如何选择医疗级显示器PPT课件

如何选择医疗级显示器医疗影像事业处 中国培训 2009年5月KennyHsu亚太区客户服务经理 医疗影像趋势 视觉革命技术提升医疗影像新模式如何为不同医疗影像选择显示器 视觉革命正如火如荼 计算与通信 视觉革命正如火如荼 摄影与设计 视觉革命正如火如荼 电影与娱乐 视觉革命正如火如荼 艺术与广告 视觉革命正如火如荼 媒体与广电 视觉革命正如火如荼 内容分发与管理 视觉革命正如火如荼 医疗行业 驱动的技术 处理器能力 powerofprocessors source IntelCorporation 驱动的技术 图像处理器能力 source nVidiaCorporation EvolutionofGPUpower 2004to2014 驱动的技术 断层扫瞄仪 source GaryGlazer DepartmentofRadiology StanfordUniversity EvolutionofCTslices 1990to2010 驱动的技术 硬件更快的扫描仪更强大的工作站更佳显示器网络更快连接高速网络存储更便宜更少不动产更可靠软件新操作系统更佳渲染算法更直观的用户界面 医学专家在读片时的需求速度精确度信心度 软件与硬件是重要关键 这将引领我们走向何方 影像新模式量更多图像更高分辨率更多细微图像特征查看从有胶片到无胶片从2D 胶片 到3D MIP MPR VR等 甚至更远 4D 医疗影像正演进发展 转向彩色显示器3D重构MR功能影像关联FDG 去养葡萄糖 的PET CT 彩色重叠 多普勒超声波核医学CAD 计算机辅助诊断 转向多模态显示器 PACS工作站用于可视化多种模态 CR DR CT MR PET X光乳房成像 放射医学和PACS逐渐与其他颜色关键 学科 融合 病理学 内窥镜检查学 皮肤病学 更广泛地使用医疗显示器 将RIS PACS集成进EMR 电子病历 系统需要新影像产品 如何为不同医疗影像选择显示器 一台显示器可适用于全部影像吗选择显示器时有什么规格 2560 x2048 5MP Coronis5MPNio5MP2048x1536 3MP Coronis3MPNio3MP1600 x1200 2MP Coronis2MPNio2MPCID2MPcolor1280 x1024 1MP CID1MPcolor 该选择何种显示器 2560 x2048 5MP LCD Mammo 该选择何种显示器 MammoCoronis5MPMammoNio5MP 医疗显示器选择问题 家用级还是医疗级 CRT还是LCD Mammo应该使用多少分像素 1 2 3 5百万像素 对比度该如何 多少bit灰阶 8 10 12 bit 单色还是彩色显示屏 PDA可以用来看影像吗 环境光状况该如何 医疗级显示器有检测标准吗 Dr EhsanSamei在RSNA2006的研究报告 选择医疗级显示屏的重要参数 亮度对比度可视角灰阶范围影像质量的一致性整个显示屏画面的亮度均匀性色度DICOM校准医疗规范配置与质量控制 分辨率 ACR NEMA标准 DICOM设备指南涉及用于正式阅片渲染的两类基本电子放射技术 小矩阵 CT或MR数据集应提供全分辨率数据 一般512x512分辨率 至少8 bit色深 以便进行处理 操作和后续工作 大矩阵 CR或DR应采集至少支持10 bit色深及2 5lp mm空间分辨率的数据 ACR 美国放射学会 NEMA 美国电气制造商协会 显示器规范 Coronis6MPfusionis2 506lp mm 重塑PACS显示器格局 PACSbasedimagingsegment Displaytypes Legend typicallyused notuseableNA notapplicable Portrait 适合哪种类型 Greyscale Mammo 乳房 Skeletal 骨骼 Thorax 胸片 Rad 数字X光 DFR 数字透视 Angio 血管 CT MR 断层 磁震 Greyscale Greyscale Color Greyscale Color Greyscale Color Greyscale Portrait Landscape Portrait Portrait Landscape Landscape Landscape Landscape Portrait Landscape 2560X2048 2048x1536 2048x1536 2048x1536 1248x1024 1248X1024 1600X1200 Min Resolution 2 2 2 2 1 2 2 4 No ofDisplay Greyscale Greyscale 我们推荐哪种类型 Mammo 乳房 Skeletal 骨骼 Thorax 胸片 Rad 数字X光 DFR 数字透视 Angio 血管 CT MR 断层 磁震 Color2MP Grayscale2MP Color4MPFusion RecommendBarcoProduct 2 2 2 2 1 2 2 4 No ofDisplay Color2MP Grayscale2MP Color4MPFusion Color2MP Grayscale2MP Color4MPFusion Grayscale3MP Color6MPFusion Mammo5MP Grayscale Grayscale3MP Color6MPFusion Grayscale3MP Color6MPFusion 分辨率对比度可视角灰阶范围影像质量的一致性整个显示屏画面的亮度均匀性色度DICOM校准医疗规范配置与质量控制 亮度 选择医疗级显示屏的重要参数 整个显示器生命周期内保持恒定亮度 800cd m2200hours 最大亮度与使用寿命之关系 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 1 10 100 1000 10000 100000 背光寿命 小时 Luminance 资料来源 LCD面板供货商 亮度 家用级显示器一般具有250 300cd m2最大亮度 因而DICOM校准显示器亮度为125 150cd m2医疗级显示器具有更高亮度 按照DICOM3 14规范 正常校准亮度为400 500cd m2 因而人眼可察觉更大范围的灰阶结果 在医疗显示器上更容易检测细微病变 放射科医师可以更快速地进行诊断医疗显示器在整个显示器生命周期内保持恒定亮度和图像质量 DICOM灰阶显示格式 显示器亮度值 cd m2 JND灯箱 1000 800CRT显示器300 600 650 BARCOMGD521 withP104CRT LCD显示器500 700750 BARCOMFGD5421 家用级显示器60 250400 亮度vsJND 通常 厂商的亮度是引用最大显示亮度 然而 这种设置并不是通常使用的显示器设置 标准情况下 制造商该建议较低的标准设置 使显示器在符合标准的使用条件下得到最长寿命 亮度 对供货商该有的疑问 最大亮度是多少 建议使用亮度是多少 分辨率亮度可视角灰阶范围影像质量的一致性整个显示屏画面的亮度均匀性色度DICOM校准医疗规范配置与质量控制 对比度 选择医疗级显示屏的重要参数 对比度 校准亮度 环境光对比度 最低亮度 环境光对比度是受校准后的使用亮度影响 而非最高亮度 环境光补偿对于对比度很重要 高对比度显示器可呈现更多的DICOMJND 恰可察觉差 DIN要求对比度 100AAPM要求对比度 250 多高亮度足以达到AAPM标准 普通LCD原有全黑亮度为0 5cd m2 对比度900 1 彩色为1 2cd m2 对比度400 1 AR玻璃反射率低于1 时 环境光一般100 150流明 因此大约反射环境光为1 5cd m2L校准亮度 250 AAPM要求对比度 1 5 0 5cd m2 最低亮度 环境光 500cd m2因此 我们建议显示器校准达到500cd m2水平 确保在一般环境光下仍然一直具有诊断级对比度 分辨率亮度对比度灰阶范围影像质量的一致性整个显示屏画面的亮度均匀性色度DICOM校准医疗规范配置与质量控制 可视角 选择医疗级显示屏的重要参数 可视角 3D向量 不同视角下的测量亮度可视角 中央亮度的10 下的可视角 可视角 医疗显示器采用最新LCD技术 最佳视角 1700 大多数医疗工作站都采用多个显示头 因此宽视角对于在每台显示器上查看全部细微图像特征很重要 另一方面 消费级应用很少采用多头配置 因此视角不太重要 分辨率亮度对比度可视角影像质量的一致性整个显示屏画面的亮度均匀性色度DICOM校准医疗规范配置与质量控制 灰阶范围 选择医疗级显示屏的重要参数 灰阶范围 绝大多数家用级显示器的可用灰阶数限于256 8bit AAPM和EUREF指南规定的灰阶范围高于这个水平医疗显示器需要更大灰阶范围 以便显示器渲染DICOM定义的每级灰阶 新显示器提供多达4096级灰阶 12 bit灰阶 ACR 美国放射学会 建议显示控制器至少需要输出10 bit灰阶 1024级灰阶 以便符合DICOM标准 分辨率亮度对比度可视角灰阶范围整个显示屏画面的亮度均匀性色度DICOM校准医疗规范配置与质量控制 影像质量的一致性 选择医疗级显示屏的重要参数 始终如一的图像质量 LCD技术本身造成图像质量不稳定在医疗影像中 需要在多台显示器上长期持续地显示图像医疗显示器在用户开机后立即必須提供诊断置信度 即时诊断置信度 问题 LCD电源启动之后 必须要等一会儿才可能达到全亮度LCD从节能状态恢复时 启动期亦是如此 Standarddisplay Medicaldisplay LCD显示器不稳定的原因 背光灯管老化LCD与背光受温度改变影响偏光板老化变黄 这可能是短时间或长时间的不稳定 LCD与背光受温度改变影响 LCD与背光受温度改变影响 0 3 C 开机过程 背光的温度变化达到20 Cto70 C 消除LCD不稳定性 最佳方法是稳定整体光学组成包含光源 背光 與光调制 LCD Backlightsensor背光稳定器 背光稳定器仅能稳定背光源 I Guard frontsensor前置式光感器 两種传感器技术可消除LCD不稳定性 Frontsensor前置式光感器 背光稳定器 比较不同技术 I Guard BLOS hours NoStabilizer 对使用者有何意义呢 戴尔 DELL 和三星 Samsung 等家用显示器都不适用医疗的应用1 无背光稳定器2 无医疗许可 FDA 3 无本地医疗监管认证4 无校准 仅非内置LUT 整个显示屏画面的亮度均匀性 分辨率亮度对比度可视角灰阶范围影像质量的一致性色度DICOM校准医疗规范配置与质量控制 选择医疗级显示屏的重要参数 亮度均匀性 所有LCD显示器都面临亮度非均匀性挑战 这意味着 图像亮度在显示器的各个不同位置看起来不一样亮 原始LCD非均匀性达25 30 AAPM和EUREF建议医疗影像非均匀性最高为10 差异 一般监视器规格中没有提及均匀性的规范 但医疗监视器的质量要求规格中有提及均匀性的建议规范 AAPM 70 主辅监视器 放射诊断级 诊间级 DIN 85 主监视器 放射诊断级 80 次级监视器 诊间级 Euref 90 数字X光乳房成像显示器 均匀性 LCD非均匀性和噪声问题 目前LCD受困于非均匀性现象 其导致任意不可控图纹 而这些图纹影响医疗影像内容空间噪声原因 背光非均匀性 边角衰减LCD单元公差明显观察的到的LCD固定云雾纹 巴可应对 均匀亮度技术 LUT LuminanceUniformityTechnology Originalmedicalimage Correctedimage sameasorginal 分析显示器空间噪声图纹特征針對每个LCD像素 與每一级的反空间噪声补偿结果 完美的图像特征与在整个画面从中间到四角完全符合DICOM灰阶显示曲线规范 均匀亮度技术 LUT LuminanceUniformityTechnology ULT改善前 ULT改善后 分辨率亮度对比度可视角灰阶范围影像质量的一致性整个显示屏画面的亮度均匀性DICOM校准医疗规范配置与质量控制 色度 选择医疗级显示屏的重要参数 色度 显示器一致色度对于多台显示工作站尤其重要 颜色匹配 colormatching 是彩色和灰阶监视器的重要因素 参考国际照明委员会 CIE 1931标准AAPMTG18报告建议 u v 0 01巴可颜色匹配 colormatching 提供 x y 0 005 CIE 1931标准色度图 颜色匹配 为什么 一些医生抱怨 系统中的2个显示头显示的颜色差异很大 颜色匹配 如何作 为此 我们选择具有相同色温的显示器匹配成对才出货 标准批次差异 100个LCD面板 标准批次差异 颜色匹配 x 0 005 y 0 005 颜色匹配 颜色匹配 x 0 005 y 0 005 Set12displays Set22displays 颜色匹配 颜色匹配 x 0 005 y 0 005 Set14displays 颜色匹配 300 310 320 330 340 350 360 370 295 300 305 310 315 320 325 330 335 x value y value new 5 000hrs 10 000hrs 运行后的颜色差异 双屏显示器若有运行时间差异 300 310 320 330 340 350 360 370 295 300 305 310 315 320 325 330 335 x value y value new 5 000hrs 10 000hrs 不同运行时间的颜色差异 Display1 Display2 x y 0 005 建议 确保两台显示器同步老化 一直同时使用两台显示器激活两台显示器的DPMS匹配显示器一起工作很重要 切勿将已配色的一对显示屏拆开或混用非配色屏 DICOM校准 分辨率亮度对比度可视角灰阶范围影像质量的一致性整个显示屏画面的亮度均匀性色度医疗规范配置与质量控制 选择医疗级显示屏的重要参数 DICOM合规性与一致性 DICOM第3 14部分规定用于医疗影像的 灰阶标准显示函数 GSDF 显示器必须校准符合DICOM标准 DICOM曲线在相同亮度级提供多于伽马 Gamma 的JND 可分辨的灰阶数 在 任何时间 和 任何地点 都符合DICOM规范 无疑是劳动密集型工作 尤其在大医院手工完成 巴可QAWeb解决方案提供无人参与自动校准 节省校准劳动力并确保高置信度诊断 显示曲线 常规伽马曲线 Gamma DICOM曲线 DICOM灰阶标准显示函数 GSDF 通用校准原则 描绘显示器特性 LCD出厂特性 目标显示功能 DICOM灰阶标准显示函数 计算和储存查找表 LookUpTable LUT查找表的计算可以存储在显示卡或显示器 显示系统 显示器 显示卡 什么是显示器DICOM校准 基本原理是修正非线性的液晶显像特性 5 squareon0 background 95 squareon100 background SMPTETestPattern 显示曲线 SMPTE测试图检视结果 分辨率亮度对比度可视角灰阶范围影像质量的一致性整个显示屏画面的亮度均匀性色度DICOM校准配置与质量控制 医疗规范 选择医疗级显示屏的重要参数 医疗许可 随着PACS越来越广泛地应用 全世界的监管机构开始实施医疗显示器使用实施监管 一些国家 德国 奥地利 瑞士 法国 日本 已开始实施强制性监管规定 其他国家不久将采取相同措施 医疗显示器符合这些监管规定 分医学设备标准与医学影像标准医学设备标准 IEC60601 ISO13485 医学影像标准 FDA510K AAPM与DIN EUREF 复杂的监管格局 配置与质量控制 分辨率亮度对比度可视角灰阶范围影像质量的一致性整个显示屏画面的亮度均匀性色度DICOM校准医疗规范 选择医疗级显示屏的重要参数 配置与质控 随着联合委员会审计人员开始检查诊断显示器质控流程