Design of a 32` Color TFT LCD PACS Monitor and its clinical evaluation through ROC analysis

Abstract

Dijital radyolojinin en önemli adımlarından biri, imajın fiziksel bir medya üzerinden, ışık ve renk değişimi şeklinde radyoloğa ulaştırılmasıdır. Görsel sonuçları incelemek için genellikle bir medikal LCD monitor kullanılmaktadır. Medikal Monitörlerin ana problemi ise yüksek maliyetli olmalarıdır. Bu çalışmanın ilk amacı, maliyet avantajı sağlayacak ve medical LCD monitörlere eşlenik bir 32 LCD PACS Monitör tasarlamaktır. İkinci amaç ise mevcut bir medical monitor ile yeni monitör arasında, görüntü kalitesi açısından kayda değer bir fark olmadığı hipotezini test etmektir.Tasarımın onaylanmasından sonra, bir bilimsel çalışmada kullanılmış ve haklarındaki bulgular kesin olarak bilinen 60 dijital röntgen elde edilmiştir. Acıbadem Hastanesi Radyoloji bölümünden üç tecrübeli radyolog, bu röntgenleri bir Siemens medikal monitorde ve yeni 32 tasarımda incelemişlerdir. Radyologların performansını kontrol etmek için, monitör-radyolog eşleşme sonuçları, ROC (Receiver Operating Characteristic) eğrisi kullanılarak istatistiksel olarak değerlendirilmiştir. Her ROC eğrisinin altında kalan alan (AUC), röntgenlerdeki akciğer nodüllerini tespit etmek için ana parametre olarak alınmıştır. %95 güven aralığıyla, monitörlerin aralarında kayda değer bir fark olup olmadığı istatistiksel olarak test edilmiştir. Siemens monitörde AUC değerleri, radyolog 1, 2 ve 3 için sırasıyla, 0.634, 0.703 ve 0.755 olarak hesaplanmıştır. 32 tasarım için ise AUC değerleri, aynı sırayla 0.811, 0.746 ve 0.811'dir. İlk radyoloğun değerlendirmesinde, 32 tasarım istatistiksel olarak Siemens monitöre göre daha üstün performans göstermiştir. Diğer radyologların değerlendirmelerinde, AUC değerleri yeni tasarım lehine olmakla beraber, istatistiksel olarak kayda değer bir fark bulunamamıştır.Sonuç olarak, yeni 32? tasarımın, verilerinde kayba sebep olmaksızın, teşhis amaçlı bir PACS monitörü olarak kullanılabilmesi mümkündür..Anahtar sözcükler: PACS Monitör, ROC eğrisi, AUC, Acıbadem Hastanesi

One of the most important stages in digital radiology process is the transfer of the image to the observer, as the variations in light and color from a physical display. The common practice in observing these visual results is to use a medical grade LCD monitor. The main problem with medical grade monitors is their high cost. First objective of the study was to design a 32 LCD PACS monitor to be as compatible as possible to a medical grade LCD monitor with a remarkable cost advantage. The second was to test the hypothesis for a significant difference between a medical grade LCD monitor and the designed one in terms of diagnostic image quality.After the design?s validation, 60 digital radiographs with definite findings were obtained in cooperation with the authors of a previous study. Three experienced radiologists from Acıbadem Hospital examined these radiographs both on a medical grade Siemens branded LCD monitor and on the 32 design. To check observers? performance, the receiver operating characteristic (ROC) curves for all monitor-reader cases were statistically compared by using the same content and observers. The area under curve (AUC) of each ROC curve was used as a metric for detecting lung modules in the radiographs. With 95% confidence interval, the hypothesis was tested for a significant statistical difference between the related monitors. AUC for Siemens monitor for observer 1, 2 and 3 were calculated as 0.634, 0.703 and 0.755 respectively. AUC for 32 design were 0.811, 0.746 and 0.811 For observer 1, the 32design showed superior performance. For observer 2 and 3, Though AUC was far better on behalf of the new design, no significant statistical difference could be proven.As a result, it is possible to implement the new 32? design as a PACS monitor for medical diagnosis purposes without sacrificing any diagnostic value.Keywords: PACS Monitor, ROC curve, AUC, Acıbadem Hospital