Métodos automatizados para controle de qualidade em equipamentos de ultrassom modo B: o teste de escala de cinza

Abstract

Equipamentos de ultrassom diagnóstico estão sujeitos a exigências regulatórias de controle de qualidade no Brasil, porém o teste de escala de cinza permanece dependente de análise visual, sujeita à subjetividade do avaliador. Este trabalho desenvolve, aprimora e valida metodologias computacionais para a automatização do teste de escala de cinza e do alcance dinâmico exibido em equipamentos de ultrassom Modo B. A metodologia utilizou um banco de 156 imagens DICOM de três phantoms multipropósito (ATS 539, CIRS 040GSE e CIRS 054GS), adquiridas com transdutores convexos e lineares de múltiplos fabricantes e pareadas com máscaras de referência obtidas por segmentação manual. Foram implementadas três estratégias de detecção automática das regiões de interesse — abordagem morfológica bidimensional (AM2D), abordagem diferencial de sinais unidimensionais (ADS1D) e detecção por picos com restrição geométrica (DP) —, avaliadas por varredura combinatória exaustiva de 2.100 combinações de hiperparâmetros, totalizando 327.600 execuções individuais. O desempenho foi quantificado por métricas espaciais, score composto multicritério, testes de Friedman e Wilcoxon pareado e análise de concordância de Bland-Altman aplicada à Grayscale Mapping Function (GMF). A combinação líder (DP com filtro Savitzky-Golay) alcançou IoU médio de 0,7663, área de interseção de 85,06% e score composto de 0,8517. A GMF obtida pelo método automatizado apresentou viés inferior a 1,1 nível de cinza, coeficiente angular estatisticamente equivalente à unidade e coeficiente de determinação superior a 0,959, com ponto ótimo operacional em 75% do raio. Conclui-se que o método automatizado é funcionalmente equivalente à segmentação manual e oferece uma base computacional reprodutível, em código aberto, para a incorporação do teste de escala de cinza ao fluxo de controle de qualidade em ultrassonografia diagnóstica.