• 14 de janeiro de 2020
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A tecnologia por trás dos monitores médicos

Você sabia que monitores comuns não devem ser utilizados para a visualização de imagens médicas? Monitores médicos possuem especificações próprias, para garantir a qualidade das imagens que serão analisadas. Esse assunto surgiu quando conversava com alguns colegas de empresa, pois o Venturus é parceiro de uma multinacional que desenvolve este tipo de monitor e atualmente está com um projeto nessa área: trata-se de uma aplicação capaz de calibrar monitores médicos. É por esse motivo que resolvi escrever este artigo para falar um pouco mais sobre o que são os monitores médicos e qual é esse projeto que está sendo desenvolvido aqui na empresa. 

Antes de falar sobre monitores médicos e suas diferenças em relação aos monitores comuns, vou falar um pouco das características técnicas de monitores em geral.  As principais características que definem a qualidade de um monitor são:  

• Luminância: a medida da densidade da intensidade de uma luz refletida numa dada direção. Ela é medida em unidade de candela por m2. Uma candela (que significa vela em latim) equivale, a grosso modo, à intensidade de luz que uma vela emite;  
• Taxa de contraste: a relação que mede a variação entre o brilho máximo emitido por uma imagem totalmente branca e o mínimo emitido por uma imagem totalmente preta. Ou seja, para uma relação de contraste de 100:1, cada branco que enxergamos é 100 vezes mais claro do que o preto que enxergamos; 

• Tamanho: medida física que define a dimensão, em polegadas, da diagonal da tela do monitor; 
• Resolução: quantidade de linhas horizontais e verticais que um monitor pode exibir, dada em pixels. 

Existem algumas outras características, como taxa de atualização, tempo de resposta, suporte de cores e ângulo de visão, mas que não iremos detalhar neste artigo.  

O que é um monitor médico? 

Um monitor médico possui um sistema de controle de qualidade de imagem, que deve atender às especificações definidas pelos órgãos reguladores na área da saúde e que deve ser mantido ao longo de toda a vida útil do monitor. 

Os monitores médicos devem garantir a uniformidade da luminância da tela. O valor da luminância de monitores comuns está entre 200 a 250 cd/m², monitores para jogos já vão para a casa dos 300 cd/m² e os monitores médicos para valores acima de 350 cd/m². 

Com relação a taxa de contraste, os monitores devem poder ajustar e manter uniforme a proporção em toda a área do monitor. Monitores médicos em geral tem uma relação de contraste da casa de 10.000:1. 

Nos monitores comuns, não temos grandes problemas caso algumas das características apresentadas na seção anterior variem ao longo do tempo. Porém, para os monitores médicos, qualquer variação em alguma destas características pode acarretar em um diagnóstico ou análise incorreta. 

Quais são os tipos de monitores médicos? 

Existem três tipos de monitores médicos, que são: clínicos, diagnósticos e cirúrgicos. Os monitores clínicos são utilizados para a visualização de imagens quando o médico não vai emitir nenhum laudo a partir dela. São monitores normalmente utilizados nos consultórios médicos, para rápida visualização. Os monitores do tipo de diagnósticos são os utilizados na emissão de laudos de exames de imagem, como Raio-X, tomografia etc. Por fim, o monitor do tipo cirúrgico é utilizado durante procedimentos invasivos, como endoscopias e cirurgias.  

Quais são suas especificações técnicas? 

Apesar de termos três tipos de monitores definidos por aplicação, ainda existem, dentro de cada tipo, peculiaridades em função do tipo de imagem médica a ser avaliada. Por exemplo, um monitor que é utilizado para fazer o laudo de uma mamografia não necessariamente pode ser utilizado para fazer o laudo de uma análise de Raio-X simples. Por quê? Porque cada imagem médica tem suas particularidades, que podem ser afetadas por características como a luminância, o brilho ou resolução do monitor.  

No caso de exames de tomografia, por exemplo, uma resolução de 1M pixels (≥1280 x 1024) já é suficiente. Para a análise de um Raio–X, é necessária uma resolução de 3M pixel (≥1920×1440) e, para o caso de mamografia, a resolução vai para 5M pixel (≥2560×2048). A resolução padrão de um monitor está diretamente relacionada à complexidade do exame que será analisado nele. Quanto maiores as especificidades das características da imagem a ser avaliada, maior deve ser a resolução necessária.  

Diferença das imagens com e sem a calibração no padrão DICOM. (fonte: https://epson.com/faq/SPT_V11H348020~faq-178734

A fim de garantir a qualidade de imagens médicas e, assim, de procedimentos, exames e diagnósticos, foram criados padrões de calibração e validação das imagens. Dois exemplos de padrões são o padrão DICOM® (Digital Imaging and Communications in Medicine ou Comunicações e Imagens Digitais em Medicina)1 e o padrão TG18 (AAPM Task Group 18 ou Grupo Tarefa 18 da AAPM)2.  

O DICOM® é um padrão internacional para transmissão, armazenamento, recuperação, impressão, processamento e exibição de imagens médicas. O padrão DICOM® define várias normas para garantir a qualidade necessária das imagens médicas para a prática clínica. 

Dentre as normas da DICOM®, temos a parte 14, chamada de DICOM GSDF (Grayscale Standard Display Function) que define o padrão de exibição da imagem, em escala de cinza, para monitores médicos.   

Já o TG18, define padrões de teste que são utilizados para avaliar o desempenho dos monitores médicos. Este padrão é definido pela AAPM3 (American Association of Physical Medicine). 

E como a Venturus contribui? 

A Venturus tem uma participação muito significativa no que diz respeito à qualidade dos monitores médicos de nossa parceira multinacional. Neste projeto, a equipe ficou responsável por pesquisar e implementar os softwares de calibração e validação da luminância, contraste e cor dos monitores.  

Para fazer a calibração das cores (vermelho, verde, azul e também os tons de cinza), luminância e contraste, foi utilizada a parte 14 do padrão DICOM®.  

Para efetuar os testes de aceitação da calibração, foram seguidas as normas do padrão TG18.Nesta etapa de aceitação, foi necessário a utilização de um hardware específico, o probe (modelo i1Display Pro) que capta os pixels da imagem gerada, juntamente com suas coordenadas, e que então faz a comparação da imagem gerada pelo monitor com uma imagem de referência. Com base na calibração e nos testes de aceitação, foram então gerados perfis de cores no formato ICC (International Color Consortium)4, que serão utilizados como base para o ajuste dos monitores que virão a ser fabricados. 

A primeira parte deste projeto já foi entregue e estamos seguindo para a segunda fase. A ideia agora é fazer o gerenciamento dos monitores de forma remota, permitindo realizar uma análise dos relatórios gerados pelos tipos de processos (Calibração, Teste de Aceitação, Conformidade de Calibração, etc), assim como também permitir o agendamento de uma manutenção, da calibração, que tenha que ser feita no local.  

Esta segunda parte do projeto é de extrema importância uma vez que, um equipamento desses, estando parado para manutenção implica em muitos exames tendo que ser adiados, o que muitas vezes pode ser crucial. Acompanhar o estado dos monitores de forma remota servirá ao administrador analisar de forma mais rápida e segura o desempenho de cada monitor médico na rede, e com isso poderá agendar ou mesmo requisitar uma ação, como uma nova calibração ou teste de aceitação, antecipando possíveis problemas. 

Conclusão 

Por mais que tenhamos ótimos monitores comerciais sendo vendidos no mercado, eles não devem ser utilizados na área médica, uma vez que podem induzir a erros na análise e diagnóstico de exames de imagem. Monitores médicos possuem especificações e padrões internacionais específicos para esse fim, que garantem para que os equipamentos entreguem os melhores resultados e qualidade em imagens e, assim, em procedimentos, análises e diagnósticos.