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Universidade Estadual de Campinas
Faculdade de Odontologia de Piracicaba
CARLOS AUGUSTO DE SOUZA LIMA
Avaliação da influência das condições de
interpretação na diferenciação subjetiva de tons de
cinza de imagens radiográficas digitais
Piracicaba
2017
CARLOS AUGUSTO DE SOUZA LIMA
Avaliação da influência das condições de
interpretação na diferenciação subjetiva de tons de
cinza de imagens radiográficas digitais
Dissertação apresentada à Faculdade de Odontologia de
Piracicaba da Universidade Estadual de Campinas como parte dos
requisitos exigidos para a obtenção do título de Mestre em
Radiologia Odontológica na área de Radiologia Odontológica.
Orientador: Prof. Dr. Matheus Lima de Oliveira
Este exemplar corresponde à versão final da dissertação
defendida pelo aluno Carlos Augusto de Souza Lima, e
orientada pelo Prof. Dr. Matheus Lima de Oliveira.
Piracicaba
2017
Agência(s) de fomento e nº(s) de processo(s): CAPES ORCID: http://orcid.org/0000-0002-6014-006X
Ficha catalográfica Universidade Estadual de Campinas
Biblioteca da Faculdade de Odontologia de Piracicaba Marilene Girello - CRB 8/6159
Lima, Carlos Augusto de Souza, 1993- L628a LimAvaliação da influência das condições de interpretação na diferenciação
subjetiva de tons de cinza de imagens radiográficas digitais / Carlos Augusto
de Souza Lima. – Piracicaba, SP : [s.n.], 2017.
LimOrientador: Matheus Lima de Oliveira. LimDissertação (mestrado) – Universidade Estadual de Campinas, Faculdade
de Odontologia de Piracicaba.
Lim1. Interpretação de imagem radiográfica assistida por computador. 2.
Intensificação de imagem radiográfica. 3. Iluminação. 4. Percepção visual. 5.
Apresentação de dados. I. Oliveira, Matheus Lima de,1984-. II. Universidade
Estadual de Campinas. Faculdade de Odontologia de Piracicaba. III. Título. Informações para Biblioteca Digital
Título em outro idioma: Assessment of the influence of interpretation conditions on the
subjective differentiation of shades of gray of digital radiographic images Palavras-chave em inglês: Radiographic image interpretation, computer-assisted
Radiographic image enhancement Lighting Visual perception Data
display Área de concentração: Radiologia Odontológica
Titulação: Mestre em Radiologia Odontológica Banca examinadora: Matheus Lima de Oliveira [Orientador]
Guilherme Monteiro Tosoni Deborah Queiroz de Freitas França Data de defesa: 17-02-2017 Programa de Pós-Graduação: Radiologia Odontológica
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
Faculdade de Odontologia de Piracicaba
A Comissão Julgadora dos trabalhos de Defesa de Dissertação de Mestrado, em sessão
pública realizada em 17 de fevereiro de 2017, considerou o candidato CARLOS AUGUSTO
DE SOUZA LIMA aprovado.
Prof. Dr. Matheus Lima de Oliveira
Prof. Dr. Guilherme Monteiro Tosoni
Profa. Dra. Deborah Queiroz de Freitas França
A Ata de defesa com as respectivas assinaturas dos membros encontra-se no
processo de vida acadêmica do aluno.
DEDICATÓRIA
À minha família que me apoiou incessantemente até aqui,
aos meus queridos Prof. Miguel Isper e José Umberto
Bampa e, principalmente, àqueles que tentaram
descredibilizar-me.
AGRADECIMENTOS
Aqui meus sinceros agradecimentos...
À Universidade Estadual de Campinas, na pessoa do Magnífico Reitor Prof. Dr.
José Tadeu Jorge.
À Faculdade de Odontologia de Piracicaba, na pessoa do Senhor Diretor Prof. Dr.
Guilherme Elias Pessanha Henriques.
Ao Programa de Pós-Graduação em Radiologia Odontológica da FOP-UNICAMP,
na pessoa da Senhora Coordenadora Profa. Dra. Deborah Queiroz De Freitas França.
À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – CAPES, pela
concessão das bolsas DS (Demanda Social).
À Deus primeiramente Quem me guiou nos mentos difíceis e principalmente nos
bons momento.
Aos meus pais Luiz Augusto Lima e Vanda Gomes pelo apoio eterno, pelo
heroísmo empenhado por eles em me ceder a oportunidade do conhecimento, mesmo
em meio a obstáculos.
As minhas irmãs Angela Lima e Jaiane Lima que entendem e sempre buscam
dar-me apoio e pela diversão de tê-las como minha família.
Ao meu tio Francisco Lima que como incentivador maior dessa busca pelo
conhecimento e me trilhou muitas vezes para buscar o melhor e angariar novos
patamares. Também a minha avó Adelide, que nos deixou nesse janeiro próximo.
Ao nobríssimo professor, e hoje grande amigo, Miguel Alfredo Isper pelo
empenho e apoio no decorrer da carreira desde a graduação e o maior responsável pelo
meu início na Radiologia Odontológica.
Ao meu caro professor e amigo Dr. José Umberto Bampa pela amizade, pelo
empenho e apoio sempre.
A Thais Uenoiama Dezem que me auxiliou e aceitou em minha primeira
pesquisa e a responsável direta por eu estar hoje defendendo um título de mestre, sua
contribuição é imensurável tanto pelo apoio quanto pela amizade.
Não diferente, agradeço aquele que se desafiou em aceitar-me à sua orientação,
caro Prof. Dr. Matheus Lima de Oliveira. Incondicionalmente não há comparações
para seu empenho com esta Universidade e com o programa de pós-graduação, já que
aqui estamos recentes, tanto o senhor como professor assim como eu pós-graduando.
Agradeço muito pela confiança e pelo crescimento e conhecimento que ganhei não só
por sua vasta capacidade de ensinar, mas com o que aprendemos juntos. Torço para
que possa desempenhar melhor suas ideias, que sua interpessoalidade seja cada vez
mais efetiva, sou grato por seu acompanhamento durante a jornada e agradecido pela
paciência.
Ao Prof. Dr. Francisco Haiter Neto que apesar da seriedade sempre abre
oportunidades para a descontração, e muito além disso sua competência e positividade
na radiologia é imensurável, também sinto pela orientação como professor e pela
aprendizagem e considerações relevantes para este trabalho.
À Profa. Dra. Deborah Queiroz de Freitas por todos os momentos divididos e
pela aprendizagem a seu lado além dos momentos de descontração que mesmo pela
posição institucional sempre se permitiu a brincar e descontrair de muitas situações.
À Profa. Dra. Solange Almeida e Prof. Dr. Frab Boscolo pela disponibilidade e
generosidade em me atender com minhas corriqueiras dúvidas.
Agradecido a aceitação do Prof. Dr. Guilherme Tosoni como membro avaliador
deste trabalho.
À professora Profa. Dra. Gláucia Maria Bovi Ambrosano por sempre se
disponibilizar e contribuir com este estudo e também pela paciência em suas claras
explicações.
Aos funcionários da radiologia que sempre me ouvem e compartilham de nossas
histórias e experiências, sinto agradecido pelo empenho de Sarah Bacchim, Waldeck
Ribeiro, Fernando Andrade e Luciane Sattolo.
À minha grande amiga Amanda Pelegrin Candemil por toda a parceria forte
aqui como colegas de mestrado e orientação, pelos bons momentos, pelos bons papos
nas hamburguerias, pelos conselhos e paciência, sempre atenta e disposta a ajudar.
Aos meus demais amigos de mestrado que também me deram força para
concluir e puseram suas mãos ao trabalho juntamente comigo auxiliando-me na
construção deste estudo, obrigado Roberto Juns, Larissa Lagos e Eduarda
Nascimento, além da agregada doutoranda Mariana Nadaes. A Priscila Azeredo
capitão de grandes momentos e risos, pela amizade e pela força sempre. À Larissa
Moreira pela grande amizade e irmandade que Deus proporcionou.
Ao Yuri Nejaim, alguém mais que excepcional como amigo e radiologista. Sem
palavras para descrever a grande pessoa que foi ao me auxiliar em todos os momentos
e na contribuição incessante neste trabalho e no decorrer de toda essa experiência de
mestrado.
Ao Thiago Gamba, Helena Aguiar e Ana Caroline em todos nossos momentos
de conversa, com suas receptividades impecáveis durante meu processo de adaptação
nesta escola.
À Carolina Valadares pelo suporte e força sempre incentivando nos momentos
difíceis, pelo grande companheirismo juntamente com seu marido Gustavo Souza.
À Karla Rovaris pela pessoa que é e pelos apoios e força sempre, pelas
conversas e finais de semana de ideias e risos, sem palavras para agradecer o quão a
considero uma guia e estimuladora, pessoa sensacional. Complemento sua boa energia
sempre Thiago Nascimento sendo muito gentil e prestativo.
À Karla Vasconcelos que sempre disposta responde as dúvidas que a levo, pela
sua competência e bons momentos de riso que apesar da institucionalidade sempre
quebra barreiras e me trata como amigo. Também agradeço pela disponibilidade e
pronta aceitação ao convite de participar como membro avaliador deste trabalho
juntamente com Frederico Sampaio a quem também o agradeço.
Em especial agradecimento aqueles que dispuseram seu tempo para efetiva
conclusão deste trabalho, sinto muito feliz em saber que pude contar com a irmandade
de vocês: Danieli Brasil, Yuri Nejaim, Larissa Lagos, Eliana Dantas, Hugo Gaêta,
Gina Roque, Luciana Jácome, Carolina Valadares, Amanda Farias, Mariane
Michels, Priscila Azeredo, Eduarda Nascimento e Gustavo Santaella.
E claro também aos demais colegas de pós-graduação, Leonardo Peroni,
Polyane Mazucatto, Henrique Maia, Taruska Ventorini, Mayra, Neiandro, Debora,
Priscila Peyneau, Rafaela, Victor, Bernardo e Thiago Sousa além de todos outros
colegas de radiologia, aqui não citados, durante todo esse tempo.
Aos amigos, Guilherme Ribeiro, Juliana Rosa, Caio e Tia Mara.
Sintam-se todos agradecidos, com carinho Carlos.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 - Fantoma radiográfico desenvolvido para o estudo.
Figura 2 - Resultado radiográfico do fantoma com a solução de K2HPO4
sob oito volumes diferentes.
Figura 3 - Identificação das regiões de interesse na imagem radiográfica
do fantoma.
Figura 4 - Disposição das imagens para avaliação (A) justapostas e (B)
separadas.
Figura 5 - Vista superior do ângulo horizontal de visão (A) 90°, (B) 68,5°
e (C) 45°.
Figura 6 - Fluxograma do cálculo de porcentagem de acerto.
39
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42
45
45
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Porcentagem de acerto em função do tipo de monitor, iluminação,
angulação e distanciamento.
Tabela 2 - Tempo (segundos) em função do tipo de monitor, iluminação,
angulação e distanciamento.
Tabela 3 - Índices de correlação intraclasse (ICC) e suas respectivas
referências para cada avaliador com intervalo de confiança de
95%.
48
49
49
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
CRT – Cathode Ray Tube (Tubos de Raios Catódicos)
DICOM – Digital Imaging and Communication in Medicine (Imagem Digital e
Comunicação em Medicina)
GSDF – Gray Scale Display Function (Função de Exibição em Escala de Cinza)
IPS – In-Plane Switching (Modo de Comutação em Plano)
kV – Quilovoltagem
kVp – Quilovoltagem pico
LCD – Liquid Crystal Display (Monitor de Cristal Líquido)
mA – Miliamperagem
MP – Megapixel
PSP – Phosphor Storage Plate (Placa de Fósforo Fotoestimulável)
ROC – Receiver Operating Characteristic
SMPTE – Society of Motion Picture and Television Engineers (Sociedade de
Engenheiros de Cinema e Televisão).
TC – Tomografia Computadorizada
TFT – Thin Film Transistor (Transistor de Película Fina)
RESUMO
O objetivo neste estudo foi avaliar a influência das condições de interpretação de
imagens radiográficas na diferenciação subjetiva de tons de cinza. Um fantoma
radiográfico foi desenvolvido para se obter a representação das tonalidades de cinza
semelhantes ao das estruturas dentárias e foi radiografado utilizando o sistema
Digora Toto. Por meio do MS Office PowerPoint, oito regiões de interesse da
imagem do fantoma foram selecionadas, recortadas, aleatorizadas e dispostas em
20 sequências sob dois distanciamentos: justapostas e separadas. As 20
sequências foram avaliadas sob 27 condições diferentes (total de 540 imagens)
utilizando três monitores (Dell P2314H 24”, Barco MDRC-212424” e iMac 5k 27”
Retina Display), três níveis de iluminância (baixa, intermediária e alta) e três ângulos
horizontais de visão (90º, 68,5º e 45º). De forma independente, 12 avaliadores
tiveram que identificar a sequência correta entre os diferentes tons de cinza, e o
tempo de avaliação dispendido era registrado. Em seguida, a porcentagem de acerto
foi calculada para cada avaliação. Após 15 dias, metade da amostra foi reavaliada
afim de se testar a reprodutibilidade intra-avaliador. O teste ANOVA três fatores com
teste de Tukey foi utilizado para se avaliar as influências das variantes estudadas e
o coeficiente de correlação intraclasse (ICC) para o teste de reprodutibilidade dos
avaliadores. O nível de significância adotado foi de 5%. Como resultado, o ângulo
horizontal de visão de 45º apresentou redução significativa (p≤0,05) da porcentagem
de acerto em relação ao ângulo de 90º para todos os monitores sob alta iluminância
e para os monitores iMac e Barco sob baixa e intermediária iluminância. Não houve
diferença estatisticamente significante (p>0,05) entre as três angulações estudadas
para o monitor Dell sob as condições de iluminância baixa e intermediária. Não
houve diferença estatística (p>0,05) para os monitores estudados. A alta iluminância
apresentou aumento (p≤0,05) da porcentagem de acerto em relação à intermediária
e baixa para as avaliações no ângulo horizontal de visão de 90º. Em 68,5º, a alta
iluminância apresentou aumento (p≤0,05) em relação à iluminância intermediária e
não diferiu (p>0,05) da baixa iluminância. As imagens justapostas e separadas não
apresentaram diferença estatística (p>0,05). O tempo dispendido para as avaliações
foi significativamente maior (p≤0,05) para o monitor Dell sob alta iluminância.
Conclui-se que na avaliação subjetiva do contraste radiográfico, pode-se utilizar
qualquer um dos monitores avaliados, mas deve-se priorizar ângulo horizontal de
visão de 90º sob alta iluminância. Maior tempo de avaliação é requerido quando as
imagens estão separadas.
Palavras-chave: Interpretação de Imagem Radiográfica Assistida por Computador,
Intensificação de Imagem Radiográfica, Iluminação, Percepção Visual, Apresentação
de dados.
ABSTRACT
The aim of this study was to evaluate the influence of the conditions of radiographic
interpretation on the subjective differentiation of shades of gray. A radiographic
phantom was developed to produce shades of gray similar to dental structures and
was X-rayed using the Digora Toto system. On MS Office PowerPoint, eight regions
of interest from the image of the phantom were selected, cut, randomized and
arranged in 20 sequences under two distances: juxtaposed and separated. The 20
sequences were analyzed under 27 different conditions (total of 540 images) by
using three three displays (Dell P2314H 24-inc, Barco MDRC-212424-inc and iMac
5k 27-inc Retina Display), three levels of illuminance (low, medium and high) and
three horizontal viewing angles (90°, 68.5° and 45°). Twelve evaluators,
independently, had to identify the right sequence between the different shades of
gray, and the time of evaluation was recorded. Then, the percentage of correct
answers was calculated for each evaluation. After 15 days, half of the sample was re-
evaluated to test intra-rater reproducibility. The three-way ANOVA with Tukey's test
was used to evaluate the influence of the variants and the intraclass correlation
coefficient (ICC) for the reproducibility test of the evaluators. The level of significance
was 5%. Thus, the horizontal viewing angle of 45º showed a significant reduction
(p≤0.05) in the percentage of correct answers in relation to the angle of 90º for all
displays under high illuminance and for the iMac and Barco displays under low and
medium illuminance. There was no statistically significant difference (p>0.05)
between the three angles studied for the Dell display under low and medium
illuminance conditions. There was no statistical difference (p>0.05) between the
displays. High illuminance showed an increase (p≤0.05) in the percentage of correct
answers in relation to the medium and low illuminance in the evaluations with the
horizontal angle of view of 90º. At 68.5º, high illuminance presented an increase
(p≤0.05) in relation to the medium illuminance and did not differ (p>0.05) from the low
illuminance. Juxtaposed and separated images presented no statistical difference (p>
0.05). The time spent for the evaluations was significantly higher (p≤0.05) for the Dell
display under high illuminance. In conclusion, in the subjective assessment of
radiographic contrast, any of the displays evaluated can be used, but a horizontal
angle of view of 90º should be preferred under high illuminance. Longer evaluation
time is required when the images are separated.
Keywords: Radiographic Image Interpretation, Computer-Assisted; Radiographic
Image Enhancement; Lighting; Visual Perception; Data Display.
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 17
2 REVISÃO DE LITERATURA .................................................................................. 20
3 PROPOSIÇÃO ....................................................................................................... 37
4 MATERIAL E MÉTODOS ....................................................................................... 38
5 RESULTADOS ....................................................................................................... 46
6 DISCUSSÃO .......................................................................................................... 50
7 CONCLUSÃO ......................................................................................................... 54
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 55
ANEXO 1 – Parecer Consubstanciado do Comitê de Ética em Pesquisa ................ 59
17
1 INTRODUÇÃO
A interpretação radiográfica tem sofrido grande evolução a partir do
desenvolvimento de novas tecnologias e equipamentos. Esse desenvolvimento nos
aparelhos e receptores radiográficos nos últimos anos vem proporcionado ganho na
qualidade de imagem dos sistemas digitais, além de outras vantagens quando
comparadas à radiografia convencional. Isso inclui a redução de dose de radiação X
para o paciente, economia de tempo, e facilidade no armazenamento e organização
dos dados radiográficos (Cederberg et al., 1999; Heo et al., 2008).
A comparação entre sistemas de imagem radiográficos digitais com a
radiografia convencional é, por vezes, difícil devido às diferenças na aquisição de
imagens e exibição. Cirurgiões-dentistas mais conservadores estão habituados a
trabalhar com imagens convencionais de tamanho específico e sem possibilidade de
manipulação. Já nas radiografias digitais, durante a visualização da imagem, há a
possibilidade de se ajustar brilho, contraste e tamanho (Cederberg et al., 1999).
As imagens radiográficas digitais são exibidas por meio de monitores que
são desenvolvidos para transmitir a informação visual de uma imagem digital para
um observador. Os fótons de luz gerados têm inúmeras oportunidades para se
dispersar até atingirem os receptores do sistema visual. Em monitores eletrônicos, a
luz gerada é uma grandeza chamada luminância e normalmente se refere ao brilho
(luz emitida) máximo da tela que pode ser medido em candela por metro quadrado
cd/m² (AAPM, 2005; Flynn e Badano, 1999).
Para Liukkonen et al. (2016) e a American Association of Physicists in
Medicine (AAPM) (2005) a qualidade do monitor tem um papel importante na
interpretação radiográfica já que o mercado dispõe de tecnologias convencionais
naqueles monitores vendidos ao público em geral e tecnologias adicionais aos
monitores de uso médico. Os monitores de uso médico propõem vantagens
significativas para o diagnóstico por imagem quando comparados com monitores
convencionais ou tablets, em compensação, apresentam maior custo. A luminância
máxima dos monitores convencionais é tipicamente mais baixa (aproximadamente
100 cd/m²) quando em comparação com os monitores médicos (aproximadamente
300 a 600 cd/m²), que também oferecem resolução superior (Liukkonen et al., 2016).
18
As propriedades dos monitores usados para visualizar as radiografias na
prática clínica variam amplamente, sendo utilizados desde monitores convencionais
a monitores médicos calibrados com função de exibição em escala de cinza (do
inglês, Gray Scale Display Function; GSDF) e de Imagem Digital e Comunicação em
Medicina (do inglês, Digital Imaging and Communication in Medicine; DICOM).
Nessa comparação vale ressaltar também que o número de tons de cinza
disponíveis na maioria dos monitores convencionais é limitado, enquanto que nos
monitores de uso médico as escala de tons de cinza podem ser maiores (Pakkala et
al., 2012, Liukkonen et al., 2016).
Novos monitores a base de cristal líquido (do inglês, Liquid Crystal
Display; LCD) usados para interpretação radiográfica possuem muitas vantagens
sobre os monitores de tubos de raios catódicos (do inglês, Cathode Ray Tube; CRT).
São vantagens dos monitores de LCD possuir uma luminância máxima elevada (até
1.650 cd/m²), tamanho menores e um baixo consumo energético. No entanto, os
primeiros monitores de LCD apresentavam desvantagens quanto ao seu
desempenho na visualização das imagens, pois essa tecnologia apresenta visão
angular limitada, a qual é definida como a mudança na visibilidade de uma imagem
exibida, dependendo do ângulo de visão do observador. Assim, a interpretação de
imagens por meio de monitor de LCD com deficiência no desempenho angular
poderia afetar negativamente a detecção de objetos de baixo contraste (Ikushima et
al., 2008). Foi assim que Klement (1998) sugeriu que o modo IPS (do inglês, In-
Plane Switching) em novos monitores de LCD seria uma solução promissora para
minimizar a dependência do ângulo de visão. O IPS é uma tecnologia responsável
por realizar alterações nos padrões de funcionamento e exibição de imagens de um
monitor com correção da dependência do ângulo de visão e assim reduzindo a
perda de contraste (Oh-e e Kondo 1996).
Para a AAPM (2005), idealmente, a distribuição de luminância numa
superfície da tela dos monitores só estaria associada à luz gerada pelo dispositivo.
No entanto, na prática, a luz do ambiente pode refletir na superfície do monitor e
adicionar luminância à imagem exibida. Logo, o desempenho de monitores é
altamente dependente das características de reflexão da luz ambiente. Os reflexos
causados no ambiente à partir das luzes da sala podem interferir no sinal luminoso
do monitor (AAPM, 2005; Vasconcelos et al., 2016).
19
A luz que ilumina uma superfície/objeto é denominada iluminância e é
medida em lux (Flynn e Badano, 1999). A iluminância da sala onde dispositivos de
visualização radiográfica estão situados pode variar muito, desde salas de
interpretação radiográfica relativamente escuras até salas claras, próximas a áreas
de atendimento ao paciente. Assim, a degradação da qualidade de imagem pode
acontecer em função da iluminância, do dispositivo de exibição e o ambiente de
reflexão. Além disso, estudos na literatura têm indicado interferência da iluminação
ambiente na detecção de pequenas diferenças em uma imagem radiográfica
(Cederberg et al., 1998 Cederberg et al., 1999).
Diante das diversas condições de avaliação radiográfica que o cirurgião-
dentista pode se submeter na rotina clínica, associadas ao acelerado
desenvolvimento tecnológico dos meios de exibição de imagens, torna-se importante
a busca por condições ideais de avaliação que favoreçam o diagnóstico.
20
2 REVISÃO DE LITERATURA
2.1 Ângulo horizontal de Visão
Com a evolução tecnológica, as imagens digitais se fazem úteis para o
diagnóstico radiográfico. Porém, alguns fatores como as tecnologias embarcadas
nos monitores podem interferir na visualização das imagens.
Para Oh-e e Kondo (1996) e Klement et al. (1998), os monitores com IPS
apresentam-se como uma das tecnologias promissoras para os monitores de LCD
de tamanho maiores como exemplo, os monitores para desktops e televisores. No
entanto, os monitores de LCD apresentam uma dependência do ângulo de visão,
que é uma desvantagem intrínseca devido ao efeito de birrefringência desse tipo de
monitor, devido a essa dependência tem se tornado difícil conseguir uma elevada
relação de contraste simétrica sem que haja inversão da escala de cinza em função
dos ângulos de visão. Sendo assim, o modo IPS é uma solução promissora para
minimizar a dependência do ângulo de visão. Esta nova tecnologia fornece
características de ângulo de visão extremamente amplas. No modo IPS, é aplicado
um campo eléctrico aos cristais líquidos para correção das perdas em monitores de
LCD. Esse comportamento contribui para uma alta relação de contraste sem
inversão de escala de cinza, mesmo para luz incidente obliquamente em ângulos
amplos, o que promove maior ângulo de visão.
2.2 Monitor de exibição
É possível observar na literatura diversos relatos em que estudos
mostram influência direta dos tipos e tecnologias de monitores, como os relatados
abaixo.
Cederberg et al. (1999) buscaram avaliar a influência do monitor no
desempenho do observador para detecção de lesões de cárie. Para se realizar o
estudo, foram criadas lesões de cárie artificiais em esmalte de 40 dentes extraídos e
fazendo uso de brocas esféricas de 1/4 e 1/2. Os dentes foram montados em blocos
em um manequim para simular uma hemi-arcada e a aquisição radiográfica foi
realizada a 70 kVp utilizando um sistema de imagem digital Digora (Soredex, Orion
Corp, Helsínquia, Finlândia), calibrado para se obter ótima densidade. Seis dentistas
21
classificaram cada imagem em uma escala de cinco pontos para a presença ou
ausência de lesão. As imagens radiográficas foram visualizadas nos seguintes
monitores: (1) AlphaScan 711 (Sampo Corp.); (2) Multiscan 17 Se II (Sony
Electronics Inc.); (3) DS 2000 (Clinton Electronics Corp.) e (4) Laptop Latitude CP
(Dell Computer Corp.). Os avaliadores foram autorizados a ampliar e ajustar a
densidade e o contraste de cada imagem. Realizou-se a análise sob a curva ROC
(Receiver Operating Characteristic) para cada imagem. Os dados foram submetidos
a análise de variância (ANOVA) e regressão logística ordinal para testar a
significância entre variáveis e para determinar odds ratio. Como resultado, as áreas
sob a curva ROC média variaram de 0,8728, para o monitor Sampo, a 0,8395, para
a Sony. A análise de variância mostra diferenças significativas entre os
observadores (p<0,0001), tamanho da lesão (p<0,0001), interação
examinador/monitor (p<0,033) e interação examinador/manequim (p<0,013); no
entanto, não foi encontrada diferença significativa entre os monitores. Então, este
estudo sugeriu que o desempenho do observador é independente das
características visuais do monitor de exibição.
Ludlow e Abreu (1999) objetivaram comparar o filme radiográfico,
monitores de computador e notebook na acurácia da detecção de lesões de cárie.
Foram usados 64 dentes extraídos, montados em oito modelos e radiografados com
filme bitewing de sensibilidade E. Os filmes foram digitalizados e exibidos em um
monitor de desktop e em uma tela de notebook. Seis observadores avaliaram a
presença ou ausência de lesão de cárie em esmalte e em dentina para cada
superfície proximal exibidas nos filmes, computadores e notebook. As áreas sob a
curva ROC para cada modo de exibição e observador foram avaliadas quanto a
diferenças significativas com a ANOVA. Como resultado, eles obtiveram que a
acurácia do diagnóstico para a detecção de lesões de cárie em superfícies proximais
não foi significativamente diferente para o filme convencional ou monitores de
computador e laptop. Assim, concluíram que o notebook fornece a qualidade
diagnóstico para a detecção de lesão de cárie comparável aos filmes radiográficos e
o monitor de desktop.
Isidor et al. (2009) realizaram um estudo com o objetivo de comparar a
acurácia de cinco monitores de tela plana para a detecção de lesões de cárie
proximais. Os monitores de tela plana utilizados foram: Mermaid Ventura (15
22
polegadas, colorido, 1024x768, 32 bits, analógico), Olórin VistaLine (19 polegadas,
colorido, 1280x1024, 32 bits, digital), Samsung SyncMaster 203B (20 polegadas,
colorido, 1024x768, 32 bits, analógico) Totoku ME251i (21 polegadas, escala de
cinzentos, 1400 x 1024, 32 bits, digital) e Eizo FlexScan MX190 (19 polegadas,
colorido, 1280 x 1024, 32 bits, digital). Foram examinadas nesses monitores 160
superfícies proximais de dentes humanos usando um sistema de placa de fósforo
(Digora FMX, Soredex) e avaliadas por sete observadores quanto à presença de
lesões de cárie. A microscopia dos dentes serviu de validação para a
presença/ausência de lesão. Como resultado, obtiveram que a sensibilidade variou
entre os observadores (intervalo 7-25%), mas a variação entre os monitores não foi
grande. O monitor Samsung obteve sensibilidade significativamente maior que os
monitores Mermaid e Olórin (p<0,02) e menor especificidade que os monitores Eizo
e Totoku (p<0,05). Não houve diferenças significativas entre quaisquer outros
monitores. A porcentagem de acerto foi maior para o monitor Eizo e
significativamente maior que para os monitores Mermaid e Olórin (p<0,03). Os
autores, então, concluíram que não houve uma relação clara entre a acurácia do
diagnóstico e a resolução ou preço do monitor. O monitor Eizo foi associado com a
percentagem de acerto mais elevadas. O monitor analógico padrão, Samsung,
apresentou maior sensibilidade e especificidade menor do que alguns dos outros
monitores, mas não diferiu na acurácia geral para a detecção de lesões cariosas.
Hellén-Halme e Lith (2013) estudaram o efeito de diferentes modos de
calibração do monitor sob várias condições de iluminação ambiente na capacidade
dos observadores de reconhecer lesões de cárie proximais de profundidades
variadas. Sete observadores avaliaram 100 dentes com lesões de cárie proximais
em radiografias digitais padronizadas usando três condições: (1) monitor pré-
calibrado para luz ambiente alta (superior a 1000 lux), (2) monitor pré-calibrado para
luz ambiente baixa 50 lux e (3) calibração de Barten (DICOM) no monitor em luz
ambiente atenuada (menos de 50 lux). As áreas sob a curva ROC foram traçadas
para todas as observações. O critério padrão foi o exame histológico dos dentes. Os
efeitos de três estados foram comparados utilizando um teste t pareado. Como
resultados não foram encontradas diferenças significativas na acurácia do
diagnóstico para a detecção de qualquer tipo de lesão de cárie proximal entre os
diferentes modos de calibração do monitor de acordo com diferentes níveis de luz
23
ambiente. Portanto, concluíram que não há evidência de que qualquer diferença
entre os níveis de luz ambiente afeta a capacidade de detectar lesões cariosas em
radiografias digitais, desde que o monitor tenha sido calibrado de acordo com o nível
de luz circundante.
Hashem et al. (2015) tiveram como objetivo avaliar a utilidade do iPad
com Retina Display para a detecção de cáries Classe II sob condições de iluminação
em aéreas comuns. O dispositivo foi usado em posições de pé e anguladas. As
avaliações foram feitas por 5 avaliadores, e seus diagnósticos de cárie foram
comparados com os diagnósticos realizados pelos mesmos avaliadores usando um
monitor de tela plana de transistor de película fina (TFT-FPD) em condições de luz
fraca. A análise histológica foi utilizada como padrão-ouro para confirmar a presença
ou ausência de cárie. Numa posição de pé, o tablet obteve resultados como o TFT-
FPD. Quando utilizado na posição angulada, o tablet apresentou ligeira diferença
comparado ao TFT-FPD. Os resultados sugerem que, se o usuário puder compensar
o reflexo, o tablet pode ter a mesma performance que o monitor calibrado no
ambiente escuro.
Kallio-Pulkkinen et al. (2015) realizaram um estudo buscando comparar o
desempenho de avaliadores na detecção de estruturas anatômicas e processos
patológicos com uso de radiografias panorâmicas em monitores com calibração
DICOM e monitores de 6 megapixels (6 MP). As avaliações foram realizadas sob
diferentes condições de iluminação. Para chegar ao resultado foram realizadas 30
radiografias panorâmicas que foram avaliadas aleatoriamente em três monitores sob
luz ambiente (510 lx) e luz baixa (16 lx) por dois observadores com tempos de
experiência diferentes. As regiões e condições avaliadas foram a junção
amelocementária, cárie dentinária, lesões inflamatórias periapicais além da borda
cortical do soalho e lesões patológicas no seio maxilar. O consenso entre os
observadores foi considerado como referência. A concordância intraobservador foi
determinada. Proporção de classificações equivalentes e Kappa ponderado foram
usados para avaliar a confiabilidade. Os resultados obtidos demonstraram que a
proporção de classificações equivalentes com consenso diferiu entre os monitores
não calibrados e calibrados para DICOM em cárie dentinárias no molar inferior sob
iluminação fraca (p = 0,021) e entre o monitor convencional calibrado para DICOM e
de 6 MP em iluminação brilhante (p = 0,038) para um observador experiente.
24
Diferenças significativas foram encontradas entre os monitores convencionais não
calibrados e calibrados em cáries dentinárias sob iluminação intensa (p = 0,044) e
lesões periapicais no molar superior sob iluminação fraca (p = 0,008) para um
observador menos experiente. A confiabilidade intra-observador foi melhor na
detecção de cárie dentinária do que na detecção de patologia de seio periapical e
maxilar. Assim concluíram que a calibração DICOM pode melhorar o desempenho
do observador em radiografia panorâmica sob diferentes condições de iluminação.
Portanto, um monitor convencional calibrado para DICOM pode ser usado em vez de
um monitor médico em consultório odontológico sem comprometer a qualidade
diagnóstico.
Liukkonen et al. (2016) buscaram comparar a acurácia do diagnóstico na
detecção de lesões torácicas sutis em radiografias digitais de tórax utilizando
monitores de uso médico, monitores convencionais e dispositivos tablet sob luz
ambiente intensa e fraca. Para realização do estudo, cinco radiologistas experientes
avaliaram de forma independente 50 radiografias de tórax (32 com achados
pulmonares sutis e 18 sem achados aparentes) sob iluminação ambiente brilhante
(510lx) e escuro (16lx). Tomografias computadorizadas de feixe em leque foram
utilizadas como padrão de referência para lesões intersticiais e nodulares e
radiografia de tórax de seguimento para pneumotórax. A acurácia do diagnóstico e a
sensibilidade foram calculadas para as avaliações realizadas em todos os monitores
e comparadas utilizando o teste de McNemar. Obtiveram como resultados diferenças
significativas na sensibilidade entre as avaliações sob iluminação clara e escura em
monitores convencionais e calibração da função de exibição de imagens digitais e de
comunicação em escala de tons de cinza em medicina (DICOM-GSDF). Comparado
ao display de 6 megapixels (MP) sob iluminação brilhante, a sensibilidade no
pneumotórax foi menor no tablet e no monitor convencional. A sensibilidade nas
opacidades intersticiais foi menor no monitor convencional calibrado com DICOM-
GSDF. Portanto, foi concluído que um monitor convencional com ou sem calibração
DICOM-GSDF ou um tablet não são adequados para interpretação de radiografias
digitais de tórax em alta iluminação. Não foram observadas diferenças significativas
entre os cinco monitores em luz fraca.
Vasconcelos et al. (2016) buscaram avaliar a influência do tipo de monitor
na detecção de fraturas vertical em raiz usando radiografias digitais em canais não
25
preenchidos e canais com pinos de fibra de vidro. Para a avaliação, foram utilizados
40 dentes humanos unirradiculares, sem coroas e com os canais radiculares
preparados. Os dentes foram divididos em 2 grupos: controle (20 dentes) e com
fraturas vertical de raiz (20 dentes). A fratura vertical de raiz nos dentes foi induzida
utilizando uma máquina de ensaio universal. Radiografias periapicais de todos os
dentes foram obtidas utilizando a técnica do paralelismo em três incidências
(ortoradial, mesioradial e distoradial) por meio de um sistema digital de placa de
fósforo (VistaScan®). Todas as imagens foram avaliadas e reavaliadas após 30 dias
por 3 examinadores que fizeram uso de uma escala de 5 pontos usando 4
dispositivos diferentes: tela de notebook com resolução de alta definição, monitor
com resolução padrão, tablet Android de 8 polegadas com alta resolução e um tablet
iPad de 9,7 polegadas com resolução de tela de Retina. As áreas sob as curvas
ROC, sensibilidade, especificidade e acurácia foram comparadas pelo teste ANOVA.
Como resultado, os valores de kappa ponderados para a reprodutibilidade intra e
interobservador foram 0,55-0,88 e 0,31-0,65, respectivamente. Houve diferença
significativa (p<0,05) em relação à área sob a curva ROC, especificidade e
sensibilidade quando os canais não preenchidos foram comparados com canais com
pino de fibra de vidro; entretanto, nenhuma diferença foi observada para os
diferentes dispositivos estudados. Assim, foi concluído que o tipo de monitor não
afetou a detecção de fratura vertical de raiz.
2.3 Iluminância
O estudo da iluminação e sua interação no momento da interpretação
radiográfica vem sendo aprimorada com o passar dos anos, sendo na atualidade o
foco desse estudo na interação da iluminação com monitores utilizados na
interpretação de imagens digitais.
Cederberg et al. (1998) buscaram comparar o desempenho de um
sistema de aquisição de imagem por placa de fósforo fotoestimulável (PSP) com
filme radiográfico para a detecção de lesões proximais sob duas condições de
iluminação de fundo. Para tal, foram feitas exposições pela técnica interproximal dos
dentes humanos extraídos com lesões proximais artificiais usando filme radiográfico
D, E e uma placa de imagem PSP. Oito cirurgiões-dentistas classificaram 12
26
superfícies proximais em cada imagem em uma escala de 5 pontos. As imagens
foram avaliadas com iluminação fluorescente da sala ligada e desligada. As curvas
ROC foram geradas para cada receptor de imagem e condição de iluminação. Os
dados foram submetidos a análise de variância e as diferenças entre observadores,
tamanho da lesão, receptor de imagem e condição de iluminação. Os resultados
mostraram nas áreas sob a curva ROC, que a média para o filme D quando visto em
luz ambiente foram mais altas (0,8030), seguindo-se o filme E usando condições
escuras (0,7386). A área de curva média mais baixa foi encontrada quando as
imagens de PSP foram avaliadas em uma sala escura (0,6726). Diferenças
significativas foram encontradas entre os observadores, o tamanho da lesão, o
receptor de imagem e a interação tamanho-tamanho da lesão da imagem. Nenhuma
diferença significativa foi encontrada com iluminação de fundo e concluíram que a
iluminação de fundo parece não afetar a capacidade de detectar lesões proximais
artificiais.
Reiner et al., (1999) afirmaram que a configuração da sala de
interpretação pode ter um grande efeito sobre a produtividade do radiologista. Vários
fatores devem ser levados em conta para otimizar a sala de interpretação do
radiologista, incluindo a iluminação. O objetivo deste estudo foi utilizar o resultado de
pesquisas sobre o efeito da luz ambiente na fadiga do operador, para fazer
recomendações específicas para aumentar a produtividade do radiologista em um
ambiente de interpretação. Cem exames músculo-esqueléticos foram interpretados
por quatro radiologistas usando uma estação de trabalho com monitor de 2,0K x
1,6K. Os radiologistas foram solicitados a fornecer níveis subjetivos de fadiga
durante as sessões de leitura com diferentes níveis de luz ambiente. Os
radiologistas participantes foram pesquisados quanto a fatores específicos que
contribuem para a fadiga no projeto do quarto atual e pediram para fazer
recomendações para aumentar a produtividade. A literatura foi revisada e
modificações específicas no projeto da sala de interpretação foram propostas para
otimizar as condições de iluminação. Os dados quantitativos demonstraram que
níveis mais baixos de iluminância ambiente otimizaram a produtividade do
radiologista na interpretação de imagem digital aumentando a precisão da
interpretação e reduzindo os níveis de fadiga do operador. Uma série de
recomendações para melhorar ainda mais a concepção de salas foram identificadas
27
por meio de pesquisa e revisão da literatura, incluindo o uso de iluminação de
tarefas separadas, filtros anti-reflexo, superfícies neutras e divisórias para separar
estações de trabalho individuais. A iluminação pode ser utilizada em uma forma fixa
ou móvel e ser controlada pelo radiologista por meio da utilização de um dimmer. A
configuração da sala de interpretação é um determinante importante da aceitação da
tecnologia, da qualidade geral do trabalho e da produtividade do radiologista.
Embora considerada por alguns como um pequeno detalhe no design geral, a
iluminação desempenha um papel importante na produtividade e deve ser
considerada ao projetar a sala ideal de interpretação.
Haak et al. (2002) buscaram com seu estudo determinar a influência da
iluminação ambiente na percepção da escala de cinza usando um monitor CRT e um
monitor TFT. Utilizou-se um monitor de tubo de raios catódicos (Nokia XS 446) e um
monitor de cristais líquidos (Panasonic LC 50S) com iluminação reduzida (70 lux) e
sob condições recomendadas para um consultório odontológico (1000 lux). Vinte e
sete observadores examinaram duas vezes um padrão de teste SMPTE (Society of
Motion Picture and Television Engineers) modificado [0 a 255; 255 a 0] valores de
escala de cinza. As diferenças de contraste correspondentes foram atribuídas a
quatro gamas de níveis de cinza (I: 0-63; II: 64-127; III: 128-191; IV: 192-255). As
influências do tipo de monitor, faixa de escala de cinza e iluminação foram avaliadas
por meio de medidas repetidas de análise de variância. Como resultado a detecção
de diferenças na intensidade monocromática foi significativamente mais precoce
com iluminação reduzida (P <0,0001). Quando a iluminação ambiente total foi
utilizada, o monitor TFT foi superior em comparação com o monitor CRT nas faixas II
e III (P <0,0001), enquanto que não foram detectadas diferenças entre 0 e 63 (P =
0,71) e entre 192 e 255 (P = 0,36). Portanto a iluminação de fundo dificulta a
percepção de escala de cinza em monitores de computador. Neste estudo com um
monitor TFT e um monitor CRT, o TFT em iluminação ambiente máxima foi
associado com a detecção mais precoce de diferenças na escala de cinza do que
CRT.
Kutcher et al. (2006) realizaram um estudo para testar a hipótese nula de
nenhuma diferença na detecção de lesões de cárie em ambientes escuros, claros e
encobertos para visualização de radiografias intra-orais por computador portátil. O
estudo foi realizado com dentes posteriores extraídos e que foram radiografados
28
pela técnica interproximal usando PSP. As imagens foram exibidas em um
computador laptop colocado sob 3 ambientes de iluminação. Seis estudantes de
odontologia e 6 professores observadores avaliaram o estado de cárie das
superfícies proximais. As respostas foram comparadas com a análise histológica
usando a análise da área sob a curva ROC e outras medidas de precisão. O
desempenho também foi comparado com os níveis de luz medidos pelo fotômetro e
o tempo gasto na observação. A área de curva ROC foi significativamente maior
para professores usando monitores encobertos (0,87) do que em um ambiente
clínico iluminado (0,79; P = 0,04). O desempenho dos alunos foi altamente variável e
não significativamente diferente em qualquer um dos ambientes de iluminação.
Sendo assim, concluíram que a capacidade de detectar cáries por cirurgiões-
dentistas experientes pode ser melhorada por máscaras de telas de laptop em
ambientes clínicos iluminados.
Brennan e Murphy (2007) tiveram como objetivo um estudo para
investigar os níveis de luz ambiente em três ambientes onde as imagens
radiológicas são visualizadas, incluindo áreas de interpretação e outros ambientes
dos radiologistas. A iluminação ambiente a 30 cm e a 100 cm do dispositivo de
visualização foi medida com um fotómetro. Duas instituições de saúde participaram
desta investigação e todos os monitores (n = 89) utilizados dentro de cada instituição
para a visualização / laudo de imagens radiológicas foram incluídos. Os valores
obtidos foram comparados com os níveis recomendados e foram feitas comparações
entre instituições para a mesma área de visualização utilizando o teste estatístico
não paramétrico de Mann Whitney-U. Dos monitores estudados, 74% concordam
com à Organização Mundial da Saúde que recomendou um máximo de 100 lux a 30
cm da imagem, enquanto a conformidade caiu para 45% quando os valores
registados a 100 cm foram comparados com a Comissão Europeia máxima de 50
lux. A maioria dos monitores com iluminação ambiente excessiva foi localizada em
áreas de comuns de atendimento, com uma instituição demonstrando 7% de
conformidade neste ambiente. As diferenças estatísticas foram demonstradas entre
as instituições para áreas de radiologia (p <0,0001) e área (p <0,01). Os autores
concluíram que é claro a partir dos dados fornecidos que o planejamento é
necessário no posicionamento de dispositivos de exibição com consideração
29
cuidadosa de iluminação artificial e natural. As técnicas de medição de luz ambiente
exigem padronização.
Chawla e Samei (2007) afirmaram que a iluminação ambiente nas salas
de interpretação radiográfica é atualmente mantida a valores baixos para preservar a
reprodução de contraste nas regiões escuras de uma imagem médica. Baixos níveis
de iluminação, no entanto, criam condições de visualização inadequadas e também
podem causar tensão ocular. Esta tensão ocular pode ser potencialmente atribuída a
variações notáveis no estado de adaptação dos olhos à luminância ao mover o olhar
intermitentemente entre o monitor mais brilhante e as superfícies circundantes mais
escuras. Buscaram, então, apresentar uma metodologia para minimizar a variação e
otimizar as condições de iluminação das salas de interpretação explorando as
propriedades dos monitores LCDs com baixos coeficientes de reflexão difusa,
responsável por diminuir a interferência da reflexão da luz do ambiente pela tela do
monitor, e alta relação de luminância. Primeiro, um modelo computacional foi
desenvolvido para determinar um valor de adaptação de luminância global, Ladp, ao
visualizar uma imagem médica no monitor. O modelo baseia-se no diâmetro do
tamanho da pupila, que depende da luminância do objeto observado. Em segundo
lugar, este valor foi comparado com a luminância refletida fora das superfícies
circundantes, Ls, sob várias condições de iluminação de sala, E, diferentes valores
de coeficientes de reflexão difusa de superfícies circundantes, Rs e configurações de
calibração de um monitor LCD convencional. Os resultados sugerem que para
configurações típicas de luminância de monitores LCDs atuais, é possível aumentar
a iluminação ambiente para minimizar as diferenças na adaptação do olho,
reduzindo potencialmente a fadiga visual e também cumprindo as especificações
TG18 para reprodução controlada de contraste. Especificamente, a iluminação da
sala na faixa de 75-150 lux e os coeficientes de reflexão difusa superficiais no
intervalo prático de 0,13-0,22 sr (-1) proporcionam uma configuração ideal para
LCDs convencionais. Os autores então concluíram que futuros LCDs com menor
reflexividade difusa e com maiores proporções de luminância inerentes podem
proporcionar melhorias nas condições de visualização ergonômicas em salas de
interpretação.
Hellén-Halme et al. (2008) realizaram um estudo para investigar como as
configurações de brilho e contraste do monitor de exibição e do nível de luz
30
ambiente (iluminância) na sala de interpretação afetam a habilidade do cirurgião-
dentista em diagnosticar lesões cariosas em radiografias digitais. Para isso foram
feitas radiografias padronizadas de 100 dentes extraídos. Sete observadores
avaliaram duas vezes as imagens para lesões cariosas proximais, uma vez com
menos de 50 lux e uma com menos de 1000 lux. O brilho e o contraste do monitor
foram variados +/- 50% e +/- 6%, respectivamente, para imitar os limites normais de
ajuste do monitor por um usuário inexperiente e um ajuste ideal. Isto foi feito
ajustando o brilho e contraste da radiografia em +/- 25%. Assim, foram avaliadas
cinco radiografias de cada dente. Realizaram-se análises da área sob a curva ROC.
Os exames histológicos dos dentes serviram de critério padrão. Um teste t pareado
foi utilizado para avaliar se as diferenças nas áreas sob as curvas ROC foram
significativas e Kappa foi usado para avaliar o acordo intra-observador, obtendo
como resultado que quando um monitor com luminosidade e contraste ótimos foi
utilizado para detectar lesões proximais de caries, os níveis de luz ambiente
inferiores a 50 lux foram significativamente melhores do que os níveis de 1000 lux.
Quando se aumentou a definição de contraste do monitor em 6% não alterou estes
resultados; 50 lux foi ainda significativamente melhor do que 1000 lux para avaliação
de radiografias. A concordância intra-observador diferiu de ótimo para bom. Os
resultados obtidos pelos autores mostraram que a redução da luz ambiente para
menos de 50 lux aumentou significativamente a acurácia do diagnóstico de lesões
cariosas proximais em um monitor com um ajuste de brilho ideal e um ajuste de
contraste ótimo ou ligeiramente superior ao ótimo.
Pollard et al. (2008) realizaram dois estudos no intuito de avaliar e refinar
condições ótimas de iluminação ambiente da sala de leitura por meio do uso de
tarefas de observação destinadas a simular práticas clínicas reais. O primeiro estudo
utilizou a resposta de contraste biológico do sistema visual humano para determinar
uma gama de valores representativos para imagens médicas usuais. Os avaliadores
identificaram objetos horizontais de baixo contraste em primeiro plano circular de
luminância uniforme (5, 12, 20 e 30 cd/m2) incorporados em mamografias
digitalizadas. O segundo estudo examinou o efeito do aumento da iluminação
ambiente na detecção de objetos sutis embutidos em primeiro plano circular de
luminância uniforme (5, 12, 20 e 35 cd/m2) centrada dentro de um fundo constante
de luminância de 12 cd/m2. As imagens foram apresentadas sob uma condição de
31
ambiente escuro (1 lux) e um nível de iluminação ambiente aumentado (50 lux) de tal
modo que o nível de luminância da luz refletida de modo difuso a partir da parede de
fundo era aproximadamente igual ao valor imagem de 12 cd/m2. Os resultados do
primeiro estudo demonstraram que as taxas de detecção positivas e falsas positivas
dos observadores e os tempos de detecção positivos verdadeiros eram
consideravelmente melhores enquanto se visualizavam os destaques a 12 e 20
cd/m2 do que nos outros níveis de luminância de primeiro plano. Os resultados do
segundo estudo revelaram que sob iluminação ambiente aumentada, a taxa de
detecção positiva verdadeira média melhorou uma quantidade estatisticamente
significativa de 39,3% para 55,6% a 5 cd/m2 de luminância de primeiro plano.
Adicionalmente, a taxa positiva real aumentou de 46,4% para 56,6% a 35 cd/m2 de
luminância de primeiro plano, e diminuiu ligeiramente de 90,2% para 87,5% a 12
cd/m2 de luminância de primeiro plano. As taxas de falso positivo em todos os níveis
de luminância de primeiro plano permaneceram aproximadamente constantes com o
aumento da iluminação ambiente. Além disso, sob iluminação ambiente aumentada,
os tempos de detecção positivos reais diminuíram em cada nível de luminância de
primeiro plano, com a diminuição mais considerável (aproximadamente 500ms) na
luminância de primeiro plano de 5 cd/m2. O primeiro estudo sugere que o ajuste
pupilar a cada luminância de mamografias típicas situa-se entre 12 e 20 cd/m2,
levando a uma ótima iluminação na sala de interpretação de aproximadamente 50-
80lux. Os resultados do segundo estudo forneceram evidência psicofísica de que a
iluminação ambiente pode ser aumentada para um nível dentro desta faixa,
potencialmente melhorando o conforto do radiologista, sem efeitos deletérios no
desempenho diagnóstico.
Pakkala et al. (2012) objetivaram avaliar o efeito da iluminação da sala e
diferentes tipos de monitores na acurácia do diagnóstico de cárie em radiografias
digitais. Estudos demonstraram que a acurácia do diagnóstico da detecção de cárie
é significativamente melhor em condições de iluminação reduzida. Sua hipótese era
que uma maior luminosidade do monitor poderia compensar esta condição em caso
de iluminação ambiente mais elevadas. Foram utilizados dentes humanos extraídos
para obter as imagens para avaliação. As superfícies proximais dos dentes variavam
de hígidas a desmineralizadas e foram radiografados e avaliadas por três
observadores que detectaram lesões cariosas em três diferentes tipos de monitores
32
em três diferentes configurações de iluminação de sala, desde iluminação baixa, ou
seja, o que é recomendado para visualização para diagnóstico e também níveis de
iluminação médio correspondentes aos encontrados em um consultório
odontológico. Para validação foi usado os procedimentos de seccionamento e
microscopia dos dentes para verificar a presença ou ausência de lesão cariosa. A
sensibilidade, especificidade e acurácia foram calculadas para cada modalidade e
observador. As diferenças foram estimadas através da análise dos dados binários
assumindo os efeitos agregados do observador e modalidade em um modelo linear
generalizado. Os observadores obtiveram sensibilidades mais altas em
configurações de iluminação mais baixa do que em configurações de iluminância
mais altas. No entanto, isso estava relacionado a uma redução na especificidade, o
que significava que não havia diferença significativa na precisão geral.
Contrariamente à hipótese, não houve diferenças significativas entre a acurácia de
diferentes tipos de monitores e concluíram que diferentes monitores e níveis de
iluminância da sala não afetaram a acurácia geral da detecção de cárie radiográfica.
Cruz et al. (2015) buscaram avaliar como os detalhes dos compósitos
restauradores dentários com diferentes radiopacidades são percebidos sob a
influência da luz ambiente. Para se realizar o estudo, foi construída uma escala de
resina composta (seis degraus, cada um de 1 mm de espessura) essas foram
fabricadas sob encomenda a partir de três materiais, respectivamente: (M1) Filtek
Z350 (3M / ESPE, Saint Paul, MN); (M2) Prisma AP.H (Dentsply International Inc.,
Brasil) e (M3) Glacier (SDI Limited, Victoria, Austrália). Cada degrau da escala
fabricada recebeu três perfurações padronizadas de diferentes diâmetros e
profundidades. Utilizou-se uma escala de alumínio (Al) com 12 degraus (1 mm de
espessura) como padrão para calcular a radiopacidade como valores de intensidade
de pixel. Foram obtidas imagens digitalizadas padronizadas do conjunto e 11
avaliadores interpretaram de forma independente as imagens, observando o número
de detalhes visíveis (perfurações) sob duas condições diferentes: em ambiente claro
(luz acesa na sala) e em condições de pouca luz (luz foi desligada). As diferenças
entre as imagens em termos do número de detalhes observados foram comparadas
estatisticamente com ANOVA, coeficiente alfa de Cronbach e testes de Wilcoxon e
Kruskal-Wallis, com um nível de significância de 5% (α = 0,05). Como resultados o
compósito M2 mostrou maior radiopacidade, o compósito M1 teve radiopacidades
33
intermediárias e o compósito M3 mostrou a menor radiopacidade, entretanto, os três
foram sem significância estatística (p> 0,05) em comparação uns com os outros. As
diferenças na radiopacidade resultaram em uma variação significativa (p <0,05) no
número de detalhes visíveis na imagem, que foram influenciados pelas
características dos detalhes, além do nível de luz ambiente. Os autores concluíram
então que a radiopacidade dos materiais e a luz ambiente podem afetar a percepção
dos detalhes nas imagens radiográficas digitais.
Moshfeghi (2015) buscou com seu estudo avaliar os efeitos de diferentes
condições de visualização na interpretação radiográfica. Para tal o estudo de
diagnóstico foi realizado através da avaliação da radiografia de um bloco de alumínio
de 7 mm de espessura, em que 10 furos com diâmetros de 2 mm foram perfurados
aleatoriamente com profundidades que variaram de 0,05 mm a 0,50 mm. A
radiografia foi visualizada por quatro radiologistas orais, independentemente, em
quatro condições de visualização, incluindo negatoscópio de luz branca em uma sala
iluminada, negatoscópio com luz amarela em uma sala iluminada, negatoscópio em
uma sala escura e negatoscópio de luz amarela em um sala escuro. O número de
sombras circulares observadas no filme foi gravado. Os dados foram analisados por
ANOVA bidirecional. O número médio de sombras circulares detectadas foi de 6,75,
7,5, 7,25 e 7,75 em um negatoscópio de luz branca em uma sala iluminada,
negatoscópio de luz branca em uma sala escura, negatoscópio de luz amarela em
uma sala iluminada e um negatoscópio de luz amarela em um quarto escuro,
respectivamente. Embora a iluminação circundante tenha tido efeito estatisticamente
significativo nos detalhes radiográficos (P≤0,03), a luz clara do negatoscópio não
teve efeito significativo na visibilidade dos detalhes radiográficos. A luz branca e
amarela do negatoscópio não teve efeito significativo na visibilidade dos detalhes
radiográficos, mas foi obtida mais informação numa sala escura.
Kallio-Pulkkinen et al. (2016) buscaram comparar o desempenho de
avaliadores na detecção de estruturas anatômicas e lesões de cárie em radiografias
bitewing usando monitores convencionais com e sem calibração DICOM, iPad
tablets e monitores de 6 megapixels (MP) sob diferente iluminação. Para realizar a
comparação foram obtidas 30 radiografias interproximais as quais foram avaliadas
em quatro monitores sob iluminação ambiente alta (510 lx) e fraca (16 lx) por dois
observadores. Avaliaram-se a junção amelocementária, lesões de cárie em esmalte
34
e dentina e a borda cortical das cristas alveolares. Um consenso foi considerado
como referência. A concordância intra-observador foi determinada. A proporção de
classificações equivalentes e kappa ponderada foi usada para avaliar a
confiabilidade. Como resultados observaram que a proporção de avaliações
equivalentes com consenso diferiu significativamente entre o monitor não calibrado e
com calibração para lesões de cárie em esmalte em molares superiores e inferiores
sob iluminação intensa (p = 0,013 e p = 0,003) e nas lesões de cárie em dentina em
molares inferiores tanto sob iluminação intensa quanto sob luz fraca. A proporção
também diferiu significativamente entre o monitor com calibração DICOM e 6-MP na
lesões de cárie em dentina em molares inferiores e sob iluminação intensa (p =
0,039), o tablet e o monitor convencional em lesões de cárie em esmalte em molares
superiores (p = 0,017) sob iluminação intensa, tablet e 6-MP para lesões de cárie em
dentina em molares inferiores (p = 0,003) em iluminação intensa e em cáries de
esmalte em molares inferiores (p = 0,012) em iluminação fraca, e concluíram
portanto que a calibração DICOM melhora a detecção de cáries em esmalte e
dentina em radiografias bitewing, particularmente em iluminação brilhante. Logo um
monitor convencional calibrado pode ser recomendado como uma ferramenta de
diagnóstico para visualizar radiografias interproximais.
2.4 Percepção visual
A fisiologia humana é individualizada, ou seja, cada corpo possui suas
próprias adaptações, mas fenômenos comuns são estudados. Alguns dos
fenômenos ópticos fisiológicos podem interferir diretamente na avaliação
radiográfica.
Em 1983, Daffner realizou um estudo de revisão descrevendo os
fenômenos que interferem na interpretação radiográfica e analisou trabalhos
anteriores sobre esta percepção. O autor também afirma que o denominador comum
de qualquer estudo radiográfico é a capacidade do radiologista para interpretar a
imagem no filme. Estamos conscientes de que a composição dessa imagem é uma
combinação das sombras de todas as estruturas através das quais passa o feixe de
raios x. Entretanto, menos apreciada é uma variedade de fenômenos ilusórios que
resultam de sombras sobrepostas, diferenças na iluminação de fundo e formação de
35
contorno subjetivo. O resultado é uma variedade de imagens falsas que só existem
no "olho da mente" e podem ser mal interpretadas como anormalidades patológicas
significativas. As três causas mais comuns de fenômenos ilusórios são os efeitos
Mach Band, o efeito de densidade de fundo e os contornos subjetivos. Estes são
todos relacionados e são derivados do processo de inibição lateral. É importante que
os radiologistas reconheçam esses fenômenos para evitar suas armadilhas.
Daffner (1989) relatou um fenômeno que interferia na avaliação
radiográfica, o efeito Mach Band, um fenômeno visual resultante de impulsos
inibitórios laterais na retina do olho, são reconhecidas sob várias circunstâncias
como linhas luminosas ou densas devido à sobreposição de sombras radiográficas.
Um fenómeno semelhante, o efeito de contraste de fundo, comumente ocorre na
tomografia computadorizada devido ao efeito da densidade de fundo numa estrutura
particular. Isso pode ser uma fonte de erro de diagnóstico. Para evitar esse
problema, a medição das densidades das estruturas pertinentes deve ser obtida
usando o computador, ao invés de confiar nos olhos do observador apenas.
Chasen (2001) mostrou em sua revisão, que radiografias de rotina com
correlação tomográfica computadorizada (TC) são usadas para demonstrar
aplicações práticas da teoria do efeito Mach Band na análise torácica. Os efeitos
Mach Band representam fenômenos psicofisiológicos ópticos de aumento de borda
produzidos por meio de inibição lateral na retina do olho. A visualização do efeito
depende de um conjunto de variáveis que envolvem principalmente o contorno e a
densidade óptica de uma estrutura em uma interface em relação à de seu entorno.
Com base na sua aparência, as bandas são definidas como positivo (branco) ou
negativo (preto). O conceito de Mach Band contribui para uma maior compreensão
das estruturas tridimensionais projetadas em imagens radiográficas de rotina
bidimensional do tórax. O efeito Mach Band podem ajudar a diferenciar anatomia
normal de anormal e assim aumentar o rendimento de diagnóstico de tais imagens.
As bandas de Mach podem ser vistas em imagens que usam luz transmitida ou
reflexiva, incluindo imagens de scout de TC (topogramas).
Keil et al. (2006) mostraram que evidências recentes sugerem que
superfícies de objetos e suas propriedades são representadas em estágios iniciais
no sistema visual. As propriedades de superfície invariantes mais prováveis são
extraídas para dotar os seres de capacidades robustas de reconhecimento de
36
objetos. Nas cenas reais, os gradientes de luminância são muitas vezes sobrepostos
às superfícies. Argumentaram que os gradientes também devem ser representados
no sistema visual, uma vez que codificam informações altamente variáveis, como
sombreamento, desfocagem focal e penumbral. Assim apresentaram uma
arquitetura neuronal que foi projetada e otimizada para segregar e representar
gradientes de luminância em imagens reais. Além disso, a arquitetura fornece uma
nova teoria para o efeito Mach Band, onde os dados psicofísicos correspondentes
são preditos consistentemente.
Em seu estudo Matsui (2012) esclareceu a relação entre qualidade de
imagem e acomodação da visão humana através de dois tipos de experimentos. No
primeiro examina-se como a degradação da qualidade da imagem influencia o
mecanismo de acomodação e o outro examina o tipo de informação de qualidade de
imagens degradadas que ativa o mecanismo de acomodação. Na realidade, as
respostas acomodatórias são medidas usando um optômetro infravermelho
enquanto os sujeitos avaliam subjetivamente a nitidez, o ruído e os pseudo-
contornos e enquanto observam ondas quadradas fundamentais ausentes, seno e
quadradas. Os seguintes resultados foram obtidos: (1) o atraso de acomodação
aumenta à medida que o grau de nitidez é degradado, independentemente dos
métodos de reprodução de tom; (2) o lag de acomodação diminui consideravelmente
na existência de ruído ou pseudocontornos, enquanto que aumenta para planos
uniformes ou suavemente curvos; (3) as características espaciais das imagens
apresentadas ativam o mecanismo de acomodação. Esses resultados sugerem que
as respostas acomodativas influenciam os julgamentos subjetivos humanos, bem
como sendo um fator humano relacionado de perto com a qualidade da imagem e
que as características espaciais das imagens degradadas pela qualidade subjazem
aos julgamentos subjetivos humanos. Ou seja, implicam que métricas objetivas de
avaliação da qualidade de imagem devem satisfazer as duas condições a seguir: a
incorporação das características de acomodação em tais métricas e a formulação
dessas métricas na região espacial.
37
3 PROPOSIÇÃO
Objetivo geral:
Avaliar a influência das condições de interpretação de imagens radiográficas
na diferenciação subjetiva de tons de cinza.
Objetivos específicos:
• Avaliar a influência do ângulo horizontal de visão do observador em relação
ao monitor;
• Avaliar a influência do tipo do monitor;
• Avaliar a influência da iluminação ambiente;
• Avaliar a influência do distanciamento entre imagens radiográficas;
• Avaliar o tempo de avaliação dispendido nas diferentes condições.
38
4 MATERIAL E MÉTODOS
O presente estudo foi realizado nas dependências da Área de Radiologia
Odontológica, do Departamento de Diagnóstico Oral da Faculdade de Odontologia
de Piracicaba da Universidade Estadual de Campinas e contou com aprovação do
Comitê de Ética em Pesquisa local sob parecer de número 1.658.341 e CAAE
58011516.0.0000.5418 (Anexo 1).
4.1 Preparação do fantoma radiográfico
Um fantoma radiográfico foi confeccionado por meio da união de oito
tubos cilíndricos de vidro em posição vertical e dispostos lado-a-lado em duas fileiras
de quatro tubos. Cada tubo tinha capacidade máxima para um mililitro, com diâmetro
interno de sete milímetros e base em ângulo reto com a parede cilíndrica (Figura 1).
Uma solução aquosa de fosfato de potássio dibásico (K2HPO4) a uma
concentração de 1.000 mg/mL foi preparada e, por meio de uma pipeta de precisão
LABMATE Soft de canal único (HTL Lab Solutions, Varsóvia, Polônia) os tubos
foram preenchidos sob diferentes volumes: 750µL, 680µL, 610µL, 540µL, 470µL,
400µL, 330µL e 260µL. O K2HPO4 é um sal altamente solúvel com número atômico
muito semelhante ao da hidroxiapatita, o que permite a simulação dos diferentes
tons de cinza observados em um exame radiográfico dental (Sanada et al., 1999).
Tais volumes foram determinados por meio de um estudo piloto prévio em
que densidades radiográficas de estruturas dentárias foram identificadas por meio de
equivalência de espessura de alumínio. Para isso, um dente foi radiografado com
uma escala de densidade de alumínio de 12 degraus. Após obtida a radiografia, a
imagem foi exportada em formato TIFF e o valor de cinza de estruturas como
esmalte, dentina/cemento, câmara pulpar e condutos radiculares foram mensuradas
por meio do software ImageJ versão 1.50b (U.S. National Institutes of Health,
Bethesda, Maryland, EUA). Em seguida, foram realizadas radiografias do fantoma
com a solução de K2HPO4 sob inúmeros volumes e a escala de alumínio. Os
volumes que apresentaram a mesma equivalência em milímetro de alumínio que as
estruturas dentárias foram selecionados, de forma que 750µL, 680µL e 610µL
39
representavam regiões de esmalte, e 540µL, 470µL e 400µL representaram regiões
de dentina e cemento, e 330µL e 260µL representaram regiões de câmara pulpar e
condutos radiculares.
Figura 1. Fantoma radiográfico desenvolvido para o estudo.
4.2 Aquisição radiográfica
Imagens radiográficas digitais foram obtidas do fantoma que estava
posicionado de forma que o feixe central de raios X incidisse paralelamente ao longo
eixo dos 8 tubos, a fim de evitar sobreposição das paredes no líquido. O sistema
radiográfico digital utilizado foi o Digora Toto (Soredex Finndent, Orion Corporation
Ltd, Helsinque, Finlândia) com o aparelho de raios X Focus® (Instrumentarium,
Tuusula, Finlândia) operando com os parâmetros energéticos de 70 kV e 7 mA e a
uma distância de 40 cm entre o ponto focal e o receptor de imagem. A imagem
radiográfica resultante apresentou tamanho de 7,42 MB e foi exportada em formato
TIFF (Figura 2).
40
Figura 2. Resultado radiográfico do fantoma com a solução de K2HPO4 sob oito volumes diferentes.
4.3 Preparação das imagens
Por meio do programa MS Office PowerPoint (Microsoft Corporation,
Redmond, EUA), uma região de interesse quadrada de 130 x 130 pixels foi
recortada da imagem radiográfica de cada um dos oito tubos cilíndricos do fantoma
radiográfico (Figura 3). A seleção das regiões de interesse foi realizada nas áreas de
maior homogeneidade de tons de cinza, avaliadas por meio da análise do
histograma no programa ImageJ versão 1.50b (U.S. National Institutes of Health,
Bethesda, Maryland, EUA), em que buscava-se regiões com menores valores de
desvio padrão de intensidade de pixel. As oito regiões de interesse recortadas foram
dispostas lado a lado e sob duas formas de distanciamento: justapostas e separadas
(Figura 4). Em seguida, a sequência de disposição das regiões de interesse foi
aleatorizada por dez vezes para cada distanciamento, totalizando 20 imagens com
sequências diferentes.
41
Figura 3. Identificação das regiões de interesse na imagem radiográfica do fantoma.
Figura 4. Disposição das imagens para avaliação (A) Justapostas e (B) separadas.
4.4 Avaliação das imagens
Doze voluntários foram convidados para atuar como avaliadores. Como
critério para participação nas avaliações os voluntários selecionados deveriam ter
experiência em interpretação de imagens radiográficas por, pelo menos, dois anos e
42
também não poderiam apresentar daltonismo e nenhuma doença ocular
degenerativa.
Uma sala foi adequada para realização das avaliações que tinha por
características ser um ambiente calmo e confortável aos avaliadores e sem
nenhuma interferência de luz externa. Nessa sala, os avaliadores tinham que
identificar, de forma independente, a sequência de tonalidade de cada uma das 20
imagens por meio do MS Office PowerPoint. Eles receberam uma ficha em que
tinham que atribuir um número de 1 a 8 para cada tom de cinza em que 1 era o tom
apresentando maior radiolucidez e 8 era o tom apresentando maior radiopacidade.
Todas as 20 imagens foram avaliadas sob 27 condições diferentes ao se alternar e
combinar três ângulos horizontais de visão, três tipos de monitor e três níveis de
iluminância, totalizando 540 imagens por avaliador.
Os avaliadores foram orientados a respeitar o tempo de acomodação
visual que julgasse necessário para iniciar as avaliações. Adicionalmente, para evitar
fadiga visual, cada sessão de avaliação não poderia ultrapassar o limite de 60
imagens e o intervalo mínimo entre as sessões era de 24 horas.
4.5 Nível de iluminância
Os três níveis de iluminância utilizados foram aferidos com uso de um
fotômetro Sekonic Flash Master L-358 (Sekonic Corporation Japan, Tóquio, Japão).
Os valores foram obtidos em valores de exposição (do inglês, exposure value; EV,
sensibilidade ISO 100) e convertidos para Lux de acordo com a tabela disponível no
manual de usuário do fotômetro utilizado (Sekonic Flash Master L-358 Operating
Manual), como observado no quadro 1. No momento da aferição, o fotômetro estava
posicionado na região em que estariam os olhos do avaliador. O nível baixo foi
obtido com a sala totalmente no escuro, o nível intermediário foi obtido com o uso de
uma luminária posicionada a três metros do avaliador e voltada para a parede e o
nível alto foi obtido com a luz da sala totalmente acesa. Em nenhuma das três
situações houve interferência da luz externa, considerando que as janelas e frestas
estavam completamente cobertas por papel preto.
43
Quadro 1. Níveis de iluminância configurados para avaliação das imagens sob duas
unidades de medida: EV e Lux.
Nível de Iluminância Unidade
EV Lux
Baixo 0 2,5
Intermediário 3,5 28
Alto 7,5 450
4.6. Tipo de monitor
Os três monitores utilizados foram o Dell P2314H (Dell, Round Rock,
EUA) de 23 polegadas, operando em resolução máxima de 1920x1080p/DVI e
representando um monitor convencional, o Barco LCD MDRC-2124 (Barco,
Cortrique, Bélgica) de 24,1 polegadas, operando em resolução máxima de
1920x1080p/DVI/10 bits e representando um monitor de uso médico e o iMac com
tela retina 5K (Apple, Cupertino, EUA) de 27 polegadas, operando a resolução
máxima de 5120x2880p e representando um monitor de alta performance. Todos os
dispositivos utilizados no estudo tinham tecnologia IPS embarcada e foram utilizados
em sua intensidade máxima de brilho.
4.7. Ângulo horizontal de visão
Com o uso de um transferidor, os monitores foram girados
horizontalmente para que o ângulo horizontal de visão fosse de 90°, 68,5° e 45°.
Esses valores foram determinados para simular a posição de um radiologista ao
interpretar uma radiografia individualmente, em dupla ou em trio, respectivamente
(Figura 5). O ângulo vertical de visão foi de 90 graus em todas as condições de
avaliações. Vale ressaltar que os diferentes ângulos horizontais de visão foram
obtidos pela realização do giro do monitor e não do avaliador, em função da maior
facilidade de padronização que se obtém ao girar apenas o monitor.
44
4.8. Reavaliação
Após 15 dias do término das avaliações, 50% das imagens foram
reavaliadas para se testar a reprodutibilidade intra-avaliador.
4.9. Cálculo da porcentagem de acerto
As sequências de tons de cinza atribuída pelos avaliadores foram
comparadas ao padrão-ouro e a diferença matemática entre cada tom de cinza foi
calculada. Todos os valores de diferença foram transformados para positivo e, em
seguida, somados para se obter o número total de erros. Considerando que o
número máximo de erros possível era 32 (situação hipotética em que o avaliador
invertesse por completo a sequência dos tons de cinza), uma regra de três simples
foi aplicada para se calcular a porcentagem de erro. Em seguida, esse valor era
subtraído de 100% para se calcular a porcentagem de acerto (Figura 6).
4.10 Mensuração do tempo de avaliação
O tempo de avaliação de cada imagem foi mensurada por meio do
cronometro de um iPad 2 (Apple, Cupertino, EUA) pelo pesquisador responsável,
que esteve presente durante todas as etapas da avaliação. Para melhorar a acurácia
dessa mensuração, o MS Office PowerPoint foi programado para soar um bipe
quando o avaliador mudasse de imagem.
4.11 Análise Estatística
O tamanho da amostra de 12 voluntários em delineamento de tratamento
3x3x3x2 (3 monitores, 3 níveis de iluminância, 3 angulações e 2 distanciamentos de
imagem) resultou em 647 graus de liberdade total e 594 graus de liberdade para o
resíduo (Error Degrees of Freedom), sendo um tamanho de amostra maior que o
necessário para a variabilidade observada nos dados (Coeficiente de variação
2,83%). O cálculo do poder do teste foi realizado no software SAS Power and
45
Sample Size 3.1, considerando nível de significância de 5% e chegando a um poder
do teste acima de 0,80 para os efeitos principais e interações entre eles.
Após realizada análise exploratória dos dados de porcentagem de acerto
foi aplicada análise de variância (ANOVA) em esquema fatorial (3x3x3x2) e teste de
Tukey considerando o nível de significância de 5% (α=0,05) para comparação entre
as condições de visualização. Os dados de tempo sofreram transformação inversa
para que atendessem as pressuposições da análise de variância. Análise de
correlação intraclasse foi realizado para se verificar o nível de concordância intra-
avaliador. Os cálculos foram realizados por meio do sistema SAS (SAS Institute Inc.
Cary, EUA).
Figura 5. Vista superior do posicionamento para avalição do ângulo horizontal de visão (A) 90°, (B)
68,5° e (C) 45°.
Figura 6. Fluxograma do cálculo de porcentagem de acerto.
Reposta do avaliador = 3 7 4 2 6 1 8 5 Padrão ouro = 5 7 2 1 6 3 8 4
Diferença matemática = 2 0 2 1 0 2 0 1
Σ do número de erros = 8
Regra de Três Simples 32 ------------- 100 %
4 -------------- X
X = 12,5%
Imagem vista pelo avaliador Interpretação subjetiva do
avaliador e anotação na
ficha.
Por meio de regra de três
simples a quantidade de
erros foi convertida em
porcentagem de acerto,
levando-se em conta que
o número máximo de
erros era 32.
100% - X = % de acerto 100% - 12,5% = 87,5%
87,5% de acerto
3 7 4 2 6 1 8 5
A B C
46
5 RESULTADOS
5.1 Porcentagem de acerto
A tabela 1 apresenta as médias da porcentagem de acerto em função do
ângulo horizontal de visão, tipo de monitor, nível de iluminância e distanciamento.
5.1.1 Ângulo horizontal de visão
Os ângulos horizontais de visão de 90º e 68,5º não diferiram
estatisticamente (p>0,05) em nenhuma das condições avaliadas. Quando
comparado com o ângulo horizontal de visão de 90º, o ângulo de 45º apresentou
uma redução significativa (p≤0,05) dos valores de porcentagem de acerto para todos
os monitores sob alta iluminância e para os monitores iMac e Barco sob baixa e
intermediária iluminância. Não houve diferença estatisticamente significante (p>0,05)
entre as três angulações estudadas para o monitor Dell sob as condições de
iluminância baixa e intermediária.
5.1.2 Tipo de monitor
Não foi observado diferença estatisticamente significante (p>0,05) da
porcentagem de acerto entre os três tipos de monitores em nenhuma das condições
avaliadas.
5.1.3 Nível de iluminância
Observou-se aumento significativo (p≤0,05) da porcentagem de acerto da
alta iluminância em relação à intermediária e baixa para as imagens avaliadas com
ângulo horizontal de visão de 90º. Já para o ângulo de 68,5º, a alta iluminância
apresentou aumento significativo (p≤0,05) da porcentagem de acerto em relação à
iluminância intermediária e não diferiu (p>0,05) da baixa iluminância.
47
5.1.4 Distanciamento
A porcentagem de acerto das imagens justapostas e separadas não
apresentaram diferença estatística (p>0,05) para as mesmas condições de monitor,
angulação e iluminância.
5.2 Tempo
Na tabela 2 estão representadas as médias de tempo dispendido pelos
avaliadores neste estudo. Pôde-se observar que os três monitores utilizados não
apresentaram diferença significativa (p>0,05) entre si sob iluminância baixa e
intermediária para as três angulações avaliadas. Sob alta iluminância, o monitor Dell
apresentou um aumento significativo (p≤0,05) no tempo de avaliação em relação aos
outros monitores e em relação ao próprio monitor Dell sob baixa iluminância.
Em todas as condições avaliadas, observou-se que o tempo gasto na
avaliação das imagens foi significativamente (p≤0,05) maior nas separadas que das
justapostas.
5.3 Teste de reprodutibilidade
Na tabela 3, pode-se observar que a reprodutibilidade intra-examinador
variou de bom a excelente, conforme a classificação de Cicchetti (1994).
48
Tabela 1. Valores médios da porcentagem de acerto em função do tipo de monitor, iluminação, angulação e distanciamento
Distanciamento Monitor
Iluminância Baixa Iluminância Intermediária Iluminância Alta
Ângulo horizontal de visão Ângulo horizontal de visão Ângulo horizontal de visão
90º 68,5º 45º 90º 68,5º 45º 90º 68,5º 45º
Justapostas
iMac 95,89 Aa 94,92 ABa 92,66 Ba 95,99 Aa 93,80 ABa 91,93 Ba 96,82 Aa* 96,09 #Aa 92,23 Ba
Dell 95,26 Aa 94,95 Aa 93,69 Aa 95,63 Aa 94,32 Aa 93,37 Aa 97,34 Aa* 90,89 #Aa 90,89 Ba
Barco 95,63 Aa 94,48 ABa 92,45 Ba 95,68 Aa 95,42 Aa 92,50 Ba 97,34 Aa* 96,15 #Aa 91,90 Ba
Separadas
iMac 95,52 Aa 94,43 ABa 91,20 Ba 95,05 Aa 93,80 ABa 90,21 Ba 96,72 Aa* 96,04 #Aa 92,81 Ba
Dell 93,65 Aa 95,00 Aa 93,63 Aa 93,81 Aa 93,46 Aa 93,46 Aa 97,19 Aa* 96,30 #Aa 92,81 Ba
Barco 96,30 Aa 95,16 ABa 92,08 Ba 95,73 Aa 95,21 Aa 92,11 Ba 97,66 Aa* 96,15 #Aa 90,76 Ba
Médias seguidas de letras distintas (maiúsculas na horizontal comparando angulação dentro de cada tipo de iluminação e minúscula na vertical
comparando monitor dentro de cada distanciamento) diferem entre si (p≤0,05). *Difere da iluminância baixa e intermediária nas mesmas condições de
angulação, monitor e distanciamento da imagem (p≤0,05). #Difere da iluminância intermediária nas mesmas condições de angulação, monitor e
distanciamento da imagem (p≤0,05). Não houve diferença significativa entre o distanciamento das imagens (p>0,05).
48
49
Tabela 2. Valores médios do tempo (segundos) em função do tipo de monitor, iluminação, angulação e distanciamento.
Distanciamento Monitor
Iluminância Baixa Iluminância Intermediária Iluminância Alta
Ângulo horizontal de visão Ângulo horizontal de visão Ângulo horizontal de visão
90º 68,5º 45º 90º 68,5º 45º 90º 68,5º 45º
Justapostas
iMac 23,34 Aa$ 20,41 Aa$ 23,13 Aa$ 21,67 Aa$ 21,49 Aa$ 21,28 Aa$ 21,94 Ab$ 21,69 Ab$ 22,50 Ab$
Dell 25,84 Aa$ 23,58 Aa$ 24,21 Aa$ 27,08 Aa$ 24,73 Aa$ 25,99 Aa$ 33,86 Aa#$ 29,14 Aa#$ 28,10 Aa#$
Barco 24,90 Aa$ 21,83 Aa$ 22,97 Aa$ 23,22 Aa$ 22,20 Aa$ 22,12 Aa$ 22,19 Ab$ 23,13 Ab$ 24,01 Ab$
Separadas
iMac 27,98 Aa 25,11 Aa 27,77 Aa 29,68 Aa 28,60 Aa 28,01 Aa 25,86 Ab 26,45 Ab 25,86 Ab
Dell 31,36 Aa 27,73 Aa 26,00 Aa 32,32 Aa 30,04 Aa 29,61 Aa 45,95 Aa# 32,18 Aa# 30,90 Aa#
Barco 29,31 Aa 26,64 Aa 26,88 Aa 28,71 Aa 26,62 Aa 25,72 Aa 25,26 Ab 24,92 Ab 24,89 Ab
Médias seguidas de letras distintas (maiúsculas na horizontal comparando angulação dentro de cada tipo de iluminação e minúscula na vertical comparando
monitor dentro de cada distanciamento) diferem entre si (p≤0,05). $Difere das imagens separadas nas mesmas condições de monitor, iluminância e
angulação (p≤0,05). #Difere da baixa iluminância nas mesmas condições de angulação, monitor e distanciamento da imagem (p≤0,05).
Tabela 3. Índices de correlação intraclasse (ICC) e suas respectivas referências para cada avaliador com intervalo de confiança de 95%.
Avaliador ICC Referência Avaliador ICC Referência Avaliador ICC Referência
1 0,809 Excelente 5 0,879 Excelente 9 0,757 Excelente
2 0,918 Excelente 6 0,713 Boa 10 0,898 Excelente
3 0,620 Boa 7 0,782 Excelente 11 0,688 Boa
4 0,677 Boa 8 0,634 Boa 12 0,721 Boa
49
50
6 DISCUSSÃO
A imagem radiográfica é resultante da sobreposição de todas as
estruturas localizadas na trajetória dos raios X desde a sua origem até o receptor de
imagem. O corpo humano é um complexo de tecidos que apresentam diferentes
densidades radiográficas. Essas densidades variadas geralmente produzem
fenômenos ilusórios que resultam de sombras sobrepostas, diferenças na densidade
de fundo, formação de contornos subjetivos e efeitos reais como o efeito de paralaxe
e materiais estranhos. Esses fenômenos ilusórios afetam diretamente na
interpretação radiográfica. Eles produzem uma variedade de imagens que não
correspondem ao real, que existem apenas no "olho da mente" e que, se não
identificadas corretamente, podem ser interpretadas como processo patológico
importante (Daffner, 1989).
Os dados do presente estudo mostraram uma variação nos resultados do
ângulo horizontal de visão, em que os monitores Barco e iMac apresentaram
diferença estatística entre as avaliações realizadas a 90° e 45° para todas as
condições. Essa diferença ao se alterar o ângulo horizontal de visão pode ser
indicativo de uma limitação da tecnologia IPS dos monitores na exibição dos tons de
cinza, que deveriam amenizar a dependência do ângulo de visão como mencionado
por Klement (1998). O monitor Dell apresentou uma diminuição na porcentagem de
acerto na diferenciação dos tons de cinza apenas quando em 45° e sob alta
iluminância. Faltam estudos na literatura científica que avaliem o ângulo horizontal
de visão na interpretação radiográfica.
Quanto a avaliação dos monitores, nenhum dos três dispositivos
utilizados neste estudo diferiu estatisticamente, podendo-se então utilizar qualquer
desses monitores na interpretação de tonalidades de cinza, mesmo o monitor
convencional possuindo menores requisitos quando comparado aos monitores
médicos. Concordam com o presente estudo Kallio-Pulkkinen et al. (2015) e Kallio-
Pulkkinen et al. (2016), que também afirmaram que monitores convencionais podem
ser utilizados na prática odontológica sem comprometer o diagnóstico, assim como
utilizado o monitor Dell na categoria de monitor convencional com configurações
semelhantes a utilizada pelos autores. Também concordam com este estudo Ludlow
51
e Abreu (1999) quando afirmaram que as telas de notebooks, monitor e filmes
convencionais apresentam similaridade para interpretação radiográfica. De forma
semelhante, Vasconcelos et al. (2016) e Hashem et al. (2015) também corroboram o
presente estudo ao mostrar não haver diferença no uso de monitor convencional e
tablet para a detecção de fratura radicular vertical e cáries. Também é observada
concordância com os estudos de Isidor et al. (2009), que ao testarem monitores
convencionais e médicos esses também não apresentaram diferença em seus
resultados, semelhantemente a este estudo. Porém para Liukkonen et al. (2016), o
uso de monitores convencionais só obtiveram boa sensibilidade e acurácia em seus
estudo quando as avaliações eram feitas sob baixa iluminância. Isso pode ter
ocorrido pelo fato de eles terem utilizado o monitor Fujitsu P23T-6 LED, que não faz
uso de tecnologia antirreflexo embarcada, logo a baixa iluminância reduziria
substancialmente a interferência no monitor.
Pode-se observar que houve um aumento da porcentagem de acerto
quando as imagens foram avaliadas sob alta iluminância e com o ângulo horizontal
de visão ajustado a 90°. Esse aumento pode ter sido resultado do fato de que o
ângulo horizontal de visão de 90° proporciona menor distorção das áreas mais
periféricas da tela do monitor. Isso é contraditório aos trabalhos de Hellén-Halme et
al. (2007) e Hellén-Halme et al. (2008) pois afirmaram que regiões de mais
radiolúcidas, como lesões de cárie, são mais facilmente discerníveis quando o nível
de luz ambiente é reduzido para menos de 50 lux. Logo essa condição pode estar
ligado às dimensões das regiões avaliadas nos estudos, pois uma região de lesão
cariosa tem imagem substancialmente reduzida quando comparadas aos tamanhos
das imagens deste estudo (aproximadamente 70 x 70 mm). O presente estudo, que
utilizou 450 lx como alta iluminância, também discordou de Flynn e Badano (1999) e
Chawla e Samei (2007) que afirmaram que o ideal é que uma sala esteja
configurada entre 75 e 100 lx para melhor desempenho de monitores. Essa
característica do presente estudo pode ser atribuída ao bom desempenho da
elevada luminância dos monitores estudados que anulam parte da iluminação
ambiente que poderia interferir no resultado da interpretação das imagens. Além
disso, Flynn e Badano (1999) fizeram uso de monitores de CRT, que apresentam
maiores níveis reflexividade em relação aos monitores de LCD. Outra ressalva para
o aumento na porcentagem de acerto na condição acima citada pode estar ligado ao
52
conforto ocular dos avaliadores, no tocante a fadiga visual, levando-se em conta que
os níveis de luminância dos monitores são altos o suficientes para que a iluminância
não cause interferência nas avaliações, logo, há concordância com Reiner et al.,
(1999), Haak et al., (2002) e Chawla e Samei (2007) que afirmam ser melhor a
distinção de níveis de contraste quando os níveis e luminância e iluminância são
similares.
Para a porcentagem de acerto das imagens justapostas e separadas, não
se observa diferença estatística nas mesmas condições de monitor, angulação e
iluminância. Para esse resultado, a distância utilizada entre as imagens pode não ter
sido suficiente para provocar dúvida na diferenciação dos tons de cinza assim como
o tamanho as quais foram projetadas em cada monitor elevando a taxa de acerto.
Vale ressaltar também que todos os avaliadores selecionados para a interpretação
das imagens deste estudo foram criteriosamente selecionados no sentido de
estarem familiarizados com imagens radiográficas e não apresentarem alteração
ocular degenerativa. Nesse caso, pode-se afirmar que também não ocorreram
efeitos ilusórios em interpretação radiográfica como os exemplificados pôr Daffner
(1989), nem os efeitos de degradação de imagem de Matsui (2012), considerando
que o formato a qual os tons de cinza estavam dispostos na avaliação não
produziram efeitos para causar diferença na avaliação do distanciamento.
Os dados mostram não haver diferença no tempo de avaliação nos
diferentes monitores deste estudo para a iluminância baixa e intermediária, enquanto
que sob alta iluminância observou-se que os avaliadores consumiram mais tempo
para realizar a avaliação no monitor Dell. Isso provavelmente se deva a condições
como a baixa luminância do monitor quando comparado aos outros, subentendendo-
se então, que a baixa luz emitida pelo monitor Dell possa ter sido degradada pela luz
do ambiente levando ao avaliador delongar sua avaliação. Essa degradação ocorre
quando os feixes luminosos do ambiente tornam-se mais intenso que as emitidas
pelo monitor, logo a informação visual projetada desde o monitor pode ter sofrido
perdas até o sistema visual. Matsui (2012) mostra que há um aumento no intervalo
de acomodação visual à medida que a imagem é degradada o que pode corroborar
o aumento no tempo de avaliação. Vale ressaltar que o tempo gasto nas avaliações
no monitor Dell sob baixa iluminância foi semelhante aos demais monitores. Esse
comportamento pode estar relacionado ao fato de que, em baixa luminância, o
53
monitor recebe menor interferência da luz ambiente, assim os níveis de degradação
da imagem são minimizados e consequentemente o avaliador necessita de menor
tempo para diferenciar os tons de cinza não diferindo dos demais monitores.
Quando comparados os resultados de avaliação realizada com imagens
justapostas e separadas, os dados revelam haver aumento no consumo de tempo
para avaliação das imagens separadas. O fato de as imagens estarem justapostas
pode ter influenciado diretamente no resultado, uma vez que favorece a ocorrência
do efeito Mach Band, que evidencia o contraste entre diferentes tons de cinza. Com
esse efeito, o avaliador tem maior facilidade na identificação dos tons de cinza. Já as
imagens separadas podem ter favorecido a ocorrência de um efeito inverso ao Mach
Band, chamado de fenômeno de densidade de fundo. Segundo Daffner (1989), tal
fenômeno dificulta o discernimento entre as tonalidade de cinza.
Novos trabalhos com a finalidade de promover novos dados voltados para
a aplicação clínica são necessários, observando-se que este estudo tem sua base
in-vitro.
54
7 CONCLUSÕES
Em relação à diferenciação subjetiva de tons de cinza de imagens
radiográficas, conclui-se:
1. O ângulo horizontal de visão de 90° apresentou melhor performance do que
45°;
2. Os três monitores estudados apresentaram resultados satisfatórios;
3. O uso de alta iluminância para os monitores iMac, Dell e Barco deve ser
empregado com ângulo horizontal de visão de 90°;
4. O distanciamento entre os tons de cinza não apresentou influência;
5. O tempo de avaliação dispendido não alterou em função do ângulo horizontal
de visão, tipo de monitor e iluminância, com exceção do monitor Dell que
resultou em maior tempo sob alta iluminância. Ainda, o tempo de avaliação
dispendido das imagens separadas foi maior do que das imagens justapostas.
55
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ANEXO 1 – Parecer Consubstanciado do Comitê de Ética em Pesquisa
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