INFLUÊNCIA DAS CONDIÇÕES DE PROCESSAMENTO NA DETECTABILIDADE CLÍNICA EM IMAGENS MAMOGRÁFICAS

INFLUÊNCIA DAS CONDIÇÕES DE PROCESSAMENTO NA

DETECTABILIDADE CLÍNICA EM IMAGENS MAMOGRÁFICAS

Medeiros, R.B.; Alves, F.F.R.

; Ruberti, E. M, Kemp, C.; Elias, S.; Fingerman, F.; Ferreira, A.H.P.G.;

Borelli,K.; Narvaiza, D.G.

Departamento de Diagnóstico por Imagem

Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP) – EPM, Brasil, 04023-900 Fone/Fax (5511) 5576-4394

e-mail: rbitelli.ddi@epm.br

RESUMO

O programa de Controle de Qualidade em mamografia tem sido responsável pelo desempenho das condições de processamento e equipamentos com o objetivo de otimizar o processo .

Nosso objetivo é identificar as diferenças na detectabilidade de pequenas estruturas (microcalcificação, fibra e massa tumoral) presentes nas imagens obtidas em duas diferentes condições de processamento, variando a temperatura e a taxa de reposição dos químicos..

Diversas imagens foram feitas com diferentes níveis de exposição utilizando dois simuladores de controle de qualidade 156-RMI e MAMA–CDM e um simulador estatístico ALVIM–TRM ( modelo 18 – 209 Nuclear Associates) no mamógrafo Philips MD 4000. Os dados para se calcular a detectabilidade clínica foram obtidos através das imagens do simulador ALVIM. O mamógrafo foi calibrado para 24 e 28 kVp no controle automático de exposição. Os sistemas tela/filme usados foram: Min-R 2000/Min-R2000 (K/K) e Fuji Mammo Fine/AD-M (F/F) nas seguintes condições de processamento:

Condição I – 33,4oC (revelador); 32,6 oC (fixador), 60ml/filme (revelador) e 55 ml/filme (fixador).

Condição II – 34,8oC (revelador); 35,0 oC (fixador), 40ml/filme (revelador) e 30 ml/filme (fixador).

Quando alteradas as condições de processamento não houve mudanças significantes na curva sensitométrica e na detectabilidade clínica. Concluímos que com a metodologia proposta é possível reduzir custos sem perda de visibilidade nos detalhes das imagens mamográficas.

Palavras –chave : controle de qualidade em mamografia, detectabilidade clínica, processamento de filmes mamográficos.

1. INTRODUÇÃO

O programa de garantia da qualidade deve ser capaz de fornecer uma medida estatística da acuidade do diagnóstico

com base nas imagens geradas em condições típicas de rotina. A constância dos resultados deve garantir a informação presente na imagem de forma precisa. A importância da padronização da imagem evidencia a influência do contraste, nitidez e ruído na detectabilidade de pequenos objetos tendo em vista a natureza sutil dos achados mamográficos [1], [2]. É importante que sejam conhecidas as probabilidades de detectabilidade dos objetos presentes nas imagens obtidas em diversas condições técnico-operacionais, sob condições de processamento específicas e controladas. Estes objetos, presentes nos simuladores, possibilitam conhecer a condição capaz de gerar imagens de alta qualidade [3], [4].

Nosso estudo tem por objetivo determinar as possíveis diferenças na detectabilidade de estruturas (microcalcificações, fibras e massas tumorais) por meio de simuladores, impostas pela mudança das condições de processamento (temperatura e taxa de reposição dos químicos).

2. METODOLOGIA

O mamógrafo Philips MD4000 foi previamente calibrado para a densidade óptica variando entre 1,4 e 1,8 para 28 kVp, no modo automático (AEC), utilizando um simulador de acrílico de 4,5 cm, independentemente, sob condições controladas de processamento, utilizando químico Fuji. Os sistemas tela/filme avaliados foram: Min-R 2000/Min-R 2000 (K/K) e Fuji Mammo Fine/AD-M (F/F) de fabricação Kodak e Fuji, respectivamente.

Este estudo foi realizado em duas condições de processamento, utilizando a processadora automática M-35 da Kodak.

Condição I - temperatura do revelador / fixador: 33,4 0C / 32,6 0C; taxa de reposição: 60 ml / filme para o fixador e 55 ml / filme para o revelador;

Condição II - temperatura do revelador / fixador: 34,8 0C / 35,0 0C; taxa de reposição: 40 ml / filme para o fixador e 30 ml / filme para o revelador.

Através do método de comparação visual, utilizando fita universal de pH - MACHEREY-NAGEL, determinamos o pH do revelador e fixador, e por meio de

Memorias II Congreso Latinoamericano de Ingeniería Biomédica, Habana 2001, Mayo 23 al 25, 2001, La Habana, Cuba

um densímetro modelo 7136-INCOTERM, avaliamos a densidade dos mesmos. A temperatura da processadora foi medida através de um termômetro digital modelo 07-402– Victoreen e a taxa de reposição do revelador e fixador foi avaliada com uma proveta graduada.

Utilizando o sensitômetro modelo 384 e densitômetro 380 do fabricante X-Rite, foi obtida as curvas sensitométricas para os filmes citados. Verificamos a retenção do fixador no filme utilizando o “Hypo Estimator Test”, 18-231 - Victoreen.

Foram efetuadas imagens utilizando dois simuladores normalmente empregados no programa de garantia de qualidade: RMI modelo 156 e MAMA-CDM, além do simulador ALVIM-TRM (model 18-209 Nuclear Associates), em sete níveis de exposição para as técnicas de alto contraste (ACO–24 kVp) e automática (AEC–28 kVp). Para cada nível de exposição foram efetuadas quatro imagens do simulador ALVIM-TRM, modificando a cada uma, de forma randômica, a posição das microcalcificações e fibras de diferentes dimensões, objetos estes que compõem o mesmo. As imagens foram misturadas e separadas em quatro grupos. Cada grupo de imagens foi interpretada por especialistas com o mesmo grau de experiência segundo uma escala de cinco níveis de confiança atribuindo a seguinte pontuação: 100 (quando tinha certeza da presença do objeto), 75 (quando julgava provável a presença do objeto), 50 (quando julgava incerta a presença do objeto), 25(quando julgava improvável a presença do objeto) e 0 (quando julgava o objeto definitivamente ausente). Computadas as pontuações foi possível obter os índices “verdadeiro-positivo” (VP), “falso-positivo”(FP) e as probabilidades de detectabilidade para os dois sistemas tela/filme avaliados. As imagens dos simuladores RMI e

MAMA-CDM foram analisadas por um físico especialista

responsável pelo programa de garantia de qualidade que identificou as estruturas (microcalcificações, fibras e massa tumoral) presentes nos simuladores por meio de um negatoscópio especial para mamografia e comparou os resultados com base em uma escala de pontuação sugerida pelos fabricantes dos mesmos.

A probabilidade da detectabilidade clínica (Pdet) foi calculada a partir da expressão geral:

Pdet =[ P (VP) + P(1-FP)] / [ P(VP) + P (1-VP) + P (FP) + P (1-FP) ]

Estes valores foram estatisticamente comparados entre si por meio do teste do Qui-quadrado de Pearson e considerados significantes para a probabilidade menor que 5% (p<0,05). Para fins de comparação foram consideradas somente aquelas com tendência homogênea dentro de um grupo.

3. RESULTADOS

Os resultados, apresentados nas tabelas 1 e 2, mostram as dimensões das estruturas detectadas nas

condições de processamento I e II. A tabela 3 apresenta os resultados dos parâmetros intrínsecos dos filmes Min-R 2000 (Kodak) e AD-M (Fuji) extraídos das curvas sensitométricas nas duas condições de processamento.

A densidade de referência do químico Fuji para o fixador é de 1,106 ± 0,05 g/cm3 e para o revelador é de 1,077 ± 0,05 g/cm3. Os valores obtidos durante o estudo para a condição I foram: 1,105 g/cm3 para o fixador e 1,082 g/cm3 para o revelador e para a condição II foram: 1,101 g/cm3 para o fixador e 1,072 g/cm3 para o revelador. O pH medido de referência fornecido pelo fabricante é de 4,30 ± 0,10 para o fixador e 10,45 ± 0,10 para o revelador. Os valores medidos para a condição I foram: 5 para o fixador e 11 para o revelador e na condição II foram: 5 para o fixador e 12 para o revelador.

Tabela 1

Resultados obtidos na leitura das estruturas obtidas na

“Condição I” Simulador 156-RMI Simulador MAMA-CDM M (mm) F (mm) MT (mm) M (mm) F (mm) MT (mm/mm) ACO K/K 0,32 0,75 0,75 0,25 0,60 4,0/2,0 AEC K/K 0,32 0,75 0,75 0,25 0,60 4,0/2,0 ACO F/F 0,24 0,54 0,54[ -] 0,75 0,25 0,40 4,0/2,0 AEC F/F 0,24[ -] 0,32 0,54 0,75 0,25 0,60 4,0/2,0 Onde: [ - ]: intervalo fechado; K/K: sistema tela/filme Kodak/Kodak; F/F: sistema tela/filme Fuji/Fuji;

M: microcalcificação; F:fibra ; MT: massa tumoral

Tabela 2

Resultados obtidos na leitura das estruturas obtidas na

“Condição II” Simulador 156-RMI Simulador MAMA-CDM M (mm) F (mm) MT (mm) M (mm) F (mm) MT (mm/mm) ACO K/K 0,24[ - ] 0,32 0,54[ - ] 0,75 0,75 0,25 0,60 4,0/2,0 AEC K/K 0,32 0,54[ - ] 0,75 0,75 0,25 0,60 4,0/2,0 ACO F/F 0,24 0,54[ - ] 0,75 0,75 0,25 0,60 4,0/2,0 AEC F/F 0,32 0,54[ - ] 0,75 0,75 0,25 0,60 4,0/2,0 Onde: [ - ]: intervalo fechado; K/K: sistema tela/filme Kodak/Kodak; F/F: sistema tela/filme Fuji/Fuji;

Tabela 3

Resultado da sensitometria dos filmes Min-R 2000 de fabricação Kodak (K) e AD-M de fabricação Fuji (F) nas

condições de processamento I e II.

Condição I Condição II F K F K Gradiente médio 3,87 3,23 3,73 3,25 Velocidade relativa 6,05 6,74 6,02 6,95 Base + véu 0,16 0,20 0,17 0,19 Densidade máxima 3,94 4,02 3.,93 4,07

Os gráficos 1 e 2 mostram a detectabilidade clínica obtida para as variáveis estudadas.A análise estatística mostrou que em um total de 28 comparações apenas 36 % apresentou uma maior detectabilidade na condição II, das quais 30 % são relativas a densidade óptica superior a 1,69.

4. DISCUSSÃO

A constância do desempenho da processadora é de grande importância e dever ser mantida para impedir a degradação da imagem [5]. A curva característica do filme é

uma fonte de informação sobre as condições de processamento e como estas afetam o contraste intrínseco do filme e o contraste final da imagem [6]. Sabemos que uma diminuição significante do contraste do filme pode indicar condições de sub-processamento (atividade reduzida do revelador) e eventual perda de visibilidade de estruturas [7]. Os resultados mostraram que as mudanças de processamento introduzidas pela concomitante redução da taxa de reposição e elevação da temperatura não provocaram alterações importantes na visibilidade dos detalhes da imagem. A capacidade dos sistemas em registrar as microcalcificações, massa tumoral e fibras foi mantida e os valores obtidos apresentaram-se dentro dos limiares de referência estabelecido pelos fabricantes.

A taxa de reposição é em geral ajustada em função da quantidade de filmes processados diariamente. Uma baixa demanda de exames requer uma taxa de reposição mais alta, valor este, sugerido pelo fabricante do químico. É o fabricante do filme quem estabelece as condições adequadas de temperatura e tempo de processamento que influenciam diretamente na resposta sensitométrica do filme. Não é necessário que os fabricantes dos filmes e químicos sejam os mesmos, desde que, sejam verificadas e ajustadas as condições capazes de fornecer processamento otimizado. As condições de processamento foram evidenciadas neste trabalho por meio dos resultados obtidos pelas curvas sensitométricas que não mostraram diferenças importantes quando comparadas entre si. Isto provavelmente ocorreu devido a redução da taxa de reposição compensada pela elevação da temperatura. Também foram controlados os parâmetros: concentração, temperatura e pH que podem refletir possíveis alterações da atividade do químico.

5. CONCLUSÕES

Concluímos que a mudança das condições de processamento não modificou as respostas sensitométricas dos filmes, não produzindo diferenças importantes na resposta dos sistemas tela/filme utilizados.Não houve variação estatisticamente significante que possa influenciar na perda da visibilidade das estruturas e da detectabilidade clínica.

Concluímos ainda que uma minimização de custo de ~33 % pode ser obtida com a redução da taxa de reposição dos químicos, quando elevada a temperatura, uma vez que esta redução não implicou em perda da qualidade da imagem.

REFERÊNCIAS

[1

diversos filmes radiológicos de diferentes fabricantes, submetidos a variação de temperatura durante o processamento, Radiol Bras, vol. 27, pp.203-206, 1994.

Gráfico 1: Probabilidade de detectabilidade clínica nas diferentes condições de processamento no modo AEC

0,75 0,80 0,85 0,90 0,8 1,1 1,4 1,7 2 2,3 Densidade Óptica Pdet KK Condição 1 FF Condição 1 KK Condição 2 FF Condição 2

Gráfico 2: Probabilidade de detectabilidade clínica nas diferentes condições de processamento no modo ACO

0,78 0,80 0,82 0,84 0,86 0,88 0,90 0,92 0,8 1,1 1,4 1,7 2 2,3 Densidade Óptica Pdet KK Condição 1 FF Condição 1 KK Condição 2 FF Condição 2

[

2] R.E.Hendrick, e col., “Quality Control

inMammographic”, Radiologic Clinics of North

America, Vol. 33, pp. 1041-1057, 1995.

[3] American College of Radiology, Radiologist’s

manual, 1992.

[4] K. Faulkner e col., “A Comparison of

mammographic phantoms”, The British Journal of

Radiology, vol. 67, pp.174-180, 1994.

[5] A.G.Haus –“Film processing in Medical Imaging”,

Medical Physics Publishing,1993.

[6] F.F.R.. Alves, e col., “Estudo das propriedades

sensitométricas dos filmes radiológicos

submetidos a diferentes condições de

processamento”, Radiol Bras, vol. 31, pp.

293-303, 1998.

[7] P.Sprawls, e col, “Optimum Processing of

Mammographic Film, Scientific Exhibit, vol. 16,

pp. 349-354, 1996.

THE EFFECT OF DE PROCESSING CONDITIONS ON THE

CLINICAL DETECTABILITY IN MAMMOGRAMS

ABSTRACT

The quality control program in mammograms has been responsible for the equipment and processing conditions performance in order to optimize the whole process. Our goal is to identify differences in the detectability of tiny objects (microcalcifications, fiber and tumoral mass) present in the images obtained from two different temperatures and replenishment rates set. Several images were taken using two quality control phantoms

156-RMI and MAMA-CDM and ALVIM Statistical Phantom TRM (model 18-209 Nuclear Associates) with Philips

MD 4000 equipment in different exposure levels for each one. The clinical features were computed from the observations of ALVIM’s phantom images. Two techniques were adjusted : 24 and 28 kVp under automatic exposure control. The screen/film systems used were: Min-R 2000/Min-R 2000 (K/K) and Fuji Mammo Fine/AD-M (F/F) in the processing conditions as followed: SET I – 33,4o C (developer);32,6 oC (fixer), 60 ml/film (developer), 55 ml/film (fixer) Set II ––34,8o C (developer);35,0 oC (fixer), 40 ml/film (developer),

30 ml/film (fixer) It was possible to verify that eventual changes in the chemical activity weren’t able to modify

the sensitometric curve and the clinical detectability. We also obserbed to be possible to reduce costs using decreased replenishment rate with increased temperature since these processing conditions didn’t show losses in the image details.