Sviluppo e analisi comparativa di metodi per la valutazione dell’uniformità di campo per la verifica delle prestazioni di sistemi diagnostici ad ultrasuoni

L’uniformità di campo è uno dei parametri caratteristici maggiormente utilizzati nella verifica delle prestazioni delle apparecchiature ecotomografiche per impiego clinico. Infatti la presenza di difetti quali, ad esempio, il malfunzionamento di alcuni gruppi di cristalli, così come del beam forming o dello scan converter, produce nell’immagine la comparsa di aree più o meno regolari che, a parità di caratteristiche dei tessuti, si differenziano sensibilmente tra loro: la quantificazione di tale fenomeno è pertanto uno strumento immediato e di grande utilità nell’individuazione di anomalie nel funzionamento dell’intero sistema diagnostico. In ecotomografia la grandezza uniformità dell’immagine non può essere semplicemente identificata con il livello di grigio di ciascun pixel, giacché per sua natura l’immagine ecografica dei distretti anatomici deve presentare una trama, prodotta dallo speckle caratteristico dei tessuti biologici irradiati dalle onde ultrasonore: a tale riguardo appare quindi più corretto riferire l’uniformità di campo alla rappresentazione della trama tipica dei tessuti, ossia allo speckle. Nel presente lavoro si propone pertanto l’utilizzo di una definizione specifica del parametro uniformità, inteso come misura della capacità del sistema diagnostico di visualizzare lo speckle di un medesimo tessuto in modo omogeneo all’interno del campo di vista o di una sua parte. In particolare lo studio svolto riguarda la definizione, sviluppo ed implementazione di due metodi finalizzati alla quantificazione dell’uniformità di campo in Imaging Ecografico ed applicabili in laboratorio, o in ambito ospedaliero, durante le procedure di routine per la valutazione delle prestazioni degli apparecchi ecotomografici. Il primo metodo si avvale di un’analisi statistica del primo ordine, condotta sull’istogramma dei livelli di grigio presenti nell’area di definizione del parametro. Il secondo metodo applica alla regione di interesse un algoritmo di pattern recognition specificamente sviluppato allo scopo: tale procedura fornisce come risultato la segmentazione della regione di interesse dipendentemente delle caratteristiche di tessitura riscontrate durante una serie di iterazioni. La dispersione delle caratteristiche suddette viene assunta come indice di disomogeneità ed utilizzata ai fini della misura del parametro uniformità. Entrambi i metodi vengono applicati ad un medesimo insieme di apparecchi ecotomografici al fine di valutarne i risultati ed individuarne prestazioni e limiti.