Para o cálculo do espectro de potencia do ruído (NPS) provocado por todas as etapas do processo de aquisição das imagens, foram adquiridas experimentalmente uma série de imagens uniformemente expostas aos raios X para cada equipamento avaliado. Para a aquisição das imagens utilizou-se a mesma combinação écran/filme empregada normalmente nos exames mamográficos realizados no hospital onde cada mamógrafo estava instalado. Dessa forma, também levou-se em consideração o espalhamento produzido pelo sistema de registro (écran/filme ou sistema digital CR).
Para realização do cálculo automático do NPS em equipamentos mamográficos, foi
desenvolvido nesse trabalho um aplicativo computacional capaz de analisar dados provenientes de um conjunto de imagens obtidas com um simulador de espalhamento. Para construção do simulador de espalhamento foram confeccionadas 8 placas de acrílico com as dimensões de 150 x 150 x 5 mm
(comprimento x largura x altura) que quando sobrepostas alcançam a altura de 40 mm simulando, dessa forma, a absorção (e o espalhamento) de uma mama comprimida de 4,0 cm. A Figura 7.16 a seguir demonstra o simulador desenvolvido.
Figura 7.16 - Imagem do phantom de espalhamento construído para obtenção do NPS
Para a aquisição das imagens posicionou-se o simulador sobre a área central do campo e ao seu lado o sensor para leitura de doses. As leituras das doses foram obtidas com o uso do sistema
Barracuda da RTI Electronics. Esse procedimento pode ser visualizado na Figura 7.17.
Figura 7.17 - Simulador de espalhamento posicionado no equipamento mamográfico para obtenção da imagem uniforme para o cálculo do NPS
Foi então realizada uma exposição utilizando o sistema de registro do próprio local de testes (digital e tela-filme, dependendo do equipamento utilizado). As exposições foram feitas para duas tensões de 24 e 28 kVp e variou-se o tempo de exposição e corrente no tubo (mAs) para obter exposições com diferentes valores de dose. Tomou-se como base a exposição realizada utilizando o
“Auto-Timer” o que significa que o controle automático de exposição (AEC, Automatic Exposure
Control) foi utilizado para gerenciar o tempo de exposição. Partindo dessa exposição alterou-se o
valor do mAs de modo que fossem obtidos diferentes níveis de dose. Foram produzidas duas imagens para cada técnica selecionada para compor o espaço amostral para obtenção da figura de ruído.
As imagens obtidas foram posteriormente digitalizadas utilizando o digitalizador Epson Perfection V750M PRO em uma resolução de 600 dpi. Essas imagens foram convertidas de 16 para 12
bits para serem processadas utilizando o software desenvolvido para análise do NPS. O sistema
desenvolvido baseia-se nas equações propostas por Welch (1967) para obtenção do NPS. O
aplicativo possui uma interface gráfica para manipulação das informações de entrada, como número de amostras, tamanho da amostra, tamanho do pixel, etc., como pode ser visualizado na Figura 7.18.
Figura 7.18- Imagem da interface gráfica desenvolvida e suas funcionalidades destacadas de (a) a (d).
A Figura 7.18 permite visualizar a interface gráfica desenvolvida. As funcionalidades destacadas são referentes aos parâmetros de obtenção da figura de ruído sendo que: (a) é o campo onde o usuário pode definir o tamanho da amostra, defini-se esse valor para as duas dimensões da
janela de amostragem (b) é referente ao número de amostras que serão utilizadas para produção das figuras de ruído, lembrando que quanto maior o número de amostras, menor o erro na medida do
NPS. (c) expressa o tamanho do pixel utilizado na digitalização da imagem radiográfica. Para aplicar
as mudanças é necessário clicar no botão indicado em (d). Para ser possível executar o algoritmo. O usuário tem a possibilidade de carregar o número de imagens que deseja. Assim, basta selecionar, para cada imagem carregada, a região de interesse (ROI, Region Of Interest) e executar o aplicativo. A
Figura 7.19 exemplifica o processo da seleção de uma ROI.
Figura 7.19 - Imagem da seleção de uma região de interesse.
Ao executar o aplicativo, várias imagens são amostradas dentro da ROI de forma aleatória
com igual probabilidade, de modo que toda a ROI seja amostrada. Para cada janela amostrada é
realizado o cálculo da média dos pixels na imagem e de acordo com a Equação (4.4) são produzidas as figuras de ruído. Todas as figuras de ruído são armazenadas em uma lista para eventualmente ser mais fácil sua recuperação. É feita então a média ponto a ponto entre todas as figuras de ruído obtendo, portanto, uma única figura de ruído resultante da ROI inicial. Aplicando-se a transformada
de Fourier na figura de ruído resultante, como demonstrado na Equação (4.5), é obtido o espectro de potência do ruído. O espectro é então normalizado utilizando a Equação (4.6) e o produto final é
No entanto, o gráfico do NPS também pode ser apresentado de forma unidimensional para
melhor visualização. Assim, para obter o NPS unidimensional, é preciso realizar uma média radial no NPS bidimensional. Ambos podem ser visualizados na Figura 7.20.
Figura 7.20 - NPS bidimensional à esquerda e NPS unidimensional à direita
Essa média radial pode ser feita calculando a soma de todos os pixels com mesma distância ao centro (local da frequência zero, já que a imagem está no domínio da frequência) e dividindo pelo número de amostras. Para medir a distância ao centro da imagem foi utilizando um conceito de métrica e distâncias Chessboard (Figura 7.21) (Gonzalez e Woods, 2008).
Assim, o sistema apresenta o gráfico unidimensional do NPS e ainda permite ao usuário
visualizá-lo no formato bidimensional. O resultado então pode ser salvo e utilizado para a obtenção
do DQE. Além disso, o sistema ainda fornece uma análise estatística referente à obtenção do NPS,
tais como demonstrado na Figura 7.22 a seguir.
Figura 7.22 - Imagem da interface gráfica desenvolvida para o cálculo das estatísticas de ruído com suas
funcionalidades destacadas de (e) a (g).
Na Figura 7.22, o campo (e) representa o local onde é calculada a média da intensidade dos pixels da figura de ruído resultante, (f) refere-se ao desvio padrão em torno da média calculada em (e) e, por fim, (g) apresenta o valor calculado para o erro da medida utilizando a Equação (4.7). A Figura 7.23 a seguir ilustra o sistema desenvolvido em funcionamento.