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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