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PACS图像显示的质量控制

[日期:2018-01-03]   来源:河北省临床医学工程学会  阅读: 0[收藏本站]
PACS图像显示的质量控制
韩雪  孙飞  韩闽生
(河北大学附属医院放射科  保定  071000)
 
一、医院网路概况
2004年医院使用众邦公司HIS,2005年放射科开始使用柯达PACS,2008年医院开始建设全院PACS。随着PACS的发展,科室使用医用专业显示器的数量也日益增多,对显示器的质量控制也越来越重视。
二、显示器性能参量对图像质量的影响
显示器性能参数主要包括:亮度、 响应时间、分辨率、灰阶、对比度、失真、伪影、表面清洁度等。
1、亮度
人眼进行图像分辨的主要参数为:①物体与背景的亮度差;②人眼检测细节的能力(即视觉灵敏度)。
显示器亮度的变化对低密度片的影响小,对高密度片的影响大,亮度随密度的增大而迅速衰减;显示器在高亮度状态比低亮度状态下的动态范围    宽,更有利于临床阅片;对高密度X线片影像作出诊断时,作进一步的处理(如调节窗宽、窗位等),以保证诊断质量。
医用显示器最大亮度800-600 cd/M2,普通显示器亮度200-350 cd/M2,显示器亮度都会随着时间而衰减。医用显示器DICOM校正后,亮度在400-500cd/M2,并保证在3-5万小时恒定不变。
2、响应时间
响应时间指的是液晶显示器对输入信号的反应速度,即由暗转亮或由亮转暗的反应时间。响应时一般说来分为两个部分上升时间下降时间。
显示器亮度传感器,侦测开机时的亮度,若亮度未达标准, 则提高灯管电源电压, 使显示器在30秒内达到预设亮度,保证医生的诊断要求,在待机时启动屏幕保护, 延长显示器寿命。静态影像对显示器响应时间无过高要求。但动态影像对响应时间要求在25ms以下,克服人眼存在视觉残留的现象。
3、分辨率
显示器的分辨率是影响图像识读质量最重要的因素,分辨率是指单位面积显示像素的数量,分辨率与图像的分辨率有很密切的关系。
采用低分辨率显示高分辨率图像,或采用放大显示局部图像,通过像素插值计算,导致信噪比降低,图像失真。
对显示器分辨率的要求:乳房照相至少(4096x4096×12)bit;对于微钙化灶簇或对比度低的乳腺肿瘤要求高达(6144×6144×12)bit;X线胸片或DR/CR 至少(2048 X2048×12)bit;观察气胸和肺间质异常或骨骼的细微裂  纹则需要(4096×4096×12)bit;CT和MRI为(512 X 512×12)bit;血管造影(静态像)(1024 X1024×8)bit;B超(冻结像)(512×512×8)bit;核医学(256×256×8)bit。 
3、光照度
阅片室的光照度——环境照度(IRR)对图像识读非常重要。IRR的光线干扰使显示器图像对比度降低,使识读者获得的影像信息减少,而且不同的IRR,从显示器上获得的图像信息量及图像对比度降低的程度也不同。在100Lux的条件下识读时获得的影像信息量最大。
三、图像显示质量控制
显示器的质量由亮度,灰度和亮度均匀性决定,这些特性会随时间的流逝而衰减。为了保证图像质量,对显示器的质量控制十分主要。
1、DICOM校正
DICOM给出了显示系统校正到GSDF的方法,灰度标准显示函数(GSDF)目的是医学图像传输到任意地点,在任一DICOM兼容的显示设备上,图像能够以一致的灰度表现得到表达。DICOM给出了每个JND级别对应的亮度值,JND级别与亮度是一个非线性的函数关系,而JND级别与人眼感知是线性关系。
医用显示器配套有校正软件,进行显示器的校正,以保证显示影像符合DICOM的要求。远程管理软件,为具有相当规模的PACS系统进行显示器的管理、测试,通过网络管理全院的医用显示器。
检验显示系统是否符合DICOM显示函数可用SMPTE测试图。图案中有两个小方块,一个是100%的白色中间有一个95%的白方块。另一个是0%的白色(全黑)中间是一个5%白色的方块。显示器能同时很清楚的显示中间的小方块。目视检测5%及95%两个小方块,若均能清晰显示,表示显示系统的亮度及对比度符合质控要求。
彩色显示器和没有DICOM显示函数校准的黑白显示器,无法很清楚的显示5%及95%这两个小方块。若有病灶正好处于此处的灰阶位置时,很容易漏诊断。
2、分辨率测试
目视检测SMPTE测试图四角和中心位置,若清晰分辨出所有黑白条纹,没有重叠、变形,则显示器的分辨率和失真度符合质控要求。
3、亮度恒定
医用显示器的亮度会随着时间而衰减。在PACS系统中,显示器使用时间不同,亮度不相同,在显示灰阶影像时不能达到一致性的效果。显示器必须要做亮度及灰阶的校正, 以保证显示器的一致性。显示器传感器侦测显示器的亮度变化而自动调整,使显示器能保持亮度稳定,使不同的显示器具有相同的亮度和灰阶表达。通过传感器电路对显示器的亮度进行恒定亮度控制,达到显示器的一致性和整体性。 
4、几何失真测试
几何失真包括线性失真和非线性失真。几何失真导致屏幕图像变形,从而影响诊断。几何失真测试采用AAPM TG18-QC(美国医学物理师协会第18工作组)测试图。将AAPM TG18-QC测试图放大至整个显示区域,先目测检验测试图是否在显示器中央以及测试图的边线可见并是直线。测量图中4个正方形信号区及整个信号区的水平边与垂直边的长度。单个正方形信号区的水平边与垂直边长度差别不能超过2%,所有水平边之间或垂直边之间长度差别也不能超过2%。
TG18测试图来评价显示设备的功效,包括:反射、几何失真、亮度、分辨率、噪声、闪烁、色度、伪影等特性的测试,提供了定量测试和视觉测试两种方法。TG18强调医学图像显示质量控制应该成为医疗影像技术业务的日常工作之一,并详细定义了医用显示设备初始安装、每天、每月、每年医学图像显示质量控制所必须完成的评测内容、方法和必须达到的指标以及针对评测结果建议的操作。
5、表面清洁度
显示器屏幕上的灰尘、指印、墨水及笔痕等都将影响工作站的显示性能。屏幕上的各种脏物会降低显示器的亮度输出,亮度减少最多可达10%。显示器屏幕必须定期清理干净,清洁时要用专用的清洁液和软布。小心地从屏幕中心向外擦拭。不能用酒精之类的化学溶液或者粗糙的布、纸之类的物品来擦拭显示屏,以免损害显示器表面防反光及眩光的特殊涂层,进而降低图像中目标的对比度。 
6、周围光线
要求无直接光线反射到显示器屏幕上,确认显示器屏幕没有直接光引起的反射,确认周围的照明不会在显示器屏幕上引起反射,调整照明,关闭桌上台灯,拉上窗帘等,采取的措施要保证有效。
7、电源管理
为了长期的稳定状态下使用,延缓老化,延长使用寿命。降低亮度设定值,离开不使用时关闭电源,设置显示器节电功能。
总之,建立显示器质量控制体系,了解显示器质控的必要性,管理显示器电源的重要性,日常监控和定期检测校正,灵活使用厂家提供的质量控制管理工具。
 
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