Alacsony kontrasztú területek detektálhatóságának vizsgálata az orvosi képalkotásban

Bevezetés: A képalkotó eszköz leképzési és képmegjelenítési tulajdonságainak figyelembevételével elvileg megbecsülhető, hogy egy adott nagyságú és kontrasztú folt milyen módon lesz látható. Azonban az adott terület detektálhatósága függ az analizáló személy észlelési képességétől is. A tanulmány során célul tűztük ki a detektálhatóság számszerű analízisét, figyelembe véve speciális detektálhatósági feltételeket, mint színes-szürke paletta használata, szűrt-nem szűrt képek, a foltok alakja, valamint az egyéni érzékelő képesség.
Módszerek: A detektálhatóság analíziséhez szimulációs programot készítettünk, amelyben Poisson eloszlású zajjal jellemeztük a képalkotást. A szimulációkba 9 személyt vontunk be, aminek során mindenki 2000 véletlen képet kapott különböző méretű és kontrasztú foltokkal. A kiértékelések alapja a detektált („d”) és nem-detektált („nd”) foltok adatait tartalmazó SNR-foltterület korrelációs ábrák voltak. Az eredmények kiértékeléséhez két módszert használtunk: a ROC (Receiver Operating Characteristic) analízist, illetve a d- és nd- foltok között megjelenő határvonal analízisét. A határvonal leírása egy általunk kidolgozott speciális matematikai algoritmus segítségével történt. A feldolgozás során felmerült hipotézisvizsgálatokhoz a Mann-Whitney próbát használtuk. A konkrét számításokhoz az Microsoft Excel és a MATLAB programokat alkalmaztuk.
Eredmények: Detektálhatóság szempontjából a pozitív vagy negatív kontrasztú területek felismerése, továbbá a szürke vagy színes paletták használata szignifikáns különbséget nem jelent. Viszont a nem kör alakú foltokat a vizsgálati személyek nagyobb hatékonysággal detektálták. A kiértékelés során az is kiderült, hogy a ROC analízis és a határvonal illesztés a detektálhatóság jellemzésére egyformán jó módszer lehet.
Konkluzió: A detektálhatóság nemcsak az eszköz fizika paraméterétől függ, hanem az egyének érzékelési tulajdonságától is, ezért csak egy valószínűséggel jellemezhető. A vizuális percepciós különbségek megfelelően felépített szimulációs programokkal analizálhatóak.