Abstract Today, digital imaging is widely used in dentistry. In medical radiography, the importance of displays and room illuminance has been shown in many studies, whereas the effect of these factors in the diagnosis of dental radiography is not clear and remains controversial. There is limited knowledge among dentists as to how observer performance is affected by the type of display, level of ambient light or grayscale calibration. The aim of this thesis was to compare observer performance in the detection of both anatomical structures and pathology in panoramic and bitewing radiographs using consumer grade display with γ 2.2- and DICOM-calibration, a tablet (3rd generation Apple iPad® and a 6 MegaPixel (MP) display under different lighting conditions. Furthermore, the thesis aimed at providing recommendations for type of display and acceptable illuminance levels in the room for interpretation of dental radiographs. Thirty panoramic and bitewing radiographs were randomly evaluated on four displays under bright (510 lx) and dim (16 lx) ambient lighting by two observers. Both anatomical structures and pathology were evaluated because they provided both low- and high-contrast structure. Consensus was considered as reference. Intra- and inter-observer agreement was determined. The proportion of equivalent ratings and weighted kappa were used to assess the reliability. The level of significance was set to P<0.05. DICOM calibration may improve observer performance in the detection of pathology in panoramic radiographs regardless of the room illuminance level. DICOM calibration improves the detection of enamel and dentinal caries in bitewing radiographs, particularly in bright lighting conditions. On the other hand, in dental practice the room illuminance level is often higher, and it is thus recommended that the overall lighting level should be decreased. Furthermore, a DICOM-calibrated consumer grade display can be used instead of a medical display in dental practice without compromising the diagnostic quality and it saves costs. Tablet displays are recommended to use with care in dental radiography. / Tiivistelmä Hammaslääketieteessä käytetään nykyään pääasiassa digitaalista kuvantamista. Lääketieteellisessä radiologiassa näyttöjen ja käyttöympäristön valaistuksen merkitys kuvien katseluun on osoitettu lukuisissa tutkimuksissa, kun taas hammaslääketieteellisten tutkimusten tulokset näiden tekijöiden vaikutuksista röntgenkuvien tulkintaan eivät ole yksiselitteisiä ja niissä on ristiriitaisuutta. Hammaslääkäreiden tiedot näyttöjen, kalibroinnin ja ympäröivän valaistuksen vaikutuksesta röntgenkuvan tulkintaan ovat puutteellisia. Tämän väitöskirjan tarkoituksena oli vertailla näyttöjen suorituskykyä panoraama- ja purusiivekekuvien tulkinnassa eri valaistusolosuhteissa. Tutkimuksessa vertailtiin γ 2.2- ja DICOM-kalibroitua perusnäyttöä, tablettia (kolmannen polven Apple iPad®) sekä 6 MegaPikselin (MP) lääketieteelliseen käyttöön tarkoitettua näyttöä. Lisäksi väitöskirjan tarkoituksena oli antaa hammaslääketieteellisten röntgenkuvien katseluun soveltuvia näyttöjä ja käyttöympäristön valaistusta koskevia suosituksia. Kaksi tulkitsijaa arvioi 30 panoraama- ja purusiivekeröntgenkuvaa satunnaisessa järjestyksessä neljältä eri näytöltä kirkkaassa (510 luksia) ja hämärässä (16 luksia) valaistuksessa. Tutkimuksessa arvioitiin sekä korkeakontrastisia anatomisia rakenteita että matalakontrastisia patologisia löydöksiä. Tuloksia verrattiin tutkijoiden väliseen yhteisluentaan. Luotettavuuden arviointiin käytettiin yhdenmukaisuusosuutta sekä painotettua kappaa. Toistettavuuden arvioimiseksi laskettiin kapat toisen alkuperäisten ja uusintaluentojen sekä molempien tulkitsijoiden alkuperäisluentojen välille. Merkitsevyystasoksi määriteltiin p<0,05. DICOM-kalibrointi voi parantaa patologisten löydösten tulkintaa panoraamakuvissa molemmissa valaistusolosuhteissa. DICOM-kalibrointi parantaa selvästi purusiivekekuvien hammaskiille- ja hammasluukarieksen tulkintaa erityisesti kirkkaassa valaistuksessa. Hammaslääkäreiden työskentelytilojen valaistus on yleensä korkeampi kuin tutkimuksessa käytetty, joten näyttöjen käyttöympäristön valaistusta tulisi laskea toimistovalaistusta vastaavaksi. DICOM-kalibroitua perusnäyttöä voidaan suositella käytettäväksi kalliiden medikaalinäyttöjen sijaan. Tablettia tulee sen sijaan käyttää harkiten hammaskuvien tulkintaan.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work, a study has been done about the procedures for evaluating the quality of image display devices (monitors) used in radio-anomaly, based on the analysis of the luminance characteristic curve versus the lowest just noticiable difference (JND), taking into account the time use of such equipment. The evaluated devices were of different of manufactures, models, series and had different resolutions. The evaluation of the quality of monitors exerts a strong influence on the image quality. For this evaluation of quality control, in addition to methods and instruments traditionally employed, an alternative method was used to measure luminance using electric and photometric quantities, which was validated by comparison with data obtained using a photometer, which is a standard meter of luminance. The quality control tests for evaluation of diffuse reflection, specular reflection, internal reflection or blurring, resolution, noise, luminance and contrast response and luminance uniformity were performed on devices with standard TG18 test images in DICOM GSDF format, with several shades of gray. These images are made available by the American Association of Physicists in Medicine (AAPM). The results were analyzed based on the limits established for primary and secondary monitors established in quality control protocols for radiodiagnostics, including one from the AAPM and others from Europe. In the analyzes, the illuminance of the environments in which the monitors were taken into account. The qualitative and quantitative results were correlated with the time of use of the display devices. The software used to view the test images were Radiant DICOM, Micro DICOM and Isyte Radiology. The results demonstrate the relevance of monitoring the use time of these devices, classified as primary (diagnostic use) and secondary (visualization only). It was verified among the monitored monitors, used in general radiology, that those with resolution between 2 and 5 megapixels can be classified as primary until a certain time of use; Among the analyzed devices with more than 50,000 hours of use, some demonstrate a behavior equivalent to that of secondary monitors. Monitoring the temporal evolution of the use of a device in radiodiagnosis is important so that errors in medical diagnosis are avoided. Not only are the higher resolution devices suitable for diagnostic reports but also those with lower resolution since their image display parameters comply with quality control recommendations. / Neste trabalho foi realizado um estudo sobre procedimentos de avalia¸c˜ao da qualidade de dispositivos de exibi¸c˜ao de imagem (monitores) utilizados em radiodiagn´ostico, a partir da an´alise da curva caracter´ıstica de luminˆancia versus a menor diferen¸ca detect´avel de contraste (JND), levando em conta o tempo de uso desses equipamentos. Os dispositivos avaliados foram de diferentes marcas de fabrica¸c˜ao, modelos, s´eries e possu´ıam resolu¸c˜oes distintas. A avalia¸c˜ao da qualidade de monitores exerce forte influˆencia na qualidade de imagem. Para essa avalia¸c˜ao de controle de qualidade, al´em dos m´etodos e instrumentos tradicionalmente empregados, foi empregado um m´etodo alternativo para medi¸c˜ao de luminˆancia utilizando grandezas el´etricas e fotom´etricas, que foram validadas por compara¸c˜ao aos dados obtidos utilizando-se um fotˆometro, que ´e medidor padr˜ao de luminˆancia. Os testes de controle de qualidade para avalia¸c˜ao de reflex˜ao difusa, reflex ˜ao especular, reflex˜ao interna ou velamento, resolu¸c˜ao, ru´ıdo, resposta de luminˆancia e contraste e uniformidade de luminˆancia foram realizados nos dispositivos com imagens padr˜ao teste TG18 em formato DICOM GSDF, com v´arios tons de cinza. Essas imagens s˜ao disponibilizadas pela Associa¸c˜ao Americana dos F´ısicos em Medicina (AAPM). Os resultados foram analisados com base nos limites estabelecidos para monitores prim´arios e secund´arios estabelecidos em protocolos de controle de qualidade para radiodiagn´ostico, incluindo um da AAPM e outros da Europa. Nas an´alises, levou-se em considera¸c˜ao a ilumin ˆancia dos ambientes em que se encontravam os monitores. Os resultados qualitativos e quantitativos foram correlacionados ao tempo de uso dos dispositivos de exibi¸c˜ao. Os softwares utilizados para visualiza¸c˜ao das imagens testes foram o Radiant DICOM, Micro DICOM e o Isyte Radio-logy. Os resultados demonstram a relevˆancia do acompanhamento do tempo de uso desses dispositivos, que podem ser classificados como prim´arios (uso em diagn´ostico) e secund´arios (visualiza¸c˜ao apenas). Foi verificado entre os monitores aferidos, utilizados em radiologia geral, que aqueles com resolu¸c˜ao entre 2 e 5 megapixels podem ser classificados como prim´arios at´e certo tempo de uso; entre os dispositivos analisados com mais de 50.000 horas de uso, alguns demonstram um comportamento equivalente ao de monitores secund´arios. O acompanhamento da evolu¸c˜ao temporal do uso de um dispositivo no radiodiagn´ostico ´e importante, para que se evite erros no diagn´ostico m´edico. N˜ao s´o os dispositivos de maior resolu¸c˜ao s˜ao adequados para laudos em radiodiagn ´ostico, mas tamb´em aqueles com menor resolu¸c˜ao, desde que seus parˆametros de exibi¸c˜ao de imagem estejam de acordo com as recomenda¸c˜oes de controle de qualidade

Abstract The purpose of this study was to investigate the quality of displays at radiology departments and healthcare centers, viewing conditions, quality control practices and user experiences of viewing radiological images from displays during 2007. The study aimed to provide guidelines to improving the quality of image viewing from displays and viewing conditions in healthcare. The data was gathered from radiology departments at university hospitals in Finland and healthcare centers in the treatment area of responsibility of the Oulu University Hospital. Display technology, quality control practices and users experiences of viewing were determined using questionnaires. Technical measurements were performed in order to acquire information on displays performance and viewing conditions. In addition, observation was used to evaluate viewing conditions. Almost all displays at radiological departments were applicable for diagnostics. At healthcare centers all displays were inapplicable for diagnostics. Both organization groups had displays using obsolete cathode ray tube technology and these displays did not pass current acceptance criteria. Most radiology departments had viewing conditions which were compatible with existing guidelines, whereas at healthcare centers lighting conditions were too bright for viewing radiological images from displays. Acceptance testing was done only for few of the displays and quality control was not performed regularly. Personnel responsible for quality assurance felt they were provided with inadequate resources for performing display quality control. Clinicians at healthcare centers did not identify the poor performance of displays. Radiologists and clinicians at healthcare centers rarely performed quality assurance for displays. The quality of displays, viewing conditions and the assessment of display performance at healthcare organizations was not at the level required by the existing guidelines. Both the cathode ray tube displays and uncalibrated liquid crystal displays should either be replaced with new ones or calibrated. Lighting and positioning of displays ought to be rearranged in order to diminish reflections. Furthermore, doctors ought to be able to rearrange lighting conditions with ease. More resources ought to be directed to display quality control and different quality control practices should be unified. Both the users and the quality control personnel should also be provided with more training in display quality control. Regular display quality control should be extended to all healthcare organizations. Clinicians working at healthcare centers should be provided with adequate training in the use of image viewing software. / Tiivistelmä Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää vuoden 2007 aikana radiologisten yksiköiden ja terveyskeskusten radiologisten kuvien katseluun tarkoitettujen näyttöjen laatu, kuvankatseluolosuhteet ja laadunvalvontakäytännöt sekä käyttäjien kokemuksia röntgenkuvien katselusta näytöiltä. Tutkimuksen tavoitteena oli antaa toimenpide-ehdotuksia kuvankatselun ja kuvankatseluolosuhteiden kehittämiseksi terveydenhuollossa. Aineisto muodostui otoksesta viiden yliopistollisen sairaalan radiologisista yksiköistä ja Oulun yliopistollisen sairaalan erityisvastuualueen terveyskeskuksista. Näyttöjen laitekanta, laadunvalvontakäytännöt ja lääkäreiden kokemuksia näyttötyöskentelystä selvitettiin kyselyllä. Mittausten ja havainnoinnin avulla saatiin tietoa näyttöjen suorituskyvystä ja kuvankatselutilojen valaistusolosuhteista. Radiologisten yksiköiden näytöt olivat teknisesti pääosin radiologisista kuvista tehtävään diagnostiikkaan soveltuvia. Terveyskeskuksissa käytettiin näyttöjä, jotka eivät soveltuneet diagnostiikkaan. Molemmissa ryhmissä poistuvaan katodisadeputkitekniikkaan perustuvia näyttöjä oli vielä käytössä, eikä yksikään mitatuista näytöistä saavuttanut hyväksyttävyyskriteereitä kaikkien suorituskyvyn mittaustulosten osalta. Suurimmassa osassa radiologisten yksiköiden työpisteissä huoneen valaistus oli suositusten mukainen, kun taas terveyskeskuksissa huoneiden valaistus oli liian voimakas radiologisten kuvien katseluun käytetyillä näytöillä. Vastaanottotarkastus oli tehty vain pienelle osalle näytöistä ja säännöllistä laadunvalvontaa tehtiin näytöille vähän. Laadunvalvojat kokivat resurssit riittämättömiksi näyttöjen laadunvalvontaan. Terveyskeskuslääkärit eivät itse tunnistaneet näytön huonoa suorituskykyä. Radiologit ja terveyskeskuslääkärit tekivät laadunvalvontaa käyttämilleen näytöille hyvin vähän. Tutkimuksen kohteena olleissa radiologisissa yksiköissä ja terveyskeskuksissa röntgenkuvien katseluun tarkoitettujen näyttöjen laatu, valaistusolosuhteet ja laadunvalvonta eivät vastanneet suosituksia. Katodisädeputkinäytöt ja kalibroimattomat nestekidenäytöt tulisi vaihtaa uusiin tai kalibroida. Valaistusta ja näyttöjen sijoittelua tulisi muuttaa heijastusten vähentämiseksi. Lisäksi lääkärillä tulisi olla mahdollisuus muuttaa valaistusta helposti. Näyttöjen laadunvalvontaan tulisi saada enemmän resursseja, laadunvalvontakäytännöt tulisi yhtenäistää ja käyttäjille sekä laadunvalvojille tulisi antaa lisää koulutusta näyttöjen laadunvalvontaan. Säännöllinen näyttöjen laadunvalvonta tulisi ulottaa kaikkiin terveydenhuollon organisaatioihin. Terveyskeskuslääkäreille tulisi antaa koulutusta kuvankatseluohjelmien käyttöön.