【doc】医学影像显示器的调试方法探讨

【doc】医学影像显示器的调试方法探讨 医学影像显示器的调试方法探讨 中国堡学装备2005年8月第2卷第8期ChinaMedicalEquipment2005AugustVoL2NO.8 医学影像显示器的调试方法探讨 ExplorationintothemethodsofmedicalImageMonitorAdjustment 张兆臣,鲁雯,祝远忠 (泰山医学院,山东泰安271016) [文章编号]1672—8270(2005)08—47—03[中图分类号]R318[文献标识码]A 47 【技术交流】 【摘要】探讨了医学影像显示器的调试方法.近年来,一方面是CT,MRI,超声(us),数字X线摄影等成 像系统实现了直接数字化,另一方面则是放射科信息系统(RIS)和医院信息系统(HIS)的网络化,并联成了医学 影像存储与传输系统(PACS),从而使医学影像的诊断方式发生了根本性变革,影像显示器已经成为必备的识 读设备,然而,并非所有显示器都能满足临床识读要求.而显示器的性能又将对识读结果产生直接的影响.本 文利用OSD和显示器测试软件对影像显示器性能参数进行调试,请 3位资深的影像诊断医师,在同一环境照 度下,对不同的显示器参数对体模影像进行识读,绘制ROC曲线, 求得Az面积,依此取得影像显示器的 最佳状态. 【关键词】影像显示器;影像识读;显示器调试;ROC曲线;显示器性 能参数 Abstract:Thearticleistoexplorethemethodsofmedicalimagingmonitoradjustment.Inrecentyears,thedigitizedimaging systemsofCT,MRI,USanddigitalX—rayandthenetworkofradiologyinfor mationststem(RIS)andhospitalinformationsystem (HIS)havebeencombinedintothepicturearehivingandcommunicationsystem(PACs).Asaresdt,radicalchangeshavetaken placeinthediagnosticmodesofmedicalimaging,andtheimagingmonitorhasbecomethenecessaryreadingapparatus.Howeve~ notallthemonitorshavemettherequirmentofclinicalreading,andthethierperformancedirectlyaffectsthereadingresults.In thisarticle,OSD(OnscreenDisplay)andmonitortestingsoftwarewereusedtoadjusttheparametersofimagingmonitor,andthree veteranmedicalimagingdiagnosticianswereinvitedtomaketheimagereadingsofthestandardphantom,drawtheROC(Receiver OperatingCharacteristic)curveandcalculatetheAzareaunderthesalneilluminationenvironmentandindifferentperformance parametersofmonitorsSOthattheoptimalstateofthemonitorcouldbeachiev ed. Keywords:Imagingmonitor,Imagereading,Monitoradjustment,ROCcurv e,performanceparametersofmonitor (上接46页) 标准,对HIS不具体规定用那一家的产品.这无疑是充 分认识到HIS的复杂性,也是通过市场竞争法则来保护 医院的长远利益的明智做法. 但HIS供应商多,实力和技术水平参差不齐,有很 多公司是做了一家医院就以为可以推而广之;有的是做 计算机硬件的公司,用一些廉价软件滥竽充数,不管软 件服务.做一家医院就跑掉;有的公司以为开发HIS是 只要有计算机编程的人员可以做好的一般软件,与医院 联合开发.医院不惜投入重金和人力,但一,两年都不能 运行,甚至完全失败.这些例子是很多的. 好的HIS供应商应有以下特点: 1.公司的专业化强.最好是专门从事HIS的公司; 2.公司既有计算机专业人员又有医院管理方面的专家; 3.有优秀软件的版权,有能力开发和修改HIS软件; 4.HIS软件已经过一年以上时间使用和若干医院实 践检验.已证明公司及其软件和服务是稳定可靠的. 5院长重视是关键 HIS的实施是系统工程,又是”一把手”工程.设备 的投资,人才的培养,规划的制订,流程的重组,部门的 协调,任务的分工等方面都需要领导的决策和支持.如 果院长不亲自组织和挂帅,就不能保障资金及时到位和 建设工作的全面开展,系统的正常运行就要受影响甚至 搁浅.因此,院长重视也是HIS实施成功的关键. (收稿日期:2005—06—17) 垦备2005年8月第2卷第8期ChinaMedicalEquipment2005Au印stv01.2NO.8 1引言 医学影像已经成为现代临床医学诊断的重要辅助 手段,近年来,影像医学数字化进程加快:一方面CT, MRI,超声(us),数字X线摄影等成像系统实现了直接数 字化.另一方面放射科信息系统(radiologicalinformation system.RIS)和医院信息系统(hospitalinformationsystem, HlS1的网络化.并联成了医学影像存储与传输系统 (picturearchivingandcommunicationsystem,PACS).这些 先进技术使得”软读片”成为可能.从而使医学影像的诊 断方式发生了根本性变革.作为显示终端,显示器无疑 具有关键性的作用.然而,由于影像诊断的特殊性,并非 所有显示器都能满足临床识读要求.而显示器的性能又 将对识读结果产生直接的影响,特别是在实践中,有些 甚至采用普通的,非专业用的微机监视器识读图像,若 不能充分发挥显示器的性能,较难保证诊断质量,会严 重影响到现代大型数字影像设备功能的发挥.且正确安 装和调节影像显示器不仅可以大大增加显示器的使用 寿命.减轻视觉的伤害. 2影像显示器的安装调试方法 2.1影像显示器的安装及要求 影像显示器的摆放,驱动程序的正确安装以及各性 能参数的正确调节会对显示器的使用效果带来相当大 影响. 2.1.1影像显示器的安装 显示器的物理安装主要是指调整显示器的摆放位 置,高低和屏幕仰俯角度等.应避免反光;为符合人体生 理学原理.最好能做到让眼睛注视显示器是自然向下. 驱动程序的正确安装.若不进行安装而让操作系统 自动安装一个驱动程序,显示器也能够正常使用,但只 有正确安装驱动程序以后.系统才会调整”显示属性”中 显示器的设置范围,使其可以充分发挥各方面的性能. 并防止显示器所不能承受的分辨率和刷新率的出现. 2.1.2影像显示器的要求 影像识读是临床医师进行主观判断的心理反应,影 像显示器必须充分显示医学图像的信息,才能对影像作 出正确的判断,得出正确的诊断结论,因此要求医学影 像显示器合理安装后,还要不使医师疲劳,这就需要正 确调节显示器的性能:一是无几何失真;二是对比度,亮 度适中.色温调节到5000K或6300K;三是分辨率在 1024X768以上.刷新率85Hz以上;再就是聚焦良好,无 摩尔条纹,抖动等. 2.2影像显示器常用的调试工具 影像显示器常用的调试工具有以下几种,一是影像 设备生产厂家开发的工具;二是显示器本身所带的OSD (OnscreenDisplay)菜单;三是显示器测试软件.目前常 用的测试软件有PassMarkMonitorTest,Nokia公司开发 的NokiaMonitorTest,DisplayerMate,DisplayerX等. 2.3影像显示器调节方法 为了使影像显示器(CRT或LCD)的工作状态接近理 想状态,充分显示医学影像的细节.无论用何种工具.调 节的功能主要包括几何失真(Geometry包括尺寸,枕形失 真,梯形失真,平行四边形失真,角枕形失真等),亮度与 对比度(Brightnessandcontrast),色温(Colortemperature), 色彩(Colors),收敛(Convergence),聚焦(Focus),分辨率 (Resolution),水波纹(摩尔纹Moire),文本清晰度 (Readability),抖动(Jitter),LCD余灰测试等.下面就主要 的参数调节方法进行介绍. 2.3.1几何失真用以衡量图像的几何失真度,可用显 示器测试软件或OSD菜单进行调节.调节时看一下四个 角上和中间的圆形是否为正圆.还要看屏幕上的方块是 否是正方形,如果不是,就要进行调节,直至准确为止. 2.3.2亮度与对比度来用设定屏幕的光线输出.对 CRT来说,可以通过测试对显示器进行设置,使其看起 来更舒服;LCD则可以通过这两项测试直接得知显示器 的性能,因为劣质LCD的亮度和对比度都比较差. 2-3.3色温调节在屏幕的规格中.有一项是白点色 温.屏幕的色温定义了白色中,三原色的比例,而每个原 色在依据显示的需求.加以细分.在全彩显示的模式下, 每个种色光就再细分成255等分.而计算机的影像文件 所记录的,就是这些色光细分后的大小.因此白色定义 出来之后,所有色彩才可以定义出来.白色的定义改变, 所有的色彩都会跟着变.色温不同的显示器底色也不 同,色温对人的眼睛,图像的视觉效果的有着潜移默化 的影响,选择适合的色温会减轻疲劳,提高工作效率,反 之则会让临床医师变的焦躁.常见的色温有500oK, 6500K,9300K三档.常用5000K或6500K. 2.3-4收敛收敛指的是显示器在屏幕上正确排列一 幅图片中红,绿,蓝成分的能力.显像管上显示的图像都 是由一个个独立的亮点组成的,红,绿,蓝色线条重合在 一 起形成白色,如果图像没有收敛错误,三色线条会重 合组成白色,即三束电子束能准确地打击到一个荧光点 上.否则说明有收敛错误,三种不同能量电子,撞击到不 同的位置上,位置的差异愈大,具体表现为字符边缘出 现色晕. 2-3.5聚焦调节聚焦能力反映了显像管发射的电子 束的集中程度.图像是由扫过屏幕的电子束组成的,聚 中国医学装备2005年8月第2卷第8期ChinaMedicalEquipment2005AugustVo1.2NO.8 焦好的显示器其电子束能准确地投射到显示器的荧光 层,显示器的亮点细而集中,在屏幕上各个地方出现的 图像都不会有模糊现象.差的则表现为边缘发散.由此 形成的字符,图像也很模糊.可以试着先在OSD菜单中 进行聚焦调节.往往会看到显示质量明显改善. 2.3.5设置分辨率和刷新率分辨率越高,同样屏幕面 积显示的图像信息就越多,而画面和字符的显示尺寸就 会越小,在高分辨率下,如果屏幕刷新率不够高,图像闪 烁和抖动就会很严重.使用者的眼睛就会很快疲劳,这 就是我们在使用过一段时间的电脑后眼睛酸痛,头晕目 眩感觉的原因之一.按照国际标准,75HZ应该是目前显 示器的最低刷新率要求,而85HZ或更高的刷新率是推 荐使用的刷新率.可以在windows中右击桌面一>属性 一 >设置.来完成显示器分辨率的设置. 2.3.6摩尔纹调节摩尔纹(y-称水波纹)是指在显示规 则状的影像时,所产生的光学干涉现象,它是由显示器 荫罩和显示模式分辨率的干扰引起的,它与地球磁场有 关.聚焦好的显示器往往容易产生水波纹.大屏幕显示 器在显示大面积相同色彩的画面时,经常会出现色彩的 波浪状条纹.很影响视觉效果.在OSD菜单中大都内置 了消除摩尔纹的功能.只需要调出响应菜单,在水平和 49 垂直方向上进行摩尔纹调整,就可以大大减轻甚至完全 消除摩尔纹 2.3.7文本清晰度用于调节显示器在字符显示模式下 的显示清晰度.它是以6—13Arial字体点阵显示字符分 级排列.一般质量很好的17英寸纯平显示器.6点阵的 字符也可以清晰地显示出来.如果只能正常显示到8点 阵字符的话,说明该显示器的字符显示效果不佳.当然. 它跟显示器的聚焦,水波纹以及对比度,亮度都有关系. 3讨论 3.1随着数字化医学成像设备的发展.医学影像显示器 以成为必备的识读设备,其性能直接影响着识读效果, 因此必须进行适当的调节. 3.2在环境照度为70L)【.影像显示器分辨率为 1024X768,刷新频率85Hz,色温为630oK,亮度分别为 0cd/m2,34ed/m2,68cd/m和100cd/m下,请3位资深 的影像诊断医师.标准体模影像进行识读,绘制ROC曲 线(in图1,A,B,C,D分别为34cd/m2,68cd/m2.0cd/m2和 100cd/m的ROC曲线),求时ROC的Az分别为0.8771, 0.8230,0.7941和0.7120.由此可见影像显示器的性能对 诊断有着重要的影响. 3.3影像显示器性能参数值的调节与识读环境照度密 图ROC曲线示意图 切相关.因此在调节显示器性能参数时要将识读环境考 虑不在内.才能充分发挥显示器的作用. 参考文献 『11袁聿得,谢晋东,王昌元.加强对显示器诊断影像评价 的研究.中华放射学杂志,2004,38(4):343—344 『21王先运,孙勇,刘惠琴,等.显示器亮度对诊断质量的 影响.中华放射学杂志,2003,37(6):556—559. 『31宋少娟,李清军,王书敏,等.环境照度对显示器视度 CR影像信息的影响.中国医学影像技术,2003,19(2): 233-235. 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