno pari al 10%
B. Sensore di I integrato
 Per verificare la corretta risposta è
necessaria una sorgente diffusa di
luce (es. diafanoscopio portatile)
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Calibrazione
Interconfronto Luxmetri in
dotazione
Misure conUnfors Platinum Xi
350
y = 1,13x - 0,77
R² = 1,00
300
250
200
150
100
50
0
0
50
100
150
200
250
300
350
Misure con LX Plus Wellhofer calibrato
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Limiti di Illuminamento
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Illuminamento misurato
Sala Refertazione
Mammo con finestra :
CQ settimanali
Sala Refertazione
non Mammo: CQ
annuali
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Sale CT Somatom Definition Flash (Siemens)
 Box refertazione
 Singola postazione in
assenza di finestre e con
luci diffusa
 15lux < Iamb < 60lux
 Altre sale CT
 Criticità:
 Presenza di finestre
Iamb > 100lux
 Soluzione:
 pellicole opache
Iamb~30lux
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Luminanza
 L=Luminanza (cd/m2 nel S.I.)
è il flusso luminoso emesso da una
superficie per angolo solido
unitario, in una data direzione.
 Si misura con sensore di L
periodicamente tarato con

Intervallo 0.05-1000 cd/m2
 Precisione almeno pari a 5%
 Accuratezza almeno pari a 10%
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Emissione di luce
 Lmin: luminanza minima, pixel nero (0)
 Lmax: luminanza massima, pixel bianco (4096)
 Lamb: luminanza riflessa a monitor spento a causa
dell’illuminazione ambientale
 Superfici Lambertiane:Una caratteristica importante della
luce emessa da una superficie è la sua distribuzione spaziale.
 Quando l’intensità luminosa emergente da una superficie varia col coseno
dell’angolo di vista, la luminosità della superficie appare uniforme
rispetto all’angolo di vista.
 Questo fatto è rilevante per le modalità operative di
misura:
 poiché con le superfici lambertiane (CRT) la luminanza non dipende
dall’angolo di vista, si possono usare fotometri con angolo grande e il
posizionamento degli stessi non è critico.
 Per superfici non Lambertiane (LCD) è critico il posizionamento e la
scelta dello srumento
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Luminanza
 I monitor delle workstation per le applicazioni
radiologiche devono avere caratteristiche di
luminanza tali che
 Lmax sia il più elevato possibile, per migliorare
la sensibilità di contrasto
 Lmin sia il più basso possibile in modo che
l'intervallo dei livelli di luminanza presenti in una
immagine sia ampio
dispositivo
Range di L max(cd/m2)
Monitor PC
100-200
Monitor Medicali
200-600
Monitor Mammo
250-650
Diafanoscopi
2000-6000
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Contrasto visualizzato
Un alto rapporto di contrasto (Lmax/Lmin)
garantisce una maggior differenza di luminanza tra
due livelli di grigio
migliore discernimento
 Lmin non può essere abbassata a piacere: i toni scuri
verrebbero coperti dalla luce ambientale riflessa.
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Lamb  Lmin
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necessaria alta luminanza massima
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Risposta in Luminanza
Modalità di misura
Report N° 9 AIFM
A. Misura a contatto di L
B. Misura telescopica di L’ a ~30cm
 L’ tiene conto del contributo di Lamb alla Luminanza percepita
dall’osservatore, L’ = L + Lamb
C. Con i sensori integrati da testare
con misure indipendenti con
sensore esterno
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Luminanza Max e r’
• Periodicità Annuale tranne
Parametro
Monitor
Primario
Monitor
Secondario
Lmax
≥ 170 cd/m2
≥ 100 cd/m2
r’=L’max/L’min
≥ 250
≥ 100
per Mammo: Semestrale
• Materiale:
•
TG18-LN01/18 da 12 bit con
valori noti di PV e
proporzionalmente
crescenti da 0 a 4096
(visualizzazione WL=2048WW=4080)
• Fotometro con sensore L/ I
• Monitor a colori per cui
non sia applicabile il criterio su
Lmax, dovrebbe essere comunque
valido quello su r’
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Esito dei controlli 2013
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LCD vs. CRT
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Digital Imaging and Communications in Medicine
(DICOM)
Part 14: Grayscale Standard Display Function
 Scopo: definire la GSDF che permette di conoscere a priori come i p-
values vengono trasformati in luminanza da parte di un sistema
standard di visualizzazione per garantire una consistenza di
visualizzazione fra sistemi diversi e per ottimizzare la visibilità in
base alla sensibilità di contrasto dell’osservatore.
 Basata sul modello di Barten della visione umana, tiene in
considerazione la capacità dell’osservatore di percepire il contrasto
per ottimizzare la visibilità in base alla sensibilità di contrasto
dell’osservatore. Funzione creata in modo da garantire una
percezione lineare, non linearizza la luminanza in sé, ma la
percezione che l’osservatore medio ha di essa. Questo
procedimento è chiamato linearizzazione percezionale.
 L’occhio umano infatti è meno sensibile nelle zone scure
dell’immagine rispetto alle zone chiare, distinguendo un maggior
numero di dettegli in queste ultime.
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Conformità della GSDF
 La scala dei grigi dell’immagine deve essere percepita
dall'occhio umano in modo lineare → uguale
differenza in grigi = differenza percepita
LIMITI
Max Scarto GSDF
(Primari)
Max Scarto GSDF
(Secondari)
Mammo
±10%
±10%
Altro
±15%
±30%
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Calibrazioni home-made
• Sistema in esame composto da
 Monitor Barco MFGD5621 (5MP)
 Backlinght lifetime=11159h
 Scheda Grafica BarcoMed 5MP2FH
 Software di controllo MediCal QAWeb
Barco
 Conformità a GSDF con misure
a contatto con sonda esterna
 Misura non conforme ai limiti
(MaxDev=28%)
 Effettuata Calibrazione GSDF con
software installato localmente
 Misura conforme a seguito della
calibrazione (maxDev=3.5%)
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Parco ws eterogeneo
 WS molto diverse fra loro:
 Monitor (fig. dal top di
gamma al display clinical
review)
 Schede video
 Calcolatori (Sistemi operativi
Windows 7/Linux)
 Le misure di L richiedono
tempo, pertanto con le
tecnologie attuali è
possibile
 l’automazione con sensore
integrato di L
 la gestione in remoto i CQ su
server centralizzato
Barco
DELL
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Eizo
NEC
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TOTOKU ViewSonic
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Gestione CQ
 Consente di effettuare:
 Calibrazione DICOM
 Impostazione del tipo di sala
di refertazione
 Impostazione Lmax
 Verifica
 del punto di bianco
 conformità DICOM
 illuminamento ambientale
 Non consente valutazioni:
 Test pattern
 Bad pixel
 Uniformità di Luminanza
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Bad Pixel
 3tipi di pixel difettosi:
1. Sub-pixel normalmente
in stato di Lmax (TGUN10)
2. Sub-pixel normalmente
in stato di Lmin (TGUN80)
3. Sub-pixel non
funzionante
correttamente (diverso
da A e B con gli stessi
monoscopi)
 Annotare
 N° pixel difettosi
 Posizione nello schermo
 Limiti:
 Cluster di pixel difettosi
non sono tollerati
 Vedere sempre l’accordo
con le specifiche del
costruttore
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Uniformità di L
 Verifica dell’uniformità
su larga scala con 5
misure di L o L’
 Immagini Test
 TG18-UN10 ossia
immagine uniforme
pari al 10% del valore
max
 TG18-UN80 ossia
immagine uniforme
pari al 80% del valore
max
( Lmax  Lmin )
D
100
( Lmax  Lmin ) 2
Uniformità
accettabile
auspicabile
<30%
<20%
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Esito del CQ Uniformità
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Valutazione del rumore
 Monoscopio TG18-AFC
 Si cercano i dettagli con
minime differenze di L
percepibili in funzione della
loro dimensione a 30cm
 Limiti per M. Primari:
 d.e. visibili almeno 15/16
dettagli nelle ROI ai 4 angoli
 In almeno 3 quadranti tutti i
dettagli d.e. visibili
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Risoluzione Spaziale
 Capacità di rappresentare i
dettagli spaziali di
un’Immagine è legata a
 al N° di pixel
 alla reale estensione spaziale
di ciascun pixel
 Con TG18-QC o TG18-CX si
valutano
 il grado di “sfumatura” dei
dettagli cosiddetti “Cx” per
visualizzazione 1:1 (eventualmente
con lente d’ingrandimento)

La visibilità delle coppie di linee a
frequenza di Nyquist e la sua metà
Parametro
M. Primari
M. Secondari
cx
0-4
0-6
lp
Completamente visibili
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Valutazione generale:
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Acceptance Test Report
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Acceptance Test Report
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Conclusioni
 In base alla nostra esperienza le prove di base sui sistemi
di imaging richiedono un tempo-uomo di ~45’-
60’/postazione
 Come sottolineato nel Report n°9:
 I sensori integrati e la gestione remota dei CQ non
possono sostituire le misure fisiche, ma integrarle con verifiche
più frequenti
 La Norma CEI 62563 è
 un’arma importante per pretendere i requisiti minimi in
conformità alla “regola dell’arte” dei sistemi di imaging per
uso Diagnostico
 Come suggerito nella recente newsletter AIFM, sarebbe
auspicabile una nostra partecipazione alla stesura
dei documenti normativi CEI (nel comitato
apparecchiature elettriche per uso medico: SC62B)
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Grazie per l’attenzione!!!
ZZZ
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