Escolha da métrica usada para avaliar a qualidade da imagem

Na imagem de mamografia observa-se o tecido glandular e o tecido adiposo. Detalhes de baixo contraste tipo massas, necessitam apresentar um mínimo de contraste com o tecido circundante para poder ser visualizado. Esse limite de contraste é dependente do tamanho da lesão, do contraste objeto (contraste entre a lesão e o tecido circundante) e o ruído no sistema de imagem. Ou seja, o sistema deve ter uma boa capacidade de transferência do contraste do objeto para o contraste da imagem. A IAEA (2011) preconiza que para se detectar com precisão as alterações mamográficas precocemente, a imagem digital precisa ter excelente contraste para distinguir massas semelhantes à densidade

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mamária, resolução espacial suficiente para revelar microcalcificações e nível de ruído baixo. Por este motivo, para avaliar a qualidade da imagem será realizada a análise contraste-detalhe, que envolve essas três importantes características da imagem.

3.1.4.1 Objeto de teste CDMAM

Para avaliar a qualidade da imagem dos sistemas mamográficos, o objeto de teste de contraste-detalhe, CDMAM (Contrast-Detail Mammography) foi desenvolvido (Bijerk, Lindeijer e Thijssen, 1995). Com este instrumento pode ser determinado o limite de contraste do sistema de aquisição da imagem como uma função do diâmetro do objeto, pela detecção de pares de objetos de pequena espessura.

O CDMAM é constituído por uma base de alumínio Al 1050 (99,5% de alumínio puro) com 0,5 mm de espessura contendo discos (99,9999% de ouro puro) de diferentes espessuras e diâmetros, totalmente protegida por uma cobertura de polimetil-metacrilato (PMMA). Os discos de ouro foram depositados sobre a base por meio de vaporização, sendo colocados dois discos em cada célula, um no centro e outro das mesmas dimensões em uma das esquinas. As medidas precisas dos discos cobrem um intervalo de espessura de 0,03 μm até 2,0 μm e diâmetros que vão de 0,06 mm até 2,0 mm. Na placa de PMMA há uma cavidade de 2 mm de profundidade, que acomoda a base de alumínio com os discos de ouro, o conjunto (PMMA + alumínio) tem uma espessura total de 5 mm (Burght; Thijssen; Bijkerk, 2009). O objeto de teste pode ser visto na Figura 3.3. No CDMAM foram selecionados os tamanhos dos detalhes (diâmetros dos discos) especialmente para simular os objetos mais difíceis de serem detectados na mamografia que são as microcalcificações (Karssemeijer e Thijssen, 1996). Este objeto de teste mamográfico foi construído especificamente para poder avaliar dois importantes parâmetros de qualidade de imagem: o contraste e a resolução espacial. A medida desta última com padrões de linhas não é apropriado, já que as microcalcificações são melhor representadas por padrões de pontos. O CDMAM apresenta detalhes de diferentes tamanhos (diâmetros dos discos) e contrastes (espessuras dos discos) decrescentes que permitem efetuar uma análise contraste detalhe, isto é, avaliar a resolução de contraste em função do tamanho do detalhe.

33 Figura 3.3. Objeto de teste CDMAM 3.4

Fonte: Manual CDMAM 3.4

A partir da imagem do CDMAM pode-se obter a curva de contraste versus detalhe que permite avaliar o limiar de visibilidade do sistema em função dos parâmetros técnicos selecionados. Ele é um objeto de teste mamográfico que está recomendado na publicação European guidelines for quality assurance in breast cancer screening and diagnosis –Fourth Edition (2006) para ser utilizado na avaliação da qualidade da imagem de um receptor de imagem digital.

A curva de contraste-detalhe pode ser determinada utilizando-se o CDMAM, sendo usada para comparar a qualidade da imagem obtida com vários equipamentos ou com várias técnicas de exposição, onde a detecção dos detalhes depende do tamanho e do contraste no nível de limiar de visibilidade. As imagens radiográficas obtidas com o CDMAM podem ser examinadas e avaliadas por vários observadores, mas é um trabalho que precisa de muito tempo e podem existir diferenças segundo o observador. É mais rápido e eficiente o uso de um software especializado para encontrar o limite de visibilidade, e assim construir a curva que vai delimitar o mínimo contraste e o mínimo detalhe que se consegue distinguir na imagem. Karssemeijer e Thijssen (1996) desenvolveram o software CDCOM que consegue a leitura das imagens digitais do CDMAM no padrão DICOM e a identificação automática dos discos em três passos: 1) determinação da posição, orientação e escala do CDMAM na

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imagem, 2) construção do padrão de discos em cada esquina de cada célula, e 3) seleção das esquinas das células nas quais os discos são mais prováveis de serem encontrados. No primeiro passo assume-se que o ângulo entre as linhas que formam as grades do CDMAM e a direção na qual o contraste aumenta, formam um ângulo no intervalo [0,90). Para determinar a posição, orientação e escala do CDMAM, é aplicada na imagem a transformada de Hough, a qual é uma ferramenta de segmentação que serve para detectar as retas que formam a grade do CDMAM. O objetivo da transformada de Hough é encontrar pontos alinhados que existam na imagem, ou seja, pontos que satisfaçam a equação da reta em forma polar, além disso, a orientação das retas encontradas, a distância entre elas, a posição e tamanho das células que formam ao cruzar-se e, por tanto, seu centro. Com esta informação é identificada a posição da grade na imagem do CDMAM. O CDCOM leva em consideração os desvios devido à distorção geométrica na imagem e devido à pequena resolução no espaço de Hough. Conhecer as coordenadas da célula permite a construção do padrão de discos na esquina de cada célula, que é o segundo passo no processo de identificação dos discos, usando o modelo do observador ideal. Em todas as posições do padrão de discos é calculado o MPV o qual deve coincidir com o valor do MPV na posição do disco central, e a esquina com o maior valor de MPV será a de maior probabilidade de ter um disco nela, completando o terceiro passo do processo.

Havendo localizado os discos na imagem, se realiza a avaliação marcando cada célula da divisão realizada com um número que indica se o disco foi detectado (1), se o disco não foi detectado (2) ou se a célula não existe (-1) como pode-se observar na Figura 3.4. O CDCOM é um software livre que pode ser encontrado no website da EUREF (European Reference Organisation for Quality Assured Breast Screening and Diagnostic Services).

35 Figura 3.4 Avaliação das imagens do CDMAM com o software CDCOM

Fonte: Karssemeijer 2004

O Artinis, fabricante do CDMAM 3.4, realizou um software comercial baseado no CDCOM que requer 8 imagens do CDMAM para combinar os resultados da análise realizado pelo CDCOM, e tem uma taxa de detecção que pode ser aumentada desde 50% até 75%. O software da Artinis complementa o resultado obtido com o CDCOM, mostrando quais discos tem maior probabilidade de terem sido encontrados. Com este software também é possível construir a curva de contraste-detalhe apresentada na Figura 3.5, onde o usuário escolhe a taxa de detecção.

Figura 3.5 Exemplo da curva Contraste-Detalhe para o objeto de teste CDMAM construída com

o software da Artinis com taxa de detecção de 75%.

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Assim, é possível conhecer o valor mínimo da espessura do disco que se pode visualizar para cada diâmetro (Figura 3.5). A curva apresentada na figura 3.6 foi construída a partir dos resultados do exemplo anterior, sendo coerente com a curva que se espera na fórmula de Rose (equação 3).

Figura 3.6 Curva Contraste-Detalhe para o objeto de teste CDMAM Fonte: Autor

Utilizando-se o software também se pode obter o valor da figura de qualidade da imagem (IQF, Image Quality Figure), adicionando-se todos os produtos da espessura (𝐶_𝑖) pelo diâmetro do disco de ouro visível (𝐷_𝑖) no limiar de visibilidade indicado pela curva de contraste-detalhe,

𝐼𝑄𝐹 = ∑

(𝐶

. 𝐷

)