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• Introducción a la Digitalización.

• Densitometría y Sensitometría Radiográfica.

• Cámaras analógicas de captación.

• Concepto del Color. Técnicas colorimétricas.

• Imágenes mamográficas.

• Casos prácticos.

DIGITALIZACIÓNRADIOGRÁFICA

Autor: Josep Alfred Piera i Pelliçer

Radiología Digital.

Todo dispositivo que permita obtener una imagendigitalizada a partir de una imagen analógica, esdecir, susceptible de ser almacenada bajo la formade un número que representa la posición de unpunto de píxel, unidad de superficie elemental, y elnivel de gris medio de este píxel. Esta digitalizaciónpuede ser efectuada también mediante un procedi-miento artesanal como por la metodología mássofisticada.

Un ejemplo anecdótico lo constituye el PremioNobel Hounsfield, cuyos primeros trabajos fueronefectuados mediante cálculos manuales. Podríaimaginarse en caso de la mamografía la colocaciónde una grilla muy fina colocada sobre la mamogra-fía.

Asociada a esta grilla, un lupa o un microscopiosobre el cual, punto por punto se conserva el nivelde gris con una escala graduada comparativa quenos permitiría, por una parte, dar la referencia delpunto con las coordenadas ortogonales clásicasrepresentando el elemento de la grilla que sirve alrecortado de la imagen y, por el otro, el valor delnivel de gris en comparación con la escala que sehabría convenido utilizar. Se trataría ésta de unatécnica de digitalización casi arcaica, pero posible;el almacenamiento se haría sobre un papel ano-tando punto por punto el valor del nivel de gris obte-nido, o de otra manera, utilizando una memoriainformática.

La radiografía analógica permite, por cierto, unaimagen de calidad inigualada por digitalización; porel contrario, no permite todas las modificacionesinformáticas de la imagenología digitalizadas, per-mitiendo además la detección automática de opaci-dades, por una parte y, por la otra, la decisión en eldespistaje de masas.

Digitalización indirecta y directa.

La diferencia fundamental entre ambas no resideen el procedimiento, sino en la ventaja de la rapi-dez de obtención. Se puede considerar que unatécnica, cualquiera que sean los intermediariosanalógicos, puede, en la actualidad, conducir a unadigitalización. Calificarla como directa quiere deciren los hechos que los intermediarios mecánicos,electrónicos, físicos, en general, que permiten laobtención de esta imagen digitalizada, son lo sufi-cientemente inmediatos tanto en el tiempo comoen sus mecanismos.

Técnica de Digitalización Indirecta.

La primera de estas técnicas consiste en digitalizarla radiografía mediante una cámara CCD y obtenerasí coordenadas espaciales que se reparan sobreel plano de un film con los valores correspondien-tes a la intensidad de los niveles de grises de esepunto. Esto puede ser efectuado por una cámara,ya sea de tipo tradicional, o portadora de un tuboanalizador, o de una cámara CCD cuya matriz ysistema óptico definirán a la vez el campo y la reso-lución. Por estas técnicas, la digitalización no per-mite una resolución mayor de 100 micrómetros,aproximadamente y, todavía más, esa resoluciónse tendrá sobre una pequeña parte de la radiogra-fía.

Se pueden también utilizar escáneres constituidospor un sistema óptico que mide la imagen puntopor punto permitiendo una resolución de 50 micro-nes a 100 micrómetros, y finalmente microdensi-tómtros, generalmente utilizados en astronomía,que permiten resoluciones superiores a la visiónhumana.

Las técnicas de digitalización indirecta estrictas tie-nen el inconveniente de lograr su adquisición sobreuna imagen ya constituida, particularmente, en loque se refiere a la resolución en contraste, asumirla influencia de las zonas de saturación de la ima-gen, por una parte y, por otra, la distorsión provo-cada por el comportamiento en el desarrollo yexposición del film.

Porvenir de las técnicas de digitaliza-ción.

Las resoluciones actuales rondan los 100 micronessobre pequeñas superficies para las técnicas dedigitalización directa y de 100 micrones en grandessuperficies por técnicas de digitalización indirectapor pantallas fosforescentes o a partir de radiogra-fías, pero hemos visto las limitaciones de estas téc-nicas donde las resoluciones pueden alcanzar 50micrones.

El uso de los sistemas digitales no se ha generali-zado hasta ahora en radiología debido fundamen-talmente a que existen circunstancias, tales comola alta resolución espacial requerida para capturarel fino detalle de determinadas estructuras presen-tes en la imagen radiológica convencional y la altatecnología necesaria para que los algoritmos deprocesado precisen de menos tiempo computacio-nal, que hacen que los sistemas resulten, en elmomento actual, extremadamente caros.

La radiografía convencional es, en la actualidad,las única modalidad de imagen con capacidad pro-

INTRODUCCIÓN A LADIGITALIZACIÓN

Digitalización Radiológica

Josep Alfred Piera i Pelliçer

bada para observar y detectar imágenes internasclínicamente ocultas.

Una de las principales ventajas de la utilización desistemas radiográficos digitales consiste en la posi-bilidad de manipular la imagen mediante la aplica-ción de determinados algoritmos de procesado,contribuyendo por tanto, de una manera positiva aldiagnóstico. Así, se utilizan técnicas de ProcesadoDigital de Imagen (PDI), tales como pseudocolor,ecualización del histograma, transformaciones nolineales en la escala de grises y filtros espaciales,para incrementar la habilidad del observador enapreciar información que puede no ser obvia debi-do al estrecho rango dinámico de informaciónresultante de la imagen radiológica.

La técnica de PDI original, consistente en la combi-nación automática de diversos filtros espaciales ycuyo resultado final es la producción de un realcede bordes similar al producido analógicamente conla técnica xerorradiográfica.

Características de la película.

El funcionamiento de la combinación de película-pantalla y de la química asociada al procesado dela película se describe mediante la curva caracte-rística densidad óptica de la película vs logaritmode la exposición a la radiación. Dos métodos deproducción de dicha curva característica son:

a.- Sensitometria óptica - usando un sensitómetro.b.- Cuña escalonada de aluminio - usando un apa-rato de rayos X calibrado.

Con la técnica de rayos X seemplea una cuña escalonadade aluminio y las densidadesde los escalones están relacio-nadas logaritmicamente con latransmisión de rayos X. Eneste caso, sólo es necesariorepresentar el número deescalones en el eje de las x.Este método padece de losefectos de endurecimiento delhaz dentro de la cuña escalo-nada.

La curva característica proporciona informaciónrelativa al diseño y fabricación de la película y pan-

tallas y a su interacción con la química de la proce-sadora. Esta puede especificarse evaluando lossiguientes parámetros a partir de la curva:

- Base + veloDensidad correspondiente a una exposición cero

- VelocidadLa exposición requerida para producir una densi-dad de aproximadamente 1,0 por encima del valorde base + velo

- Contraste o gammaLa diferencia de exposición entre dos puntos situa-dos respectivamente en la parte superior e inferiorde la parte lineal de la curva característica.

- Latitud o escala dinamicaEl intervalo de exposiciones o densidades de lapelícula para los cuales hay cambios de contraste.

- HombroLa parte de la curva correspondiente a la zona desaturación.

- Pie La parte de la curva donde comienza la zona lineal

Aspectos de la sensitometría de la pelí-cula.

En la sensitometria óptica la diferencia de densidadentre dos escalones de la película una vez proce-sada se expresa mediante:

[D2 - D1]película = Gamma película x [D2 - D1]filtro

en donde [D2 - D1]filtro es la diferencia de densi-dades de los filtros ópticos existentes en el interiordel sensitómetro.

Usando la ecuación anterior, se puede calcular elnúmero de escalones de densidad útiles que pue-den ser empleados en las cuñas escalonadas ópti-cas que se usan con películas médicas. El interva-lo útil de densidades (escala dinámica) de una pelí-cula médica está comprendido entre 2,5 y 3,0,aproximadamente.

Una cuña escalonada de 20 escalones que abar-case exactamente el intervalo completo de densi-dades de la película médica debería tener una dife-rencia de densidad entre escalones de 0,125 a 0,15o la escala dinámica dividida por el número deescalones. La diferencia de densidades de los fil-tros ópticos que se requiere para obtener esta dife-rencia de densidades en la película médica puedecalcularse a través de la ecuación anterior conside-rando que la gamma de la película médica valeaproximadamente 3,0.

DENSITOMETRÍA YSENSITOMETRÍARADIOGRÁFICA

Digitalización Radilógica


Se obtienen valores para la diferencia de densida-des de los filtros que oscilan entre 0,04 y 0,05, queson diferencias muy pequeñas y difíciles de obte-ner exactamente y con reproducibilidad con los ins-trumentos del campo.

Las diferencias de densidad mas realistas quepueden obtenerse rutinariamente en la construc-ción de filtros para cuñas escalonadas ópticas seencuentran en la región de 0,15 a 0,2.

Estas diferencias de densidad de los filtros produ-cen diferencias de densidad entre escalones de0,45 a 0,6 en la película médica, lo que significaque 10 escalones en la cuña son adecuados paracubrir la escala dinámica completa de densidadesde la película médica necesaria para obtener sucurva característica .

Negatoscopios.

El negatoscopio debe limpiarse por dentro y porfuera. Se verifica visualmente si hay desajustes enel brillo o en el color y se coloca un detector lumi-noso en contacto con el negatoscopio. Se mide elbrillo en el centro y en cada esquina. No se precisaverificar la luminosidad perimetral porque la cáma-ra discriminará la luz externa bien por exceso o por

defecto.

Cámara.

La cámara es el elemento sensible dentro delCCTV. Se dividen en dos grandes bloques: cáma-ras de tubo (prácticamente en desuso) y cámarasde estado sólido ( CCD).

La tecnología CCD presenta la ventaja de poderalbergar un dispositivo de captación de imagen deestado só1ido (sin tubo de vacío) y de muy peque-ño tamaño Esto se traduce en cámaras portátilesrobustas y poco sensibles a los golpes y vibracio-nes, y en una notable reducción de su peso y tama-ño, así como de las tareas de mantenimiento

El dispositivo CCD es una superficie plana queconsta de pequeñísimos elementos sensibles a laluz, los pixels, que convierten la señal luminosa enenergía eléctrica. La carrera de los diversos fabri-cantes ha estado encaminada a conseguir el mayornúmero posible de pixels para garantizar la mejorresolución de la imagen, encontrándose en laactualidad sensores para blanco y negro y color dealta resolución superiores a los 400 000 pixels,

capaces de funcionar a niveles de iluminación decentésimas de lux

Este parámetro difiere en gran medida al utilizaruna tecnología en color o en blanco y negro. Elmotivo fundamental de esta diferencia viene dadoporque, para componer una imagen en color, setienen que realizar dos procesos de descomposi-ci6n de la misma en una información mas simple,que resulte entendible por un elemento captadorque tiene capacidad de distinguir solo diferenciasde nivel

La sensibilidad se suele confundir a menudo con lailuminación mínima necesaria, ya que ambas mag-nitudes se miden en lux. Tampoco hay uniformidadde criterios a la hora de indicar la apertura máximade la óptica, que suele oscilar entre f:1,2 y f:1,7(cuanto menor sea el numero mas favorecido resul-tara el parámetro sensibilidad).

Se estudian dos tipos de resoluciones: la horizontaly a vertical. Su medida se realiza utilizando unaimagen formada por líneas verticales y horizonta-les. La resolución horizontal se define como elnúmero de líneas verticales blancas y negras quela cámara es capaz de distinguir a lo ancho de laimagen efectiva. Por otra parte se define la resolu-ción vertical como el numero de líneas horizontalesblancas y negras que la cámara es capaz de dis-tinguir en una altura efectiva de la imagen. En elcaso de las cámaras CCD, la resolución estará limi-tada por el número de pixels que captan la imagen.En un sistema de 625 líneas, existen 585 líneas entoda la pantalla. Por tanto, la máxima resoluciónque puede alcanzar es de 585 líneas, suponiendoque cada barrido de línea coincida con una líneablanca o negra, lo que prácticamente es imposible.En cuanto a la resolución horizontal, el numero delíneas depende del ancho de banda máximo de laseñal que puede circular por los circuitos de lacámara.

Las resoluciones de una cámara solo pueden sercalculadas con exactitud si se utiliza el instrumentaadecuado y no es valido realizarlas a través delmonitor, ya que, en tal caso, estamos condicionan-do los resultados de la cámara a la definición pro-pia del monitor Como elemento imprescindible enla captación de imágenes, las ópticas juegan unpapel fundamenta De hecho, son las encargadasde la elección del campo visual que la cámara vera.Las ópticas deben elegirse en función de lassiguientes variables: ángulo de visión fijo, ángulode visión variable, iris fijo e iris automático

El ángulo de visión de las ópticas o la distanciafocal por separado determinan si la visión de undeterminado objeto será un primer plano o una ima-gen general del mismo. Las ópticas zoom tienen la

CÁMARAS ANALÓGICAS DECAPTACIÓN



posibilidad de variar la distancia focal con lo quevarían también el ángulo de visión El resultado esel aumento de la capacidad visual de una cámara,puesto que se podrán observar tanto imágenesgenerales como primeros planos de los objetos.

Cuando las cámaras se montan sobre los negatos-copios y las radiografías sean del mismo tamaño, lailuminación suele ser siempre la misma, las ópticaspueden tener el iris fijo. Por el contrario cuando lasvariaciones de iluminación no puedan ser absorbi-das por los sistemas variables de las cámaras esnecesario que las ópticas regulen la entrada de luzmediante la variación del iris. Esto puede conse-guirse tanto con ópticas de iris automático comogalvanometrico

La luminancia es una informaci6n relacionada cone brillo de la imagen, con las zonas claras y oscu-ras. La cromancia, por el contrario, es una informa-ción relativa al color de cada punto explorado. Conello, la señal de luminancia proporciona la informa-ción necesaria a los monitores BN.

Nivel de Smear.

Es uno de los parámetros que nos indican la fiabili-dad de una cámara o un monitor. Es una medida ela capacidad de rechazo de CCD al efecto smear(que se produce por desbordamiento del canal detransferencia de carga de este), cuando se enfocaun punto brillante muy intenso. Las condiciones demedida que debe cumplir el fabricante son: enfo-cando la imagen de una cartulina negra con unaventana en el centro y con un intenso foco de luzposterior, encuadrar a imagen para que se vea unfondo negro con una pequeña ventana brillante enel centro y abrir el diafragma hasta que aparezcauna línea blanca vertical cruzando la pantalla (efec-to smear).

Línea de Resolución.

La resolución horizontal es un valor que permitecomparar la capacidad de una cámara para repro-ducir los detalles finos de una escena. En algunoscasos, só1o se especifica el número de pixels hori-zontales del CCD. Sin embargo, no existe una fór-mula exacta de conversión de pixels a líneas yaque, según la técnica de exploración empleada porel CCD y la precisión de los circuitos, podrá obte-nerse mayor o menor resolución a igualdad depixels por línea horizontal. Por tanto, el parámetrode comparación será siempre la resolución en líne-as de TV.

El método y las condiciones de medida que elfabricante debe tener en cuenta para analizar laresolución serán los siguientes: enfocando la cartade resolución con la cámara de forma que se cubra

toda la pantalla, contamos cuantas líneas blancas ynegras se pueden distinguir. Siempre se hace lamedida en el centro de la pantalla para que no influ-yan las aberraciones del objetivo o los errores defoco de monitor.

Imagen.

Con el fin de poder recorrer todos los puntos de laimagen, es necesario que el haz se mueva por todala superficie. Este movimiento se realiza de izquier-da a derecha y de arriba abajo, con lo que se con-sigue una exploración secuencial de todos los ele-mentos de cada línea y de todas las líneas ficticias.Al llegar al final, se vuelve de nuevo al principiopara captar la imagen siguiente. Así pues, hemosdescompuesto la imagen en líneas.Posteriormente, en el monitor, se generan las imá-genes correspondientes en el tubo de rayos catódi-cos, siguiendo el proceso inverso Es decir, obten-dremos la imagen línea a línea.

La imagen creada línea a línea tiene que ser apre-ciada con continuidad por nuestros sentidos. Estose consigue reduciendo el tiempo de formación deuna imagen línea a línea que debe ser inferior al depersistencia de la imagen en nuestra retina (almenos cada décima de segundo). Si puede sercada menos tiempo, menor será el efecto de par-padeo.

Ángulo.

Cuando hay que realizar la elección de una óptica,se parte, generalmente, del conocimiento del áreaque se ha de visionar y de la ubicación de la cáma-ra respecto a ella. Es decir, del ángulo de visiónhorizontal y/o vertical o de las dimensiones o dis-tancias.

Para obtener la óptica adecuada podemos recurrira diferentes tipos de tablas gráficas y calculadores.Si se conoce a altura del objeto, la anchura se cal-cula multiplicando por 4/3 = 1,33. Razón de aspec-to de la pantalla. Inversamente, para conocer laaltura, dada la anchura, se multiplicara por 3/4 =0,75.

Se puede calcular la distancia focal de la óptica enfunción de los ángulos de visión o de las dimensio-nes pero, lógicamente, pueden realizarse los cálcu-los inversos. Es decir, conocida la distancia focal,calcular el ángulo de visión o las magnitudes de laescena cuando ésta está a una determinada dis-tancia.



Color, teoría del color.

Aún cuando se habla de los objetos como si tuvie-sen color, este en sentido estricto, no es una pro-piedad física de los objetos. Cuando la retina delojo humano recibe energía de diversas longitudesde onda, la mente identifica esta sensación comocolor de un tono determinado. Lo que sí constituyeuna propiedad física de un objeto es la forma enque emite, refleja o transmite las diversas longitu-des de onda de la gama que el ojo puede detectar,gama que conocemos como luz visible.

Por tanto, el color es un fenómeno combinado, físi-co y psicológico, producido por la compleja interac-ción de la luz, la forma en que afectan las longitu-des de onda a determinados objetos, las superfi-cies de estos y la respuesta del ojo humano. Enrealidad, la cuestión es más complicada, porque elojo no solo puede identificar el color de cualquierlongitud de onda de la luz aisladamente, sino tam-bién ver un color al ser estimulado por otras longi-tudes de onda, ninguna de las cuales coincide conla del color percibido. Este aspecto de la visiónhace posible la fotografía en color.

Hay dos formas de conseguir que el ojo vea uncolor determinado:

- Una consiste en usar fuentes de luz separadasque producen una estimulación determinada dealgunas longitudes de onda, y presentar estas alojo en proporciones adecuadas para que produz-can en conjunto la sensación de color deseada. Lasfuentes de luz coloreada producen este tipo de esti-mulo visual de color.

- La otra forma consiste en comenzar con toda lagama de longitudes de onda de la luz visible (luzblanca) e irle sustrayendo todas las que sean inne-cesarias, hasta dejar sólo las proporciones requeri-das de las longitudes de onda que producen losestímulos. El color de los objetos que vemos, tantopor medio de luz transmitida como reflejada, esrepresentativo de este segundo método.

Naturaleza de la luz.

La luz es una de las numerosas formas conocidasde energía radiante que se propaga en forma deondas. Estas formas de energía viajan a una velo-cidad de 300.000 km/seg en el aire, pero difierenen longitud de onda y frecuencia. Longitud de ondaes la distancia entre la cresta de una onda y la cres-ta de la siguiente, mientras que la frecuencia es el

numero de ondas que pasan por un punto dado enun segundo.

La frecuencia resulta mucho mas difícil de medirque la longitud de onda, la cual puede ser determi-nada con gran precisión. Por ello, cada radiación sesuele identificar por su longitud de onda cuando sepropaga en el aire.

Las distintas formas de energía radiante formanuna serie continua de longitudes de onda, conocidacomo espectro electromagnético o espectro deenergía. Uno de sus extremos está constituido porlas ondas extremadamente cortas de los rayosgamma emitidos por ciertos materiales radiactivos,y en el otro se encuentran las ondas de radio, lasmas largas de las cuales tienen varios kilómetrosde longitud.

Hacia el centro del espectro electromagnético seencuentran las ondas de la luz, cuya gama visibleesta entre las longitudes de onda de 400 y 700nanómetros. Estas dos longitudes de onda no sonlos limites reales de la radiación visible, pero comoel color es relativamente insensible en sus extre-mos, pueden tomarse como límites prácticos.

Luz blanca

Cuando todas las longitudes de onda entre 400 y700 nm se presentan al ojo en proporciones apro-ximadamente iguales, se recibe la sensación defalta de color o luz blanca. No existe un criterioabsoluto para establecer un patrón blanco, porquelos procedimientos de observación visual humanase adaptan a condiciones cambiantes. Las modifi-caciones en la intensidad de la luz diurna según lahora y las condiciones atmosféricas son fácilmenteapreciables, pero un hecho menos aparente es quela calidad de color de esa luz varía considerable-mente, es decir, contiene diferentes proporcionesde las diversas longitudes de onda. De modo simi-lar, la luz de tungsteno parece blanca y tiende a serconsiderada como tal; si embargo, para igual inten-sidad visual, contiene mucho menos azul y másrojo que la luz diurna. Esto resulta evidente cuandoel ojo puede comparar directamente ambos tiposde luz. En una habitación iluminada principalmentecon luz diurna, una lámpara de tungsteno; dará luzque veremos amarilla, porque nuestros ojos siestán adaptados a la luz de día.

El espectro

La luz blanca puede descomponerse en las longi-tudes de onda que la constituyen, con el fin de ana-lizarla. Esa descomposición se produce de maneranatural cuando la luz del sol, atravesando lassuperficies curvadas de las gotas de lluvia, forma elarco iris.

CONCEPTO DEL COLOR.TÉCNICAS COLORIMÉTRICAS



En el laboratorio, los análisis se efectúan haciendopasar un haz estrecho de luz blanca a través de unprisma de vidrio y proyectando sobre una pantallalas bandas de luz resultantes, de diferentes colo-res, que constituyen el denominado espectro visi-ble. Los colores principales que se distinguen en elespectro son: rojo, anaranjado, amarillo, verde,verde-azulado, azul y violeta.

Intervalos aproximados de color en el espectrovisible λλ (Ä)

Al observar un espectro, se hace patente su natu-raleza continua, el color cambia gradualmente, amedida que las longitudes de onda varían y se dis-tinguen muchos mas colores. Los colores de unespectro real son físicamente los mas puros posi-bles, porque no están afectados por mezclas deluces de otras longitudes de onda: las bandas masanchas son la roja, la verde y la azul.

Filtros

Con un filtro rojo situado en un haz de luz que pro-cede del prisma, entre este y la pantalla, el azul, elverde-azulado, el verde y la mayor parte del amari-llo del espectro desaparecen, pasando só1o la lon-gitud de onda correspondiente al rojo. La razón queel filtro se vea rojo es simplemente que elimina dela luz blanca todas las radiaciones, excepto las quedan lugar a la sensación de rojo.

Un filtro verde se ve de este color porque transmitehacia la pantalla o hacia el ojosó1o la parte central del espec-tro, que es la predominantemen-te verde, lo mismo que el filtroazul transmite só1o la región pre-dominantemente azul del espec-tro.

En el espectro sin filtros, las ban-das del rojo, del verde y del azulaparecen mas anchas porque lostres grupos de terminacionesnerviosas del ojo sensibles alcolor, lo son mas a las longitudes de onda corres-pondientes a aquellas. Por esta razón se han

empleado los filtros rojo, verde y azul para demos-trar la teoría sustractiva del color.

Visión del color

Contrariamente a lo que sucede en un receptor deradio, que puede sintonizar una determinada longi-tud de onda, el ojo humano no tiene sistema de sin-tonía, sino que responde de modo simultaneo atoda la radiación incluida en el espectro visible, conindependencia de su longitud de onda. Por otraparte, el ojo sólo distingue una longitud de onda sise le presenta aislada. Por ejemplo, el ojo identificaun determinado verde cuando lo ve separado delresto de los componentes de la luz blanca, pero esincapaz de aislarlo de esta ultima. Aunque el ojo noanaliza las diversas mezclas de longitudes de ondaque ve en colores separados, puede combinar cier-tas longitudes de onda que estimulan la sensaciónde un color complejo.

Casi todos los colores pueden conseguirse concombinaciones adecuadas de luces de color rojo,verde y azul, que se conocen como colores prima-rios o fundamentales. Los factores de respuesta enla visión humana del color están directamente rela-cionados con estos tres colores. Esta relaciónpuede describirse de la siguiente forma:

Los elementos de la retina sensibles a la luz estánconectados al cerebro a través de una complicadared nerviosa que forma tres sistemas:

- uno responde a la luz roja.

- otro a la verde.

- el tercero a la luz azul.

Cuando solo se estimula un sistema, se tiene lasensación de ver un solo color primario puro.Cuando se estimulan simultáneamente dos deestos sistemas, resulta una sensación de colorcompuesto. Por ejemplo, proporciones iguales deestimulo a los sistemas rojo y azul producirán lasensación de color magenta; en cambio, estímulosdesiguales de los sistemas producirán la gammaentera de colores: el color visto depende de los sis-temas que hayan sido estimulados y de las propor-ciones respectivas.

Cuando los tres sistemas reciben estímulos igua-les, el cerebro interpreta la sensación como colorneutro. Cuando este estimulo equilibrado es brillan-te, se ve en blanco, cuando es moderado, se vegris, y cuando es de poco brillo, aparece un grismuy oscuro o negro.



6450 4900 5750 5850

65004000 70004500 5000 5500 6000

4250

Síntesis aditiva del color.

Cuando los tres haces de luz están superpuestos,el efecto resultante es el blanco, porque los tressistemas receptores del ojo han sido estimuladospor igual. Por consiguiente, para cualquier fin prac-tico, la luz blanca puede ser considerada como unamezcla de las luces roja, verde y azul en propor-ciones casi iguales.

Que el verde-azulado se forma cuando el verde y elazul se superponen no es sorprendente, ni tampo-co lo es la formación del magenta por una mezclade luces azul y roja En ambos casos, es fácil des-cubrir la contribución hecha por cada uno de loscolores primarios al color resultante. Pero el queuna mezcla de luces roja y verde de amarillo si quesorprende, a primera vista. Este fenómeno resultamas fácil de comprender recordando que este ama-rillo no es el que se ve en el espectro, en una estre-cha banda de longitudes de onda entre limitesaproximados de 575 y 590 nm. Aquí, una bandaancha incluye prácticamente todas las longitudesde onda de la luz, con excepción de las de la regiónazul del espectro. El factor esencial en la visión delamarillo es un estimulo visual de los receptoressensibles al rojo y al verde, cualesquiera que seansus longitudes de onda, ya que sus respuestas sonaproximadamente iguales.

Síntesis sustractiva del color.

Un filtro cian trans-mite luces azul yverde, pero absor-be la roja; portanto, sustrae elrojo primario de laluz blanca. Deigual forma un filtromagenta, quetransmite luces azul y roja, sustrae verde de la luzblanca, y un filtro amarillo, que trasmite luces verdey roja, sustrae azul de la luz blanca.

Relaciones color-luz.

Los seis colores individualesde un circulo cromático querepresenta el espectro de luzvisible (rojo, verde, azul, cian,magenta y amarillo) son sim-ples puntos en la banda con-tinuamente cambiante de laluz. Los colores aditivos primarios (rojo. verde yazul), mezclados todos en cantidades aproximada-mente iguales, como sucede con tres proyectores,enfocados a una pantalla, producirán luz blanca.Los colores sustractivos primarios, añadidos encantidades aproximadamente iguales, como suce-

dería con tres filtros interpuestos en un solo haz deluz blanca, absorberán todo el color y produciránnegro o intensidades diversas de gris, es decir,densidad neutra.

Cada color primario del circulo cromático espectralse compone de cantidades iguales de sus coloresadyacentes y es complementario del color en posi-ción diametralmente opuesta. Las mezclas de colo-res complementarios forman también densidadesneutras.

Producción del color.

Radiación (emisión). Los objetos pueden convertir-se en fuentes de luz de color. Pueden producirenergía visible cuando se calientan, cuando sonestimulados por corriente eléctrica. (Como la bom-billa de tungsteno). O debido a la acción químicacomo la fosforescencia.

Absorción. Los colores de la mayoría de los objetosiluminados con luz blanca se deben al hecho deque no absorben la misma cantidad de luz de cadalongitud de onda.

Dispersión.

El color azul del cielo se debe a la dispersión de laluz por la atmósfera. Las variaciones en la densi-dad de los gases atmosféricos actúan dispersandola luz de las longitudes de onda mas cortas, delextremo azul del espectro, en una proporciónmayor que las longitudes de onda mas largas, delextremo rojo del espectro. Cuando el aire esta pol-voriento o contiene gotitas de agua o cristales dehielo, las partículas dispersan mas luz de las longi-tudes de onda más largas. Por este motivo el cielose ve mas azul cuanto mas claro sea el día, y masneutro cuanto menos claro.

Si en la atmósfera no hubiese nada que dispersarala luz, el cielo se vería negro y las estrellas seríanvisibles a cualquier hora del día o de la noche. Enel exterior de la atmósfera terrestre el cielo se vesiempre negro.

La dispersión de la luz por la atmósfera causa tam-bién el aspecto rojizo del Sol al amanecer y en elocaso. Cuando el Sol está alto en el firmamento,los rayos pasan a través de la atmósfera sin unaabsorción notable de luz azul mediante dispersión.Por la mañana temprano o por la tarde, los rayosdel sol llegan a la superficie de la Tierra tangencial-mente, por lo que deben atravesar un espesor deatmósfera muy superior.

Según el ángulo de los rayos y el tamaño de las



partículas presentes en la atmósfera. Ia luz de lasdistintas longitudes de onda es dispersada y el Solaparece amarillo, anaranjado o, a veces, rojo oscu-ro.

En un día soleado, las montañas distantes tienenun tono azul brumoso, con poco detalle, porque laluz azul que resulta de la dispersión por la atmós-fera se superpone a la luz que el observador perci-be de las propias montañas; por tanto, cualquierobjeto distante en el horizonte se ve a través de unvelo de bruma azul que afecta notablemente a suaspecto.

Otros colores de la Naturaleza se deben a la mismacausa. Por ejemplo, las plumas azules no suelencontener pigmento azul, sino pequeñas partículassuspendidas dentro de una retícula traslucida, quedispersan la luz azul en mayor medida que la luz deotras longitudes de onda.

Además, el color puede ser obtenido por diferen-cias en el poder de refracción de un medio trans-parente para luz de diferentes longitudes de onda.El arco iris y el espectro formado por un prismaconstituyen ejemplos típicos.

Los destellos de color en un diamante tallado y puli-do, iluminado por una fuente de luz concentrada, sedeben también a la dispersión.

Interferencia.

El color puede ser producido también por interfe-rencia de ondas de luz en películas delgadas.

Constituyen ejemplos típicos de este método unapompa de jabón o una película de aceite flotandoen el agua. La luz reflejada por la superficie supe-rior de dicha película experimenta una inversión defase, mientras que la luz reflejada por la superficieinferior no sufre este tipo de cambio. Con películasmuy delgadas en comparación con la longitud deonda de la luz, los dos rayos reflejados interfierenentre si y hacen que la película aparezca muyoscura. Si las películas son algo mas gruesas, lasondas de algunas longitudes interfieren, mientrasque otras se refuerzan entre si, dando lugar a colo-res que varían con el espesor.

La luz reflejada aparece de diversos colores, aun-que la película esté iluminada con luz blanca y nocontenga materiales con distinta capacidad deabsorción.

El color que se aprecia en la luz reflejada por losobjetivos recubiertos es también debido a un fenó-meno de interferencia, que disminuye la cantidadde luz reflejada y aumenta la transmitida.

Fluorescencia.

Las moléculas de los materiales fluorescentesabsorben energía de una longitud de onda y la ree-miten con una longitud mayor. El mismo principiose utiliza en los materiales coloreados con fines deseñalización. que pueden ser vistos desde distan-cias considerables a causa de su intensa colora-ción, producida por tintes fluorescentes.

Estos tintes se usan en la industria textil, porqueamplían considerablemente la gama de coloresque puede obtenerse en los tejidos terminados. Lostintes fluorescentes blancos que se utilizan en lospapeles fotográficos hacen ver estos mas blancoscuando se observan con luz blanca y radiaciónultravioleta.

Reflectancia y transmitancia espectra-les.

En el laboratorio, el color de cualquier superficie(con excepción de las fluorescentes puede clasifi-carse en términos de su reflectancia para cada lon-gitud de onda del espectrovisible El instrumento que seusa para efectuar estasdeterminaciones se llamae s p e c t r o f o t ó m e t r o .Esencialmente, consiste enun sistema óptico en el quela luz proveniente de unalámpara se dispersa en unespectro por medio de unprisma. En cada ocasión, una banda estrecha delongitudes de onda se refleja de tal manera, que lamitad del haz de luz coloreada incide sobre lamuestra examinada, y la otra mitad sobre unasuperficie blanca que sirve de patrón. En el espec-trofotómetro de registro automático, una célulafotoeléctrica mide las intensidades relativas de lasdos mitades del haz, después que han sido refleja-das por ambassuperficies. Comose mide la reflec-tancia comparati-va de la muestra,el instrumentodibuja un graficocontinuo, longitudde onda por longi-tud de onda.

En las determinaciones espectrofotometricas delas reflectancias, la fuente luminosa debe emitir luzde todas las longitudes de onda a las que se van aefectuar las mediciones. Esta exigencia es obvia,puesto que si sobre la muestra no incidiera luz deuna determinada longitud de onda, la célula fotoe-léctrica del instrumento no podría medir la reflec-



tancia relativa de la muestra y de la superficiepatrón a esa longitud.

Puesto que las características de la visión humanano intervienen en la determinación de una curvaespectrofotometrica, esta puede ser consideradacomo una dimensión puramente física. Dos mues-tras que tengan idénticas curvas pueden coincidiren su apariencia bajo cualquier tipo de observa-ción: pero en el caso de muestras reflectantes esnecesario, además, que la textura de la superficiesea la misma.

Si dos muestras coinciden en apariencia bajo con-diciones similares de observación, no puede presu-ponerse que sus curvas espectrofotometricas seanidénticas. Este enunciado se deduce del hecho deque los colores se pueden obtener sin combinar ladistribución de energía en cada longitud de onda.

Efecto de la fuente de iluminación y lascondiciones de observación.

Puesto que las fuentes de iluminación presentandistinta distribución de la energía a través delespectro, esa distribución variara, según aquellas,después de su reflexión en una determinada mues-tra. En otras palabras, variara el estimulo físico quellega al ojo, y la sensación visual producida alobservar la muestra dependerá del carácter de lailuminación.

Este efecto no es tan pronunciado como podríaesperarse, debido al fenómeno visual conocidocomo constancia aproximada del color. De todasformas, la variación de aspecto será notable en lassuperficies muy selectivas respecto a la absorciónde diferentes longitudes de onda, es decir, en lassuperficies que muestran picos y depresiones pro-nunciados en sus curvas de reflectancia espectral.

También resulta evidente con fuentes de luz quetengan curvas de distribución de la energía decarácter similar.

Ciertos tipos de lámparas fluorescentes producenmas luz de ciertas longitudes de ondas que deotras de modo que ejercen una notable influenciaen los colores aparentes de los objetos. De lamisma forma, el aspecto de los tintes fluorescentestiende a cambiar según la variación de la ilumina-ción que reciben. Al utilizarse cada vez mas los tin-tes fluorescentes en la industria textil, no es raroencontrar tejidos que cambian su color mucho masque otros objetos.

Al juzgar visualmente un color, influye también elentorno. No es posible establecer la relación entrelas características físicas de una superficie y lasensación visual que produce, a menos que las

condiciones de observación hayan sido cuidadosa-mente especificadas.

El color como sensación.

Resulta técnicamente impreciso atribuir color a unobjeto: hay que asignárselo só1o a la luz reflejadapor éste o a la sensación visual resultante de ella.De todas formas, es conveniente, e incluso consti-tuye una necesidad practica, asignar colores a lassuperficies reflectantes vistas con iluminacionesusuales, como son la luz diurna o la de tungsteno.Esto se refiere a la capacidad de una superficiepara modificar el color de la luz que incide sobre

ella. Hay querecordar que unobjeto no tiene unsolo color carac-terístico, porquesu apariencia seve afectada porun cierto numerode factores, elmas importantede los cuales loconstituyen lacalidad y la inten-sidad de la ilumi-nación.

En la imagen Apodemos ver elcolor elegido,queda reflejado elporcentaje quetiene de cadacolor primario. En

la imagen B, podemos elegir un color personaliza-do y en la parte derecha nos indicará el porcentajede cada color primario y en la parte inferior del colorelegido el número correspondiente dentro de latabla calorimétrica. La imagen C nos indica que elcolor elegido quedará indicado en los iconos de laderecha

Se puede decir, por ejemplo, que un objeto es rojo.Esto indica el matiz o tono del objeto (si es rojo,amarillo o púrpura). Pero esa descripción es inade-cuada. En un esfuerzo por lograr mayor precisión,podría decirse que el objeto es rojo claro o rojooscuro, lo que describe la brillantez del color.

Esta característica de un color es independiente deltono: dos colores pueden tener el mismo tono ydiferente brillantez. Se puede decir también que unobjeto es de un color rojo apagado o de un rojovivo. Esto describe la saturación, consideradacomo la medición del grado en que dicho color seaparta de un gris neutro de la misma brillantez.



A

B

C

Así, cualquier percepción del color tiene tres carac-terísticas, cada una de las cuales puede variarindependientemente de las otras dos. En termino-logía psicológica, la palabra correcta es atributos,porque describen sensaciones y no el objeto vistoni los estímulos físicos que llegan al ojo.

Como existe cierta dificultad en la detección de lasdiferencias de tono, frecuentemente se producenconfusiones al juzgar las diferencias de brillantez ysaturación; no se puede decidir si dos colores difie-ren solo en brillantez o si es también distinta susaturación. Este hecho afecta a nuestra evaluaciónsobre la fidelidad de reproducción del color. Porejemplo, un cielo azul excesivamente intenso

puede dar laimpresión de quela saturación esalta, cuando la difi-cultad real es quese trata de brillan-tez baja.

Cuando a un objeto determi-nado añadimos mayor por-centaje de un determinadocolor veremos que el resul-tado puede apenas notarseo cambiar casi por completola imagen. Los programasinformáticos de imágenesnos permiten sustraer yañadir determinados coloreso tonos o brillo, en nuestrocaso, para resaltar algo enla imagen que considera-

mos pueda ser de interés. De la misma formapodemos mezclar y negativizar la colorimetría deuna imagen y observar lo que en condiciones origi-nales nos hubiera pasado desapercibido. Estomismo es aplicable a las imágenes en blanco ynegro, convertidas a color, aunque permanezcanen pantalla como blanco y negro.

En la radiografía es de suma utilidad el poder aña-dir riqueza de grises, que como es sabido los tonosde grises son representativos de las distintas den-sidades que configuran la imagen radiológica.

Si la reproducción del cielo se compara a través deun filtro azul, la saturación relativamente baja resul-ta evidente. La confusión entre saturación y brillan-tez se tipifica por la frecuencia con que en la con-versación diaria se usa la palabra brillo para des-cribir un color muy saturado.

Constancia del color.

La memoria del color de objetos bien conocidoshace que sea visto igual bajo una amplia variedadde condiciones de iluminación, incluso cuando elcolor de la luz que llega al ojo proveniente de unobjeto cambie dentro de una gama amplia Esteefecto de memoria en el sistema visual constituyela constancia de color.

Sistemas de especificación del color

Términos como cereza, fresa, rosa oscuro, rosado,escarlata, bermellón, carmín y otros sirven paradescribir diversos rojos. Pero el significado de cadauno de estos términos es subjetivo. La necesidadde establecer un termino medio preciso para ladescripción de los colores es imperativa cuando lascircunstancias no permiten efectuar comparacionesde manera directa.

Existen dos sistemas principales para la especifica-ción y denominación de los colores que satisfacenla mayoría de las necesidades:



Sistema Munsell.

Esencialmente este sistema se basa en una dispo-sición ordenada en un sólido tridimensional detodos los colores que pueden ser representadospor muestras preparadas partiendo de pigmentosestables.

Los diversos tonos están colocados horizontalmen-te alrededor de un circulo, de tal forma que aparez-can aproximadamente equidistantes a un observa-dor normal. El circulo esta dividido en 10 tonos prin-cipales, rojo, amarillo, verde, azul y púrpura y losintermedios

Cada uno de estos 10 tonos o matices principaleses el número 10 de una serie de 10. Por tanto, elcirculo completo de colores esta constituido por100 tonos, 40 de los cuales se han publicado en lastablas da Munsell (Munsell Book of Color).Extendiéndose verticalmente por el centro del cir-culo de tonos esta la escala de reflectancias, quese denominan valores en el sistema Munsell.Numerado con el 10 en la parte superior de la esca-la de valores, se encuentra el blanco teóricamenteperfecto (100 % de reflectancia): numerado con el0, en la parte inferior, esta el negro técnicamenteperfecto (0 % de reflectancia)

En el espacio intermedio hay nueve valores repre-sentados por muestras reales. Estos valores apa-recen aproximadamente equidistantes en cuanto abrillantez bajo la iluminación especificada.Desde el punto de vista puramente fotográfico inte-resa especialmente la escala de valores. Podríapensarse que el punto medio de la escala deberíatener reflectancia del 50 %, es decir, que deberíareflejar la mitad de la luz que incide sobre él. Sinembargo el ojo tiende a ver variaciones uniformesde tono, no para diferencias iguales deReflectancia (por ejemplo, 10 %, 20 %, 30 %, 40 %,etc., en donde hay una diferencia o aumento cons-tante del 10 %), sino para proporciones iguales dereflectancia (es decir 10 % 20 % 40% 80 %, etc..donde la relación de cada reflectancia respecto a laanterior es 2). En niveles bajos de iluminación, la

relación entre los valores oscuros debe ser mayorque entre los valores claros, con objeto de que apa-rezcan iguales.

El gris que impresiona el ojo con una intensidadequidistante entre el blanco y el negro tiene unareflectancia del 18 %, aproximadamente. Haciafuera de la escala de valores, que constituye elnúcleo central del só1ido de color, están los valoresde saturación, llamados croma en el sistemaMunsell. Aquí, de nuevo los valores aparecenaproximadamente equidistantes a un observadornormal. Las cantidades van desde el 0, que corres-ponde a un gris neutro, hasta números del orden de16, dependiendo del grado de saturación alcanza-ble con un tono determinado y con un cierto nivelde valor. A causa de las variaciones en la satura-ción alcanzable con tono y valor, el sólido de colorno es simétrico. Por ejemplo, el croma mas alto delrojo es 14, mientras el del azul verde (opuesto alrojo) es solamente 6. El amarillo alcanza un cromamáximo de 12, con un valor de 8. El púrpura azul,opuesto al amarillo, alcanza el mismo croma, perocon valor 3. El sistema Munsell tiene la ventajasobre los demás de que, si se encuentra un nuevopigmento que permita producir muestras de mayorsaturación, no hay dificultad en añadirlas en sulugar adecuado del só1ido de color.

Sistema CIE.

Este sistema ha sido adoptado en todo el mundocomo patrón y sigue las recomendaciones de laComisión Internacional de la iluminación. Por unaparte, especifica los colores en términos de magni-tudes de cada uno de los tres primarios necesariospara formar una mezcla idéntica a la muestra. Las

curvas de la mezcla de color para el observadortipo indican las cantidades de cada uno de los tresprimarios que se necesitan para producir cada lon-gitud de onda del espectro.

Otra aportación esencial del sistema CIE es la nor-malización en unas cuantas fuentes de iluminación,tales como la luz diurna y la de tungsteno. Las dis-tribuciones espectrales de energía de las fuentes



luminosas estándares han sido determinadas conprecisión y pueden ser reproducidas con métodosbien definidos.

Una vez fijados el observador y una fuente de ilu-minación estándar, só1o se necesita la curvaespectrofotometrica de una muestra para calcularsu especificación de color. Como el sistema sebasa en datos aceptados internacionalmente, laespecificación no depende de las característicasvisuales de un individuo.

El diagrama de cromaticidad del sistema CIE es departicular interés porque forma como un mapa detodos los tonos y saturaciones posibles. La relaciónde una muestra dada con cualquiera de los coloresse visualiza aquí fácilmente.

El perfil en herradura representa las posiciones delos colores que tienen la máxima saturación posi-ble: son los colores puros del espectro. El áreacoloreada representa los limites de saturación posi-bles con su conjunto de tintas modernas de impre-sión. Cerca del centro del área coloreada esta elpunto iluminante para la luz diurna, es decir, laposición de cualquier punto gris neutro iluminadopor luz natural. Como el color se percibe como situviera tres dimensiones (tono, brillantez y satura-ción) un diagrama de cromaticidad bidimensionalno puede describir completamente un determinadocolor. En realidad, proporciona indicaciones detono y saturación respecto a otras muestras.

El tono esta indicado por la dirección de una rectatrazada desde el punto iluminante o neutro a laposición de la muestra. Si esta línea se extiendehasta cortar a la curva que representa los coloresespectrales, el tono puede ser descrito en términosde longitud de onda en la intersección de ambaslíneas. Esta especificación se conoce como longi-tud de onda dominante.

La recta de la parte inferior de la herradura repre-senta los magentas y púrpuras de máxima satura-ción. Puesto que estos colores no están en elespectro, sus tonos se expresan en términos de laslongitudes de onda de luz verde, de las que soncomplementarios.

A medida que nos apartamos del punto neutrohacia los colores del espectro, la saturaciónaumenta, es decir, los colores van siendo maspuros. Si la distancia entre el punto neutro y elpunto de muestra se divide por la longitud totaldesde el punto neutro hasta la línea del espectro,se obtiene la medida de la pureza: se denominapureza de excitación y se expresa en porcentaje

Un color del espectro es 100 % puro, mientras quepara el blanco, el gris y el negro la pureza es 0.

Para poder especificar totalmente el color es nece-sario incluir también la brillantez de la muestra quese expresa en términos de reflectancia luminosa otransmitancia luminosa.

La palabra luminosa indica que valor toma en cuen-ta la calidad del color de la fuente de luz y lascaracterísticas de respuesta visual del observadortipo.

La reflectancia (o transmitancia) luminosa es lamedia ponderada de las reflectancias (o transmi-tancias) espectrales de la muestra. La función deponderación es el producto de la distribuciónespectral de la fuente de iluminación por la sensibi-lidad espectral del observador tipo. La sensibilidadespectral del observador tipo que se llama funciónde luminosidad, ha sido normalizada internacional-mente y toma parte del sistema CIE.

Los valores de la reflectancia y de la transmitancialuminosas varían entre el O y el 100 % Para cadamuestra el valor se anota al lado del punto quecorresponde a la misma en el diagrama de croma-ticidad. Por tanto dos muestras que difieren sola-mente en reflectancia (transmitancia) estaránrepresentadas en el mismo punto del diagrama y sedistinguirán por las cifras escritas a su lado.

Puesto que el color se define en términos físicos ypsicológicos el sistema CIE es un método psicofísi-co para la clasificación del color Por tanto no expre-sará siempre exactamente nuestro concepto delcolor mental (psicológico)

Por ejemplo los colores que se hallan en la rectaque une el punto neutro con la línea que represen-ta los colores del espectro no aparecerán necesa-riamente con el mismo tono Sin embargo el siste-ma CIE es valido en cuanto que proporciona unpatrón científico para la medición del color. Sus tér-minos descriptivos (longitud de onda dominante,pureza de excitación y reflectancia o transmitancialuminosas, u otra magnitud fotométrica adecuada)son psicofisicamente contrapartidas de tono, satu-ración y brillo.

Puesto que las luminancias correspondientes aesta gama cromática no son las mismas en las dife-rentes partes de los diagramas, no cabe esperar deuna película de color que produzca una reproduc-ción exacta de los colores a todos los niveles deluminancia. Obviamente, no se puede pretenderque una película origine reproducciones de colorexactas que caigan fuera de su gama posible,como es el caso de los colores espectrales satura-dos.

El aspecto de un arco iris puede ser reproducidoaproximadamente en una fotografía de color só1o



porque la mayor parte de los colores están menossaturados que los de un espectro puro. Algunosson debidos a mezclas de bandas anchas de longi-tudes de onda mas que a bandas estrechas pre-sentadas en solitario, y todos los colores estándesaturados por la luz celeste circundante.

Introducción

La digitalización radiológica consiste en un disposi-tivo que permite obtener una imagen digitalizada apartir de una imagen analógica. Es decir, que éstaes susceptible de ser almacenada bajo la forma deun número que representa la posición de un puntode píxel, unidad de superficie elemental.

La técnica de digitalización indirecta consiste endigitalizar una radiografía, en nuestro caso mamo-grafías, mediante una cámara CCD y obtener asícoordenadas espaciales que se reparan sobre elplano de una radiografía con los valores corres-pondientes a la intensidad de los niveles de grisesen este punto.

La cámara CCD dispone de matriz y sistema ópticoque definirán a la vez el campo y la resolución. Porestas técnicas se consigue una digitalización máxi-ma entre 50 y 100 micrones.

El sistema permite mejorar la percepción y utilidadde la imagen radiológica, especialmente si se aso-cia la simple digitalización al tratamiento de la ima-gen con una serie de métodos que permiten valo-rar, realzar y poner en evidencia grados de densi-dad no perceptibles habitualmente por el ojo obser-vador. Podemos citar como algunos de ellos:

- Posibilidad de obtención de un zoom electrónicomediante la interpolación de diferentes valores yvisualización de los mismos bajo forma de imagennumérica sobre una pantalla disponiendo de undispositivo electrónico para lograr el agrandamien-to o magnificación.

- Modificación de loshistogramas; es decir,de las curvas deextensión de contrastee intensidad luminosasobre la pantalla.

- Ampliar considera-blemente la escala degrises de los que dis-pone la sensitometría

de la radiografía (máximo21) hasta 250 tonos dife-rentes por el sistema digi-tal. La diferencia de tonali-dad en esta escala de gri-ses es inapreciable por elojo humano. Puede serconvertido un tono o unnúmero de ellos a un colory resaltar esa densidad delresto de la radiografía.

- Realzar los entornos

- Detección automática deopacidades y microdensi-dades

- Estudio de opacidadespor escala densitométricamediante paleta de colo-res.

Al dividir la radiografía en256 densidades, las quesuperan el rango marcadopor nosotros de 163, quedan coloreadas.

- Estudio selectivo de densidades

Histogramas de los canales, modo RGB. Lamisma mamografía. Distintas opciones

DIGITALIZACIÓNMAMOGRÁFICA INDIRECTA



Podemos destacarcomo ventajas genera-les el considerar:

- El almacenamiento deimágenes.

- La posibilidad detransmisión de las mis-mas por vía telefónica.

-La utilidad con finesdocentes.

Como ventajas específicas aplicadas fundamen-talmente al diagnóstico:

- Estudio de grado de densidad de las microopaci-dades.

- Estudio de la forma de las mismas.

- Estudio de las microopacidades de diámetro infe-rior a 0.1 mm.

Objetivos

Basándose en los medios que ofrece la digitaliza-ción indirecta y utilizando las posibilidades de real-ce y mejora de las densidades que ofrecen diver-sos programas se ha intentado conseguir unamejoría de las imágenes micro radiológicas y valo-



rar las posibilidades de ganancia en probabilidaddiagnóstica que ofrece la digitalización combinadacon las posibilidades citadas.

Material y métodos.

- Negatoscopio de un cuerpo con regulador deintensidad de luz por medio de reóstato acoplado.

- Cámara de vídeo Panasonic BP-500. Autoiris WVLA 4510.

- Sensor de imagen CCD tipo IT

- Pixels: 390.000

- Resolución horizontal de 500 líneas

- Sensibilidad de iluminación mínima 0,08 lux.

- Relación señal ruido: 46 dB

- Monitor de televisión marca Sony de 9 pulgadas

- Ordenador personal PC Pentinum de 120 Mb dememoria RAM.

- Tarjeta de adquisición marca Intel de 640 x 460pixels.

- Programa de adquisición incorporado en la tarje-ta.

Tratamiento de imagen por medio de los pro-gramas.

- Adobe Photoshop 5.5

- Entorno gráfico Windows 2000

Magnificación de la imagen.

Se ha utilizado una cámara Panasonic con objetivoautoiris Wv-LA 4510 de 4.5 mm 1:1.0, en el que seconsiguen aumentos de 15x sin pérdida de fiabili-dad de la imagen. Este aumento puede, al pasar al

sistema digital, ser incrementado, sin pérdida defiabilidad, teniendo en cuenta que los aumentos enel sistema digital serán múltiplos de los consegui-dos en el sistema analógico. Pudiendo en ocasio-nes conseguir un total de 60x aumentos, sin pixelarapenas la imagen.

Inversión de la imagen

Se pueden realizar con variantes de grises o bien,utilizando la paleta de colores. Consiguiendo mejo-rar la calidad de la imagen original.

Potenciación de contrastes

El realce del contraste es un proceso en el que lasdiferencias entre los niveles de grises son amplifi-cadas de forma que el observador pueda diferen-



ciarlos más fácilmente. Usualmente los sistemasde procesamiento de imágenes incluyen algunasoperaciones que permiten reasignar el nivel gris decada píxel para aumentar el contraste.

Los métodos para realizar el contraste con unaimagen dependen de la diferencia de intensidadentre los píxeles. En caso de una imagen radiográ-fica, que suele poseer un amplio rango de gradien-tes, se puede usar un umbral variable o tambiéncambiar el entorno de los píxeles.

También se obtiene mediante la utilización exclusi-va de uno a tres canales de color. Cuando la ima-gen gris se convierte a RGB, esta presenta la posi-bilidad de dividir sus tonos grises en tres canales,presentando, según las tonalidad de la imagen,mejor contraste en el canal rojo, en el azul o en elverde. No puede establecerse de antemano comoóptimo un determinado canal, sino que su eleccióndependerá de la formación de contrastes previos ala imagen. Resulta extraordinariamente útil en elestudio de las microopacidades especialmente enlas de pequeño tamaño y escasa densidad.

Efecto relievePermite valorar con mayor fiabilidad las diferenciasde densidad. Asociado al estudio selectivo de

zonas densas,permite obtenernotables efectoscon elevada valo-ración visual delas alteracionesde densidad. Siademás se asociaa estudio condiversas posibili-dades de colora-ción se consiguenimágenes dei m p r e s i o n a n t eselectividad.

Estudio individualizado de densidades

A partir de una paleta de gradación de densidadque va de 0 a 256 se pueden estudiar selectiva-mente las densidades de zonas de hasta 0.05 mmde grosor. Ello permite establecer un mapa de den-sidades comparadas, lo que resulta extremada-mente útil para calibrar, por ejemplo, la heteroden-sidad de un núcleo de microdensidad o de con-traste en un insecto.

Aplicaciones prácticas.

Visualización de microdensidades invisibles en elestudio radiográfico habitual con la lupa. Mejoríadel estudio de forma de las microdensidades.

Estudio selectivo del grado de consistencia de cadamicro calcificación. Mejoría en la expresión de cual-quier tipo de densidades. Posibilidad de estudioautomático de densidades circunscritas

Resultados.

Magnificaciónde la imagen

La magnificaciónde la imagen seha realizado prác-ticamente en latotalidad de loscasos estudiados.El paso de la digi-talización permitefácilmente laamp l i f i cac ión .Pero sobre todose ha buscadoselect ivamentelas zonas a estudiar y han sido digitalizadas con ungran aumento de las mismas, aumento favorecidopor el uso de la cámara citada anteriormente.

A partir de los 40x, salvo casos aislados, sondemasiados ostensibles los píxeles y la imagenpierde precisión. Las imágenes proporcionada porlos procesos benignos ganan, evidentemente, enaparatosidad y belleza con estudios a aumentosaltos, pero estos no son determinantes para mejo-rar los diagnósticos y sí únicamente para conseguirimágenes muy expresivas, útiles sobre todo confines docentes.

Al aumentar la imagen se pierde más precisión,pero la definición podemos recuperarla con la com-binación de diversas técnicas, como son el estudioselectivo de densidades, el estudio de relieve y laelección de coloración adecuada.

Inversión de imágenes

La inversión de imágenes va dada por el programautilizado. El cambio en blanco y negro nos permiteobtener un negativo de la radiografía, viéndose lasdensidades en color negro. Ocasionalmente semejora con ello la visualización de la imagen.

Pero es, en el estudio con colores es donde lainversión consigue los mejores resultados.Habitualmente se utiliza combinada con otrosmétodos, como el refuerzo de bordes. En estaforma si se aplica el color azul y luego se realiza lainversión se obtiene un tono castaño que pareceser idóneo para el estudio de estructuras glandula-res.



Como el estudio con colores ofrece muchas posibi-lidades de mejorar la calidad de las imágenes, elefecto de inversión duplica exactamente el númerode opciones. Y en general puede decirse que cuan-

do peores son losresultados con uncolor, mejores sonlos efectos logra-dos por su inver-sión y a la inver-sa.

Otra posibilidadde inversión deimagen vienedada con la utili-zación de un solocanal de color,con lo que se con-sigue mejorar lanitidez. Si la ima-gen conseguidade gris la converti-

mos en RGB y es sometida a un proceso de inver-sión, pudiendo, ocasionalmente, mejorarse lasposibilidades de definición, permitiendo percibirdensidades de un diámetro 10 veces menor quelas observadas con lupa de aumento.

Potenciación de contraste

Permite valorar mucho las densidades y obtener deellas el maximo partido. Es especialmente útil en elestudio de calcificaciones y en el de los carcino-mas de un tamaño inferior a 1 cm. No obstanteaunque permite mejorar mucho la calidad de unaradiografía, hay que tener precaución de no perderimágenes útiles y valorar otras por el uso indiscri-minado y exagerado de las posibilidades del méto-do. La utilizamos siempre con mucho cuidado y nobuscamos exagerar la potenciación, salvo casos enque pueda estar indicado por determinados moti-vos.

La radiografía de la izquierda es la original, lassiguientes se contrastan por defecto y por exceso.

Refuerzo de bordes

Se obtiene una imagen que usando el color azulresulta parecida a la que se obtenía antiguamentecon los estudios xerográficos. Es muy útil paravalorar la estructura glandular mamaria, permitien-do visualizar densidades que pasaban inadvertidaspara el ojo humano. Las mejores imágenes seobtiene con el color azul y con su inversión , que dacolor castaño. Otra posibilidad de buenas imáge-nes se consigue con la imagen invertida del verde,que da una coloración carmín que permite valorardeterminadas estructuras.

Efecto relieve

Utilizando aisladamente permite observar las dife-rentes densidades con aspecto de relieve, obte-niendo imágenes de apariencia tridimensional.Permite valorar calcificaciones de pequeño tama-ño, especialmente si son de densidad elevada.También es un método indirecto para calibrar dife-rencias de densidad entre dos zonas o formacio-nes. La mayor eficacia se obtiene por la combina-ción del método con otros, especialmente en elestudio individualizado de densidades, con paletade colores y con la selección de un solo canal decolor, previa conversión de la imagen a RGB. Lasimágenes que se consiguen en el estudio de lascalcificaciones son impresionantes por su veraci-dad, se destaca la perfecta visualización de laforma irregular del depósito cálcico.



Estudio individualizado de densidades

Al permitir distinguir entre distintas densidades,tanto con paleta de grises, como con paleta decolor, nos ofrece una posibilidad hasta ahora norealizada de estudio de las diferentes densidadescon una base matemática. El uso de la escala de256 tonos de grises permite, con la ayuda del pun-tero electrónico de precisión, averiguar exactamen-te el grado de densidad de un punto determinadode la radiografía. Ello permite establecer un mapanumérico de densidades que a su vez puede com-plementarse con un estudio selectivo de relieve ycolor, aportando una base numérica a una impre-sión subjetiva obtenida de la contemplación de laradiografía.

Discusión.

La primera consecuencia obtenida del estudio delos resultados es que la imagen radiológica esmejorada prácticamente en todos los casos, lo queautomáticamente supone una mejoría en las posi-bilidades diagnósticas, de mayor o menor impor-tancia en función de cada caso.

Ello es un hecho claramente establecido y la mejo-ría de la imagen va dada fundamentalmente por lasposibilidades del material utilizado.

La cámara citada en el apartado material es capazde lograr una resolución extraordinaria lo que unidoa la tarjeta digitalizadora utilizada permite aumen-tos de tamaño de alta calidad sin pérdida aprecia-ble de la precisión de imagen. Por ello se puede lle-gar con la magnificación hasta la barrera queopone la visualización de los pixels. No obstante,aún creemos que la imagen sería susceptible demejorar si se usara una tarjeta con un grado dedefinición mayor.

La segunda es la opción de utilizar una serie deprocedimientos técnicos de estudio de los diferen-tes grados de densidad que permita perfeccionarlas posibilidades visuales del ojo humano. Con ellose consiguen una imágenes mejoradas hasta ungrado muy elevado, lo que permite la obtención de2 posibilidades diferentes:

- Por una parte la mejoría de las imágenes permiteusarlas con mucha mayor precisión para finesdocentes.

- Por otra, es susceptible de mejorar las posibilida-des del diagnóstico, lo que, si en toda la radiologíatiene un interés extraordinario, este interés esmáximo en la micro radiología por los problemasque plantea el escaso margen, tanto de densidadescomo de dimensiones. La mejoría en el diagnósticose pone de manifiesto en el estudio de las micro-

densidades, de los objetos de pequeño tamañoigual o inferior a 1 mm y de los cultivos bacterioló-gicos.

La magnificación de imágenes permite estudiar condetalle el contorno de los objetos de pequeño tama-ño, Habitualmente basta utilizar un aumento entre5 y 10 x y es muy útil el asociar este aumento conmétodos que permitan estudiar mejor los perfilescomo son el efecto relieve y, sobre todo, el estudioselectivo de densidades. Con la asociación de lostres se consiguen imágenes que proporcionan unagran seguridad objetiva.

Al nivel del estudio de microdensidades el métodoresulta extraordinariamente útil ya que existe unabarrera de visualización de las microdensidadesque impide reconocerlas si su diámetro es inferiora 0.1 mm . Así se pueden distinguir grupos de ellasque pasarían inadvertidas en los exámenes ordina-rios.

La magnificación puede mejorarse con métodoscomplementarios, como son el estudio de un solocanal al ser convertidas a RGB, el efecto relieve yla inversión de la imagen. Facilita también el diag-nóstico el estudio selectivo del grado de densidadde cada micro densidad, muy interesante parapoder afirmar o no la heteroconsistencia de lasdensidades de una forma más objetiva que con lasimple apreciación visual.

El paso de las imágenes a RGB permite el estudiocon canal de color independiente, obteniéndoseuna imagen en gris de características distintassegún el canal seleccionado. Siempre hay 1 de los3 que mejora la calidad de la imagen original y quepuede utilizarse para mejorar la calidad y precisiónde la misma. Aplicado a una imagen magnificadapermite mejorar el estudio de las calcificaciones.

La inversión de las imágenes puede ser utilizadoaisladamente o combinado con todas las posibili-dades selectivas, lo que duplica el número deopciones a valorar. Habitualmente, la inversión sim-ple permite mejorar la calidad de la radiografía,pudiendo visualizarse zonas poco claras en laplaca normal. Es una técnica a utilizar en primerlugar en todas las radiografías, debido a que engran parte de ellas se obtiene mejoría apreciableen la calidad y no hay posibilidad de alteracióninvoluntaria de la imagen.

La potenciación de contrastes es un método muyútil, pero hay que manejar cuidadosamente, puespuede falsear los resultados. Puede forzarse hastapuntos exagerados, permitiendo dejar sólo las pla-cas con 2 colores: blanco y negro. Debe utilizarsecomo complemento de otros métodos ya que per-fecciona y realza los resultados. En ocasiones es



útil usado aisladamente, como en el caso de lavaloración de calcificaciones de muy pequeñotamaño que se hacen más ostensibles con el siste-ma, lo que puede permitir realizar mejor el estudioindividualizado de densidades.

El refuerzo de bordes también tiene utilidad enmasas muy densas, es las que permite apreciarmejor los detalles estructurales. Si se le añade eluso de color azul su parecido en las antiguas xero-grafías es asombroso y la imagen se percibe toda-vía mejor que con la paleta de grises. Todavíamejora con la inversión del azul, dando un tonoocre que permite una visualización detallada definas estructuras.

El efecto relieve transforma las diferencias de den-sidad en imágenes con aspecto de relieve. Se con-siguen extraordinarios efectos es realizando elestudio selectivo de zonas en las que se aplica elrelieve a partir de una determinada densidad a lavez que se asocia con magnificación de imagen ycon estudios en color específicos. Los resultadosde esta asociación de métodos son impresionantesa nivel de exactitud, precisión y belleza de las imá-genes y permite ver con extraordinaria precisiónlos contornos de las formaciones radiografiadas.

El estudio selectivo de densidades es probable-mente, tras la magnificación el método más impor-tante de que disponemos. Asociado, como hemosdicho, con el efecto relieve y con paleta selectivade colores consigue impresionantes imágenes.Pero su mayor utilidad es permitir con el selector dedensidades determinar el grado de opacidad de unpunto de diámetro inferior a 0,2 décimas de milí-metro. Pero este diámetro es el de la imagen másmagnificada, y como logramos ampliaciones de40x, por ejemplo resulta que una micro calcificaciónde 0.1 mm presenta en la pantalla del ordenador undiámetro de 4 mm. El puntero del selector de den-sidades puede incluso estudiar variaciones de den-sidad dentro de la misma. Gracias al sistema puedeestablecer un mapa de densidades que permiteestudiar si la formación objeto de estudio presentadensidades homogéneas o, por el contrario, esheterodensa.

Es fundamental para el estudio de las variacionesde densidades de las microdensidades. Al selec-cionar individualmente las formaciones densas seestablece un nivel de opacidad a partir del cual serealiza la selección; ello permite aplicar a cada cal-cificación el efecto relieve y el estudio de color, con-siguiéndose una precisión no alcanzada jamáshasta la fecha en ningún estudio micro radiológico.

Finalmente cabe indicarse que el sistema en sípara digitalización indirecta no resulta oneroso.Incluso puede decirse que es extraordinariamente

ecocómico en relación con los precios habitualesde los actuales sistemas de radiología digital.

Conclusiones.

- Mejoría global de todas las imágenes radiográfi-cas.

- Mejoría de la diferenciación entre microdensida-des iso y heterodensas.

- Mejoría del estudio del grado de densidad de lasmicrodensidades.

- Estudio del número de microdensidades por uni-dad de superficie.

- Estudio de microdensidades no visibles.

Resumen.

Presenta este trabajo en la red, aportando la expe-riencia de una serie de estudios sobre las posibili-dades de considerable mejora diagnóstica sobrelas radiografías mediante digitalización indirectacombinada con el uso de programas informáticosque permite una mayor valoración de las densida-des en el estudio micro radiológico. Se describenlas distintas técnicas que permiten mejorar la ima-gen digitalizada: magnificación, inversión, potencia-ción de contrastes, refuerzo de bordes, efectorelieve y estudio individualizado de densidades,especialmente aplicado a determinar la forma yconsistencia de las microdensidades .





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