Dieci anni di esperienza nella gestione dei controlli di qualità dei monitor e.oltre

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1 Innovazioni tecnologiche e Assicurazione di Qualità dei Monitor per la Refertazione in Diagnostica per Immagini Monza 20 novembre 2012 Dieci anni di esperienza nella gestione dei controlli di qualità dei monitor e.oltre Dr.ssa Nicoletta Paruccini S.C. di Fisica Sanitaria A.O. San Gerardo Monza n.paruccini@hsgerardo.org

2 2003 installazione PACS Tesi di laurea in fisica su monitor di refertazione Francesco Bonsignore Report TG18 AAPM bozza RX proiettiva e PS: n 6 CRT Barco MKII 5 MP B/N n 6 LCD Barco Coronis 3 MP B/N CT/RM/XA: n 14 EIZO FLEXSCAN L685EX non medicali 1.3 MP color 19 INCH 1280 x 1024 MEDICAL FLAT COLOR DISPLAY 1350 $

3 STRUMENTI DI MISURA Software di gestione e calibrazione e controlli di qualità Barco medical pro Software stand alone su ogni WS Strumento di misura per calibrazione e verifiche periodiche: colorimetro e fotometro a contatto X-rite DTP92 Range di luminanza: cd/m 2 Accuratezza +/ croma e 4% luminanza Nessuna informazione sull angolo di apertura!!!!! Calibrazione dello strumento?????? Confronto in fase di tesi con lo strumento di misura PMXIII L100 Range di luminanza: cd/m 2 Accuratezza: 5% Angolo di apertura: 3 Fotometro hagner telescopico Per misure telescopiche e di illuminamento Nessuna specifica

4 SPECIFICHE APPARECCHIATURA Il misuratore di luminanza deve essere sottoposto a calibrazione periodica, se previsto in accordo con le specifiche fornite dal produttore. La calibrazione deve essere riferibile ad uno standard di misura primario Range: 0.05 e 1000 cd/m 2, Precisione: 5% Accuratezza: 10% Angolo di apertura < 5 a contatto e <1 per focalizzazione a infinito EUREF, European guidelines for quality assurance in breast cancer screening and diagnosis Fourth Edition, European Communities, 2006 International Electrotechnical Commission (IEC), Medical Electrical Equipment Medical image display systems Part 1: Evaluation methods, IEC , 2009 Range: 0.05 e 1000 cd/m 2, Precisione: 1% Accuratezza: 5% Angolo di apertura < 5 a contatto e <1 per focalizzazione a infinito Report of the American Association of Physicists in Medicine (AAPM) Task Group 18, Medical Physics Publishing, Madison, WI, AAPM On-Line Report No. 03, April 2005.

5 Il misuratore di illuminanza deve essere sottoposto a calibrazione periodica, se previsto in accordo con le specifiche fornite dal produttore. La calibrazione deve essere riferibile ad uno standard di misura primario. Range: 1 e 1000 lux, accuratezza: 5% accordo con la risposta spettrale fotopica standard CIE: 3% una accuratezza del 5% entro 50 dalla direzione centrale Report of the American Association of Physicists in Medicine (AAPM) Task Group 18, Medical Physics Publishing, Madison, WI, AAPM On-Line Report No. 03, April Range: 1 e 1000 lux, accuratezza: 10% Precisione: 5% Risposta uniforme a sorgente di luce lambertiana International Electrotechnical Commission (IEC), Medical Electrical Equipment Medical image display systems Part 1: Evaluation methods, IEC , 2009

6 Il colorimetro deve essere sottoposto a calibrazione periodica, se previsto in accordo con le specifiche fornite dal produttore. La calibrazione deve essere riferibile ad uno standard di misura primario. Range: 1 e 1000 cd/m 2, accuratezza: nello spazio u, v Report of the American Association of Physicists in Medicine (AAPM) Task Group 18, Medical Physics Publishing, Madison, WI, AAPM On-Line Report No. 03, April Range: adatto alla scala di luminanza del monitor, accuratezza: nello spazio u, v o nello spazio x, y International Electrotechnical Commission (IEC), Medical Electrical Equipment Medical image display systems Part 1: Evaluation methods, IEC , 2009

7 Controlli eseguiti in fase di accettazione : geometria dell immagine (immagine test TG18-QC) risposta di luminanza (immagine test TG18-LN) uniformità della luminanza risoluzione spaziale (immagine test TG18-QC) rumore (immagine test TG18-AFC) veiling glare (immagine test TG18-GV) riflessione del monitor e illuminazione ambientale (immagine test TG18-AD)

8 PROBLEMI DI CONFIGURAZIONE E CALIBRAZIONE Software di calibrazione BARCO Monitor EIZO

9 Risultati Lmax ok: Contrasto OK: > cd/m 2 LCD color 280 cd/m 2 CRT 450 cd/m 2 LCD BN CRT molto elevato L min bassa Risposta in luminanza entro 10%-12% Uniformità: entro 30% CRT: max 4.3% LCD BN 18-20% LCD color: 10-15% Risoluzione spaziale: test CX: OK CX =0 LCD CX da 0-3 CRT Misure quantitative per CRT fuori tolleranza

10 Risultati: Cromaticità: solo su monitor colore per limitazioni del software fuori tolleranza misura quantitativa, valutazione visiva : ok Su LCD BN evidente dominanza cromatica diversa su coppie di monitor FASTIDIO Accoppiamento monitor per dominanza cromatica Immagini diagnostiche permettono una visibilità migliore della dominanza cromatica rispetto a immagine TG18-CQ Dipendenza angolare: confrontabili EIZO e Barco LCD intorno a 45-50

11 osservazioni dei medici radiologi I criteri di valutazione considerati sono i seguenti: Ginocchio Contrasto globale dell immagine Nitidezza globale dell immagine Riproduzione dei dettagli trabecolari Riproduzione dei tessuti ossei Riproduzione dei tessuti molli Torace Contrasto globale dell immagine Nitidezza globale dell immagine Bordi mediali delle scapole Riproduzione dell intera cassa toracica superiormente al diaframma Riproduzione visivamente nitida delle strutture vascolari dei polmoni, particolarmente i vasi periferici Riproduzione nitida della trachea e dei bronchi prossimali Riproduzione nitida del profilo del cuore e della aorta Riproduzione nitida del diaframma Visibilità del polmone retrocardiaco e strutture mediastiniche Visibilità della colonna vertebrale attraverso l ombra cardiaca Visibilità dei dettagli fini nell intero polmone, incluse le aree retrocardiache Visibilità di dettagli lineari e reticolari alla periferia del polmone

12 osservazioni dei medici radiologi GOLD STANDARD: PELLICOLA test T di Student per dati appaiati Nel complesso si può affermare che non vi sia alcuna perdita di qualità percepita con il passaggio alla refertazione a monitor.

13 Controlli eseguiti con periodicità semestrale : (eccetto mammografia per cui le prove di costanza sono trimestrali) geometria dell immagine risposta di luminanza uniformità della luminanza risoluzione spaziale rumore riflessione del monitor e illuminazione ambientale TEMPO DI ESECUZIONE DEI CONTROLLI: per ogni controllo PERSONALE COINVOLTO: FISICO E TECNICI FISICA SANITARIA 14 x 2 x 60 = 28 ORE/ANNO

14 Problemi: Software di calibrazione: periodica reinstallazione, perdita dei valori di baseline ecc Instabile interruzione delle procedure di misura. Necessita occupazione della ws (sia per controlli che per reinstallazione) Guasto colorimetro, sostituzione con dispositivo usato, calibrazione non nota. LCD color non medicali: Lmax <170 cd/m 2 dopo 2 anni LCD BN: uniformità, polvere e sporco lungo i bordi dei monitor (4 anno) CRT: risoluzione spaziale CX fuori tolleranza (5 anno) Spazio macchina!!!!! soprattutto PS

15 Decadimento della qualità luminanza (cd/mq) LCD Barco CRT Barco LCD Eizo Espo. (CRT Barco) Espo. (LCD Eizo) Espo. (LCD Barco) tempo di utilizzo (ore)

16 Decadimento della qualità 290 Lmax (MONZA) Lmax (BASSINI) Lmax (cd/m2) ore di utilizzo monitor eizo Monitor non medicali: pur essendo di alta qualità, per raggiungere le specifiche minime devono lavorare a % di luminosità Non c è margine per il decadimento Faticosa sostituzione con monitor con analoghe caratteristiche

17 TG18-AFC: Rumore Quando Lmax <170 Perdita degli inserti nel terzo quadrante E una valutazione di basso contrasto

18 Profondità di bit 8 bit = 256 livelli di grigio 10 bit= 1024 livelli di grigio Windows 95, XP gestiscono la visualizzazione a 8 bit Increasing the Number of Gray Shades in Medical Display Systems How Much is Enough? 2007 Human observers are able to discriminate between 700 and 900 simultaneous shades of gray for the available luminance range of current medical displays and in optimal conditions. Therefore, it has no use to simultaneously display more than 10 bits of gray (1,024 gray shades) because this already exceeds the capabilities of the human visual system. To be able to perceive these 900 simultaneous shades of gray, calibration of medical display systems has shown to be extremely important. Accurate calibration requires approximately 11 bits of inherent display grayscale resolution. In addition, we have demonstrated that effects such as viewing angle-dependence and spatial noise can significantly decrease the calibration accuracy. These effects are far more important than the difference between using a palette of 11 or 12 bits of gray.

19 TG18-MP: depth resolution 3 marker: 10 bit 5 marker: 8 bit

20 Ergometria e illuminamento ambientale Ambiente di lavoro: troppi riflessi e illuminamento e L amb non idonea. Rumorosità elevata Ristrutturazione sala referti con box. Lavoro congiunto con servizio di prevenzione e protezione

21 Maggio 2010 upgrade PACS installazione nuovi monitor 16x2 MDCC MP color 3 MDCC 610 DL 6MP color + workstation mammografiche preesistenti 1x2 EIZO radiforce GS520 Mammografici 1x2 BARCO MFGD 5621 HD Mammografici Stesso partner commerciale Numero e tipologia di monitor: decisione del radiologo

22 PACS installazione nuovi monitor Intervento fisica sanitaria (FATICOSO) Richieste: 1.Misuratore di luminanza, illuminanza e colorimetro serio 2.Tutti con sonda interna per calibrazione e verifica del bianco e curva di risposta da remoto 3.software per calibrazione e controlli di qualità da remoto Qaweb

23 1 Complete measuring kit for luminance and color measurements at image display devices (black/white and color) according to DIN V (acceptance tests) and IEC (constancy tests), AAPM TG18. Misure di luminanza a contatto e a distanza e misure di illuminanza

24 2 Sensore frontale sonda interna per calibrazione sensore posteriore -La calibrazione è eseguita in posizione frontale -si hanno informazione su matrice di TFT Sensore di piccole dimensioni: -Ridotta accuratezza -Misura puntuale (1 lampada). No informazioni su uniformità -Posizione periferica Sensore di ampie dimensioni: -Accuratezza -uniformità (3 lampade) -Posizione centrale -La calibrazione non è eseguita in posizione frontale -non si hanno informazione su matrice TFT

25 Idea: meno tempo macchina, meno tempo uomo Calibrazione, bianco e curva di luminanza sotto controllo da remoto. Intervento per la verifica con strumento di misura esterno calibrato. Periodicità : 1 volta all anno in corrispondenza alle valutazioni visive con immagini di test TG18.

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31 Problemi: Gestione del server remoto e installazione qaweb01 da ditta che gestisce PACS (non barco) e SIA. Innumerevoli disconnessioni WS e server. Crash del server Release di Software diverse e non prontamente installate Policy modificate senza nostro consenso Monitor mammografici EIZO (non è possibile eseguire nulla da remoto COMPATIBILITà DIVERSE DITTE) Monitor mammografici Barco (licenza base: non è possibile eseguire nulla da remoto- solo calibrazione fast).

32 Allerte: Allerta tramite mail solo per sconnessione delle WS. Problemi di qualità immagine: Bad pixel su 3 monitor in fase di installazione. (sostituiti) Lag di risposta aumentato 6MP (sostituito). Riflessi Pulizia monitor

33 PIXEL NON FUNZIONANTI IEC : tipo A: sub-pixel normalmente in stato di luminanza massima tipo B: sub-pixel normalmente in stato di luminanza minima tipo C: sub-pixel non funzionante correttamente il cui comportamento non sia quello di tipo A o tipo B Per quanto riguarda la loro distribuzione sulla superficie dello schermo si definisce cluster l insieme di due o più pixel difettosi che rientrano in una ROI di 5x5 pixels TOLLERANZA Tipo monitor Primario 3 MP Tipo A Tipo B Tipo C Cluster con più di un difetto di tipo A,B o C ACCORDO CON IL COSTRUTTORE

34 PIXEL NON FUNZIONANTI classificazione norma ISO TOLLERANZA Massimo numero di difetti per tipo e per milione di pixels Cluster con Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3 più di un difetto di tipo 1 o tipo 2 I Classe monitor Cluster con difetti di tipo 3 II III IV

35 Corretto posizionamento della workstation Prima di procedere al controllo del monitor scegliere la posizione più adatta alla workstation: 1.Ridurre al minimo la presenza di riflessi speculari da sorgenti di luce diretta come luci posizionati sul soffitto, lampade, diafanoscopi, porte e finestre. 2.Ridurre gli effetti da campo magnetico intenso (CRT nelle vicinanze di uno scanner RM) 3.Vericare l ergonometria dell workstation (altezza dei monitor, distanza monitor-operatore) per evitare affaticamento e problemi al collo e schiena

36 Le grandezze fotometriche La fotometria è la disciplina che studia l energia luminosa e che si occupa quindi dell energia raggiante tenendo conto della sensibilità della retina, mentre la radiometria si occupa di tutta l energia raggiante, anche di quella invisibile. La grandezza fotometrica fondamentale è l intensità luminosa, la cui unità di misura nel Sistema Internazionale è la candela (cd). La candela è definita come l intensità luminosa, in una data direzione, di una sorgente che emette una radiazione monocromatica di frequenza Hz e la cui intensità energetica in tale direzione è di 1/683 W/sr.

37 Le grandezze fotometriche Il flusso luminoso è la quantità di energia luminosa irraggiata da una sorgente nell unità di tempo: l unità di misura del flusso luminoso è candela steradiante, chiamata lumen (lm), mentre l unità di misura della quantità di luce Q è il lumen secondo.

38 Intensità luminosa L'intensità luminosa è la grandezza fotometrica che indica come il flusso luminoso emesso da una sorgente è distribuito nelle varie direzioni. I = intensità luminosa della sorgente nella direzione individuata dal vettore s dω = angolo solido infinitesimo centrato nella direzione s 1 candela = intensità luminosa di una sorgente che emette entro un angolo solido di 1 sr una radiazione monocromatica di lunghezza d'onda λ = µm caratterizzata da un flusso energetico pari a 1/683 W. dφ = flusso luminoso infinitesimo emesso entro l'angolo solido infinitesimo dω. S.I. (candela)

39 Luminanza La luminanza è la grandezza fotometrica che esprime l'intensità luminosa di una superficie, così come appare all'osservatore. La luminanza di una superficie in una determinata direzione corrisponde, quindi, alla quantità di flusso luminoso emesso dall'area apparente unitaria nell'angolo solido unitario centrato in quella direzione.

40 Superfici lambertiane Una superficie è detta lambertiana se è caratterizzata da una luminanza indipendente dalla direzione: L = cost Luminanza nella direzione individuata dall'angolo ϑ: Superficie lambertiana Lϑ ϑ = Ln = cost

41 L illuminanza (o illuminamento) si riferisce, invece, a un flusso luminoso incidente per unità di superficie: si misura in lux, unità che corrisponde all illuminamento prodotto su di una superficie di un metro quadrato dal flusso di 1 lumen incidente perpendicolarmente. L illuminamento è utilizzato per descrivere la luce presente in un ambiente, considerando il flusso luminoso che cade perpendicolarmente alla superficie considerata. Lo schermo di un monitor, come anche la superficie di una scrivania o una parete possono essere tra le superfici considerate.

42 Quale livello di illuminamento? TG18 AAPM

43 SALA REFERTI MAMMOGRAFIA DIAFANOSCOPIO SPENTO ACCESO European guidelines for quality assurance in breast cancer screening and diagnosis 4 th Edition ambient light < 10 lux

44 SALA REFERTI TC

45 .quindi: Se c è una sorgente di luce in un ambiente di lavoro avrò un flusso luminoso che incide su una superficie (illuminamento). Ogni oggetto investito da questo flusso luminoso diviene un emettitore di flusso luminoso (luminanza) più o meno elevato in base alle sue caratteristiche di rifllettanza. (la superficie del monitor, le pareti della sala referti, la superficie della scrivania,..)

46 La riflessione può essere speculare o diffusa. La riflessione speculare è tipica dei metalli, specchi, specchi d acqua. La riflessione diffusa della luce da parte di una superficie è una riflessione non speculare ma viene diffuso su molte direzioni che possiamo descrivere come casuali. Un diffusore ideale (con riflettanza lambertiana) riflette la luce omogeneamente in tutte le direzioni Un oggetto bianco lucido in genere riflette non più del 5 o 10% della luce, e diffonde tutto il resto Un oggetto fatto da particelle che non assorbano la luce, come la carta, riesce a riflettere indietro quasi tutta la luce che riceve, ma in maniera diffusa, non specularmente.

47 Test visivo per la valutazione della presenza dei riflessi speculari Spegnere il monitor. Eseguire il test nelle condizioni di illuminamento abituale. Posizionarsi a cm dal monitor e entro un angolo di +/- 15 dall asse centrale. Verificare la presenza di riflessi sulla superficie del monitor (es. Camice bianco, luci presenti nella sala di refertazione). Non devono essere visibili oggetti ad alto contrasto. Se sono visibili riflessi di sorgenti di luce : la posizione della workstation non è appropriata. Se sono visibili riflessi di oggetti come il camice bianco o il badge identificativo: l illuminamento ambientale è troppo elevato e deve essere ridotto

48 Test visivo per la valutazione della presenza dei riflessi diffusi L effetto della riflessione diffusa sul contrasto dell immagine può essere studiata osservando l immagine TG18-AD in condizione di illuminamento normale e al buio completo (coprendo monitor e osservatore con un panno scuro). L immagine deve essere visualizzata a distanza di 30 cm. In entrambe le condizioni si devono vedere i medesimi inserti. Se in condizioni di illuminamento normale non si riescono a raggiungere le stesse prestazioni ottenute al buio, è necessario abbassare il livello di illuminamento.

49 SIIM 2011 Results of a New Quality Assurance (QA) Visual Test for Medical Displays Calibration Authors: Simone Busoni, PhD, Azienda Ospedaliero-Universitaria Careggi; Christian Fulcheri, MS, MD; Giacomo Belli, MS, MD; Danny Deroo, PhD; Tom Kimpe, PhD; Cesare Gori, MS, MD For each test, the optimum dataset of disk size values (between 8 and 20mm), background values (in DDLs) and disk contrast values (±2 and ±5 and ±7 JNDs) was defined in order to maximize visual test effectiveness. The number of patterns to be read to evidence a mis-calibrated display was defined as a function of the applied calibration luminance curve and of the ambient illuminance. For ambient light effect detection, the optimum background was set between 0 and 5 DDLs (for a 8bit image).

50 Misure di luminosità ambientale Coefficiente di riflessione speculare L R luminanza apparente dell immagine riflessa di una sorgente luminosa diffusa L 0 luminanza diretta della sorgente Il coefficiente di riflessione è stato misurato utilizzando il fotometro telescopico e una sorgente luminosa diffusa, nello specifico è stata utilizzata una torcia dotata di foglio diffusore. Barco CRT R s = ± Barco LCD R s = ± Eizo LCD R s = ± Sono valori di illuminanza molto bassi, adatti certamente per una sala di lettura di immagini radiografiche, ma assolutamente insufficienti se si considera l attività di dattiloscrittura del referto. Un aumento dell illuminanza si potrebbe compensare aumentando la luminanza minima del monitor, subendo però in tal modo una riduzione del rapporto di contrasto non potendo aumentare ulteriormente la luminanza massima. R S = L R L 0

51 Misure di luminosità ambientale Coefficiente di riflessione diffusa

52 Misure di luminosità ambientale Coefficiente di riflessione diffusa

53 Se un monitor calibrato, caratterizzato da Lmax e Lmin e un rapporto di luminanza LR =Lmax/Lmin è inserito in un ambiente con valore di illuminzanza ambientale E (lux), la luce ambientale riflette sulla superficie del monitor e produce una componente addizionale di luminanza emessa dal monitor. La luminzanza riflessa è L amb : Rd coefficiente di riflessione diffusa (cd / m2 per lux or sr 1) Rd (cd/m2 per lux) o sr^-1 LCD CRT Lamb (cd/m2) a 50 lux LCD CRT

54 Nuova tecnologia: da CRT a LCD LCD con contrasto su angoli ampi Da B/N a colore Lmax più elevati, Lmin più elevati ma LR più elevati Coefficienti di riflessione minori implicazioni su illuminamento ambientale e ergonometria Med. Phys. 34 (1) January 2007 A. S. Chawla and E. Samei: Optimization of ambient light conditions in reading rooms

55 ll rapporto di Iuminanza efficace in presenza di illuminamento è: L amb, therefore, riduce il rapporto di luminanza del monitor. condizione 1 Basato su caratteristiche del range dinamico del sistema visivo e su tipico range di luminanza di una pellicola radiografica con DO 0.1 a 2.5 Per garantire la calibrazione L min e L max indipendentemente dalle condizioni di illuminamento si pone la seguente condizione: condizione 2

56 LCD mammo 6MP C 2MP C 5MP BN CRT Lmin Lmax LR LR Rd 1.05E E E E-02 CRT lux condition lux condition Queste raccomandazioni assicurano un adeguato contrasto globale in presenza dì illuminazione ambientale. Inoltre, assicurano un adeguato livello di contrasto nelle regioni più scure delle immagini anche in presenza di un modesto aumento imprevisto o accidentale della luminosità ambientale. LIMITE: Viengono trascurate le variazioni dovute all accomodamento visivo del sistema occhio-cervello durante la visione delle immagini.

57 Luminanza e contrasto La differenza di luminanza in una immagine produce un contrasto C Utilizzando un segnale sinusoidale, C è definito come la differenza tra il max e min della luminanza diviso il valor medio una definizione alternativa è Michelson contrast

58 Luminanza e contrasto La capacità di percepire il contrasto da parte del sistema visivo varia con la luminosità, la frequenza spaziale e altri parametri di importanza secondaria. La probabilità di rilevazione cresce all aumentare dell intensità di modulazione; l andamento non è lineare e può essere descritto da una funzione psicometrica approssimabile alla funzione di probabilità gaussiana p = detection probability s = signal strength s0 = signal strength for a detection probability of 50% σ = standard deviation of the Gaussian distribution

59 Luminanza e contrasto Il livello di modulazione per cui la probabilitàdi rilevazione è50% èdefinita soglia di contrasto, C T L inverso della soglia di contrasto èla sensibilitàdi contrasto, C s. C T èquasi costante ad alti valori di luminanza, ma cresce rapidamente per valori inferiori alle 10 cd/m 2.

60 Luminanza e contrasto La percezione del contrasto varia anche al variare della luminanza media; il sistema visivo umano si adatta alla quantità media di luce che incide sulla retina. Questo processo è definito fixed adaptation, cioè uno shift della risposta neuronale all input luminoso. Un osservatore umano è in grado di adattarsi a un ampio intervallo di valori di luminanza, pari a diversi ordini di grandezza (da ~10-2 a ~ 10 4 cd/m 2 ). Per un dato stato di adattamento la funzione di risposta P può essere approssimata dalla funzione: L P = (L+ S) essendo L l'intensità luminosa incidente sulla retina e S una costante che dipende dallo stato di adattamento Flynn M.J., Kanicki J., Badano A., Eyler W.R., "High-fidelity Electronic Display of Digital Radiographs", Radiographics, 19, pp (1999)

61 Il radiologo osserva un ampio range di valori di luminanza relativi all immagine su monitor passando da regioni chiare a regioni scure in rapida sequenza arrivando ad adattarsi a un valore globale medio L adp corrispondente allo stato di accomodamento. Oltre all immagine, lo sguardo del radiologo si posiziona anche sulle superfici riflettenti posizionate intorno al monitor, pareti, scrivania La luminanza riflessa dalle superfici in condizione di illuminamento E è definita : R s is the diffuse reflection coefficient of a surface material in units of cd / m 2 per lux

62 Andamento di L adp con LR=600: debole dipendenza da E. L s dipende linearmente da E. La discrepanza tra L adp e L s determina notevoli variazioni dello stato di adattamento dell occhio quando lo sguardo passa da monitorimmagine radiografica alle superfici prossime alla workstation. condition 3 Minimizzare la differenza riduce l affaticamento visivo degli operatori coinvolti nell interpretazione delle immagini radiologiche per un tempo prolungato. Condizione 3 0

63 LCD LR=600 lux Condizione Condizione Condizione 3 R s >=0.2

64 CRT LR=600 lux Condizione 1 60 Condizione 2 35 Condizione 3 MAI

65 Room illumination in the lux range and surface diffuse - reflection coefficients in the practical range of sr 1 provide an ideal setup for typical LCDs. Future LCDs with lower diffuse reflectivity and with higher inherent luminance ratios can provide further improvement of ergonomic viewing conditions in reading rooms. A. S. Chawla and E. Samei: Optimization of ambient light conditions in reading rooms Medical Physics,

66 SALA REFERTI MAMMOGRAFICA DIAFANOSCOPIO SPENTO ACCESO Luminanza immagine : 12 cd/m 2 R d pareti chiare: 0.18 sr -1 Lux ottimali per ridurre stress visivo: lux???????????????????

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68 Ambient Lighting: Effect of Illumination on Soft-Copy Viewing of Radiographs of the Wrist Brennan AJR:188, February 2007

69 J Digit Imaging (2012) 25: The Effects of Ambient Lighting in Chest Radiology Reading Rooms Benjamin J. Pollard & Ehsan Samei 1-50 lux, monitor LCD Study findings suggest that a controlled increase of ambient lighting within darkly lit chest radiology reading rooms, to a level more suitable for performance of common radiological tasks, does not appear to have a statistically significant effect on nodule detection performance Object detectability at increased ambient lighting conditions Med. Phys. 35 6, June 2008 Benjamin J. Pollard Although preliminary, the results of both experiments suggest that an increase in reading room illuminance to a level of approximately lux may maximize radiologist comfort without sacrificing diagnostic performance

70 Comparison of Color LCD and Medical-grade Monochrome LCD Displays in Diagnostic Radiology Ha kan Geijer, Mats Geijer, Lillemor Forsberg, Susanne Kheddache, and Patrik Sund Journal of Digital Imaging,Vol 20, No 2 (June), 2007 we did not find any significant difference in image quality between a medicalgrade monochrome LCD display and a color LCD display of equal spatial resolution, neither with a contrast-detail phantom nor in a visual grading analysis when adjustment of the grayscale was used to its full potential.

71 L evoluzione della luce e della struttura IPS ha permesso la realizzazione di monitor colore con luminanza pqri ai monitor B/N, Il prezzo è confrontabile

72 Sistema visivo umano L occhio umano è simile a un rivelatore di luce. Risponde a fotoni eV ( nm). I fotoni incidenti sono focalizzati sulla retina. La regione di messa a fuoco della retina è la fovea, che è responsabile del riconoscimento di dettagli di oggetti ad alta luminosità (interpretazione delle immagini diagnostiche). La fovea contiene numerose cellule (coni e bastoncelli), che convertono il fotone assorbito in attività neurale. I coni sono principalmente nella regione centrale della fovea e, in particolare, esiste una regione centrale in cui sono presenti solo coni ad altissima densità. Questa regione corrisponde a 2 dell angolo di vista (2 cm a una distanza di 60 cm).

73 Sistema visivo umano I coni sono divisi in tre tipi di cellule differenti,sensibili a differenti range di luce visibile, corrispondenti alle lunghezze d onda del rosso, verde e blu: ciò ci permette di distinguere i colori. Le cellule bastoncellicostituiscono la componente principale della regione periferica della fovea; percepiscono solo il bianco e nero, ma sono molto sensibili alla variazioni di luminanza e al movimento. Sia i coni che i bastoncelli hanno una struttura colonnare con uno strato sensibile posteriore che determina una sensibilitàdirezionale alla luce (rimozione dello scattering).

74 La risposta dell occhio in condizioni di luce normale è max alla lunghezza d onda verdegiallo. Al buio la risposta dell occhio a verde giallo è molto ridotta; la risposta max è al violettoblu

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76 Visione scotopica Visione fotopica Visione fotopica

77 colore

78 x y mammo barco mammo eizo barco 6 MP barco 2 MP bianco punto di bianco per diverse tipologie di monitor punto di bianco

79 Dipendenza angolare della luminanza

80 Dipendenza angolare della luminanza Contrast Ratio MP 3MP 5MP 5MP mammo 6 MP Horizontal viewing angle ( ) S. Busoni Ospedale Careggi

81 Angolo e colore

82 Angolo e colore

83 Black White Black White Il colore è molto più sensibile alle variazioni di angolo di vista e all illuminamento rispetto alla luminanza

84 i dispositivi di visualizzazione non coprono completamente il gamut dell occhio umano E necessaria una calibrazione in colore del monitor I monitor a LED hanno una maggior copertura del gamut di colore

85 just-noticeable-difference (JND) La percezione del colore da parte del sistema occhio cervello dipende dal colore. E necessaria una calibrazione in colore in analogia alla calibrazione in luminanza Gruppo di lavoro AAPM TG196

86 Ergonometria Sono riportati in letteratura numerosi esempi di disturbi del medico radiologo legati all attività di refertazione a workstation Carpal and cubital tunnel syndromes are on the rise among radiologists as are complaints of shoulder, neck and back pain and eyestrain I fattori ambientali come la scelta dell illuminzazione, il rumore e la posizione dell operatore e dei monitor influenza l attività di refertazione.

87 Evitare le sale referti centralizzate Sale referti individuali semplificherebbero la gestione del rumore, luminosità, riflessi, temperatura e umidità ambientale. La soluzione più realistica e accettabile è quella di sale lettura di 2 o 4 postazioni massimo meglio se posizionate nella regione centrale e non lungo il perimetro della sala. Separare le stazioni con monitor a colori da quelle in bianco e nero (la luce ambientale fredda e blu aiuta la percezione dei dettagli per il monitor B/N mentre dove si refertano immagini 3D del cuore e delle ossa è preferibile utilizzare luce rossa o gialla rispettivamente o, almeno, luce calda daylight luce diffusa 90% e Luce diretta 10%

88 La seduta ideale per ridurre lo stress e l affaticamento muscolare: Supporto per rachide lombare Altezza e profondità della schienale regolabile Braccioli regolabili in altezza e larghezza Poggiatesta regolabile poggiapiedi La scrivania deve essere regolabile in altezza e permettere anche la posizione eretta Pannelli fonoassorbenti per ridurre il rumore Regolatore individuale di temperatura e umidità Software ergonomico, mouse orgonomico e comandi vocali

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