Las pantallas médicas a color están de moda, y están de moda para siempre. Aunque con la calibración en escala de grises las cosas están muy claras debido al estándar DICOM Parte 14 de la GSDF, los requisitos para la calibración de color de monitores médicos siguen siendo algo inciertos.

Calibrar una pantalla para leer imágenes en escala de grises normalmente implica ajustar la curva de respuesta de luminancia. La respuesta de luminancia, también conocida como gamma o función de transferencia, es una curva que describe la salida de luminancia de un dispositivo productor de imágenes, como una pantalla o una impresora.

La Parte 14 de DICOM recomienda calibrar una pantalla según la curva de respuesta de luminancia de Barten, también conocida como curva DICOM. La curva DICOM es ampliamente utilizada y ha demostrado funcionar muy bien para imágenes en escala de grises. Garantiza que todos los tonos de gris se muestren a distancias iguales para el ojo humano.

Esto es lo que significan las diferencias notables en la práctica:

* Visualización de imagen inconsistente. El bulto visible a la izquierda es casi invisible a la derecha.

¿Cuáles son las opciones para la calibración de la respuesta de luminancia?

Barten/DICOM

La Función Estándar de Visualización en escala de grises DICOM especifica exactamente qué nivel de luminancia o densidad debe producirse para un determinado valor de entrada, basándose en la curva de Barten, que mapea los valores en un rango perceptualmente lineal. Esto significa que los valores de entrada se mapean en un espacio que es percibido como lineal por un observador humano.

Con la respuesta de luminancia ajustada a la curva DICOM, la pantalla presenta diferencias de luminancia más solo perceptibles para el espectador y logra similitud en la reproducción en escala de grises para varias pantallas.

La calibración DICOM Parte 14 asegura que todos los niveles de gris se produzcan a la misma distancia para el observador estándar. Obviamente, este tipo de calibración de respuesta de luminancia se introdujo para imágenes en escala de grises.

Gamma

Gamma (corrección gamma, codificación gamma) es una operación no lineal utilizada para codificar y decodificar luminancia. La corrección gamma se define mediante una expresión de ley de potencias .

Gamma se desarrolló originalmente para compensar las características de las pantallas CRT. En las pantallas CRT, la intensidad de la luz varía de forma no lineal con el voltaje del cañón de electrones. Alterar la señal de entrada mediante compresión gamma puede cancelar esta no linealidad, de modo que la imagen de salida tenga la luminancia deseada. Por eso, la corrección gamma es una buena opción para un monitor CRT o para reproducir la imagen de una pantalla CRT.

CIE L*

La función de luminosidad de la CIE está establecida por la Comisión Internacional de Iluminación (CIE) para describir la sensibilidad media del ojo humano a la luminosidad. Así que, en cierto modo, es similar a la curva DICOM, pero CIE L* no solo describe la distancia igual en tonos de gris, sino también la reproducción equidistante de colores y tonos de color. Actualmente, la norma DIN 6868-57 (una norma alemana que trata sobre el rendimiento de pantallas médicas) recomienda calibrar pantallas en color según CIE L*.

Rec. 709

Esta función de luminancia forma parte del estándar Rec. 709, desarrollado para televisión de alta definición.Por tanto, este estándar está muy adaptado a imágenes en movimiento. Los dispositivos de endoscopia en alta definición deben seguir la REC 709.

EPD

La curva de puntería EPD forma parte de un estándar para pantallas de imágenes geoespaciales de la Agencia Nacional de Inteligencia Geoespacial (NGA). Según este estándar, la respuesta de luminancia debe coincidir con la curva EPD para garantizar la misma probabilidad de detección para cada tono de gris y cada detalle.

sRGB

sRGB es un estándar desarrollado de forma cooperativa por HP y Microsoft para su uso en monitores, impresoras e Internet.
sRGB utiliza una función de transferencia típica de las pantallas CRT. Esta especificación permitía mostrar sRGB directamente en monitores CRT típicos de la época, un factor que facilitó enormemente su aceptación.
La gamma sRGB no puede expresarse como un solo valor numérico. El gamma total es aproximadamente 2,2, consistiendo en una sección lineal (gamma 1,0) cerca del negro, y una sección no lineal en otros lugares que implica un exponente de 2,4 y un gamma (pendiente de la salida logarítmica frente a la entrada logarítmica) que cambia de 1,0 a aproximadamente 2,3.

Este espacio de color estándar se utiliza ampliamente como espacio de color predeterminado para varios dispositivos de reproducción de imágenes, como pantallas, impresoras o escáneres. sRGB utiliza respuesta de luminancia, típica de las pantallas CRT, y está cerca de Gamma 2.4.

CIECAM02

Aquí la luminancia, entre otras características de un monitor, se adapta según el modelo de apariencia de CIECAM02 color, desarrollado por el CIE.

NTSC

El Comité del Sistema Nacional de Televisión es un estándar de televisión analógica que define cierta respuesta de luminancia, entre otras características, de un televisor.

PAL/SECAM

Este es un sistema estándar de codificación de color para televisión analógica, que define la respuesta de luminancia, entre otras características.

¿Por qué calibrar solo la luminancia no es suficiente?

Esta imagen muestra cómo dos monitores, calibrados al mismo nivel de luminancia, muestran el mismo tono de gris. La luminancia es la misma en ambas imágenes, pero para el ojo humano los grises se ven totalmente diferentes. Esta diferencia puede ser perturbadora e interferir con la forma en que el espectador percibe e interpreta una imagen.

* La diferencia que ves se debe a la diferencia de temperatura de color de los grises,
así que, incluso si usas la pantalla en color solo para leer imágenes en escala de grises, calibrar la luminancia a DICOM puede resultar insuficiente. Para el rendimiento óptimo de una pantalla médica en color, necesitas calibrar tanto la respuesta de luminancia (Gamma) como la temperatura de color del monitor.

* Todos estos niveles de gris tienen la misma luminancia dentro de una fila.
Pero el ojo humano acabaría percibiendo un tono gris como más brillante o más oscuro que otro. Por eso la calibración del color en todo el rango de luminancia es tan importante, y se requiere la máxima precisión con un delta Eab de al menos < 2.

¿Cuál es la elección correcta?

Como ves, no existe una solución universal para ninguna pantalla ni propósito. Si usas una pantalla en color para ver imágenes en escala de grises, la mejor opción es calibrar la pantalla a DICOM GSDF y también calibrar la temperatura de color.

Para leer imágenes en color y pseudocolor, recomendamos calibrar el monitor a CIE L* y calibrar la temperatura de color. La temperatura de color recomendada es D65: corresponde a una luz de norma estándar de la CIE (Comisión Internacional de Esclarecemento).

Por último, si necesitas ver imágenes en movimiento, lo mejor es calibrar tu monitor según un estándar relacionado con el vídeo. Recomendamos calibrar la temperatura de color y calibrar la respuesta de luminancia a Rec.709.