Proposal for computer-aided diagnosis based on ultrasound images of the kidney: is it possible to compare shades of gray among such images? / Proposição de um diagnóstico auxiliado por computador de imagem renal ultrassonográfica: é possível comparar tons de cinza das imagens ultrassonográficas renais?

ABSTRACT

Abstract Objective: To compare ultrasound images of the kidney obtained, randomly or in a controlled manner (standardizing the physical aspects of the ultrasound system), by various professionals and with different devices. Materials and Methods: We evaluated a total of 919 images of kidneys, obtained by five professionals using two types of ultrasound systems, in 24 patients. The images were categorized into four types, by how they were acquired and processed. We compared the gray-scale median and different gray-scale ranges representative of virtual histological tissues. Results: There were statistically significant differences among the five professionals, regardless of the type of ultrasound system employed, in terms of the gray-scale medians for the images obtained (p < 2.2e-16). Analyzing the four categories of images-a totally random image (without any standardization); a standardized image (with fixed values for gain, time gain control, and dynamic range); a normalized version of the random image; and a normalized version of the standardized image-we determined that the random image, even after normalization, differed quite significantly among the professionals (p = 0.006098). The analysis of the normalized version of the standardized image did not differ significantly among the professionals (p = 0.7319). Conclusion: Our findings indicate that a gray-scale analysis of ultrasound images of the kidney performs better when the image acquisition process is standardized and the images undergo a process of normalization.

RESUMO

Resumo Objetivo: Comparar imagens renais ultrassonográficas obtidas de maneira aleatória e controlada (padronizando fatores físicos do aparelho de ultrassom) por diferentes profissionais e aparelhos. Materiais e Métodos: Foram obtidos quatro tipos de imagens, de acordo com sua aquisição e processamento por cinco profissionais e dois tipos de aparelhos de ultrassonografia, em 24 pacientes, totalizando 919 imagens. Comparamos a mediana de escala de cinza e diferentes intervalos de tons de cinza representantes de tecidos histológicos virtuais. Resultados: As medianas de escala de cinza de imagens renais obtidas por dois tipos de aparelhos foram estatisticamente diferentes (p < 2.2e-16). Analisando os quatro tipos de imagens, partindo de uma totalmente aleatória (sem qualquer padronização), uma padronizada (fixado o ganho, time gain control e dynamic range), e essas duas passando por um processo de normatização, obteve-se que a imagem aleatória é totalmente diversa entre os profissionais (p = 0,006098), mesmo passando pelo processo de normatização. A imagem padronizada, após passar pelo processo de normatização, apresentou resultados equivalentes, não possuindo diferença estatística (p = 0,7319). Conclusão: Constatou-se que na análise de tons de cinza deve-se usar um mesmo tipo de máquina e uma imagem em que sejam padronizados aspectos físicos, passando por um processo de normatização/padronização.