CONTROLLI DI QUALITÀ DEI SISTEMI DI IMAGING IN DIAGNOSTICA RADIOLOGICA

Transcript

1 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 1

2 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 2

3 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 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) 3

4 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 4

5 Norma CEI EN (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 5

6 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) 6

7 Report n 9 AIFM 7

8 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) 8

9 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 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) 9

10 Misure conunfors Platinum Xi Calibrazione 350 Interconfronto Luxmetri in dotazione y = 1,13x - 0,77 R² = 1, Misure con LX Plus Wellhofer calibrato 10

11 Limiti di Illuminamento 11

12 Illuminamento misurato Sala Refertazione Mammo con finestra : CQ settimanali Sala Refertazione non Mammo: CQ annuali 12

13 Sale CT Somatom Definition Flash (Siemens) Box refertazione Singola postazione in assenza di finestre e con luci diffusa 15lux < I amb < 60lux Altre sale CT Criticità: Presenza di finestre I amb > 100lux Soluzione: pellicole opache I amb ~30lux 13

14 Luminanza L=Luminanza (cd/m 2 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 cd/m 2 Precisione almeno pari a 5% Accuratezza almeno pari a 10% 14

15 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 15

16 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/m 2 ) Monitor PC Monitor Medicali Monitor Mammo Diafanoscopi

17 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. Lamb 2 L 3 min necessaria alta luminanza massima 17

18 Risposta in Luminanza Modalità di misura A. Misura a contatto di L Report N 9 AIFM B. Misura telescopica di L a ~30cm L tiene conto del contributo di Lamb alla Luminanza percepita dall osservatore, L = L + L amb C. Con i sensori integrati da testare con misure indipendenti con sensore esterno 18

19 Luminanza Max e r Periodicità Annuale tranne per Mammo: Semestrale Parametro Monitor Primario Monitor Secondario Materiale: TG18-LN01/18 da 12 bit con valori noti di PV e proporzionalmente crescenti da 0 a 4096 (visualizzazione WL=2048- WW=4080) Fotometro con sensore L/ I L max 170 cd/m cd/m 2 r =L max /L min Monitor a colori per cui non sia applicabile il criterio su L max, dovrebbe essere comunque valido quello su r 19

20 Esito dei controlli

21 LCD vs. CRT 21

22 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. 22

23 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% 23

24 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%) 24

25 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 Barco DELL Eizo NEC TOTOKU ViewSonic server centralizzato 25

26 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 26

27 27

28 Bad Pixel 3tipi di pixel difettosi: 1. Sub-pixel normalmente in stato di Lmax (TG- UN10) 2. Sub-pixel normalmente in stato di Lmin (TG- UN80) 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 28

29 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 D ( L ( L max max L L min min ) 100 ) 2 accettabile auspicabile Uniformità <30% <20% 29

30 Esito del CQ Uniformità 30

31 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 31

32 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 lp Completamente visibili 32

33 Valutazione generale: 33

34 Acceptance Test Report 34

35 Acceptance Test Report 35

36 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 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) 36

37 Grazie per l attenzione!!! ZZZ 37