医用显示器影像品质性能研究进展

刘宇静，李珺，郑嘉羽

1.北京军区总医院 医学工程科，北京 100700；2.总后勤部药品器材供应站，北京 100071

医用显示器影像品质性能研究进展

刘宇静1，李珺2，郑嘉羽1

1.北京军区总医院 医学工程科，北京 100700；2.总后勤部药品器材供应站，北京 100071

本文阐述了医用显示器的发展情况，并对医用显示器图像质量、性能及测试标准进了行分析，旨在提高医用显示器的影像质量，防止误诊和漏诊的发生，提高医生的诊断质量，提高医院管理水平。

伽马曲线；稳定控制技术；色调；灰阶标准化显示函数；网络化传输

0 前言

随着医学影像信息化技术的发展，医学影像医疗机构间的数据传输已成为现实，因此无胶片时代的到来对医用显示器的品质有更高的要求。而X线、CR、DR、CT、MRI、DSA等设备输出影像的分辨率，将影响这些影像的诊断结果，因此应为阅片工作提供高性价比的显示器。加强对医用显示器品质的管理和控制，能够更真实的还原医学影像的病灶细节，当采用一屏双显或多显的医用显示器时，可以更精准地对比两张或多张医学影像，实现高分辨率下的无缝一屏双显，其应用于集体会诊。

1 显示器图像性能特点

1.1 符合医学的DICOM Part14标准

DICOM GSDF是专门用于数字化医学图像的标准灰阶曲线。该曲线在业界被称为“DICOM Part14”或“the Barten curve”。对于医学图像来说，使用γ=2.2显示出的图像偏白，而使用DICOM显示出的图像则呈现出较高的黑白对比度。因此，在医学界采用了DICOM标准来显示图像。并能在多台显示器之间保持统一的显示效果，且随使用时间增加保持质量的一致性。DICOM Part14标准示意图，见图1。

图1 DICOM Part14标准示意图

1.2 伽马曲线

伽马值表示的是输入的亮度信号与显示器输出的亮度之间的对应关系。伽马值的改变会影响显示器的灰阶度，影响显示影像过渡的平滑性，可减少断层、丢灰阶等情况的发生，即便是更细小的病理变化也会准确诊断。伽马曲线示意图，见图2。

图2 伽马曲线示意图

1.3 Disp lay Port接口

Display Port接口能够支持更高的分辨率和展现更精细的灰阶显示效果，是匹配高清显示设备的超快速数字视频接口标准，并且支持大带宽，能够保证显示接口卡与医用显示器之间实现超快速数据传输。

1.4 影像及背光校正

医用显示器为确保医学影像的质量，通常采用影像及亮度校正系统确保最佳的医学影像。为确保医学影像在医用显示器的诊断结果，采用了符合DICOM Part14规范的灰阶及亮度校正管理系统，对显示器亮度进行反馈并校正，确保医学影像质量。

1.5 亮度稳定控制技术

普通显示器的亮度随着使用时间的延长会渐渐衰减，可能就会直接影响医生的诊断。但内置传感器后，可以实时监测屏幕光亮度变化，并会自动调整，而当不满足亮度要求时，显示器还会自动提醒。亮度稳定控制曲线图，见图3。

图3 亮度稳定控制曲线图

1.6 亮度均匀技术

采用亮度均匀技术开机后背光亮度短时间内会快速提升至标准亮度，并恒定此亮度，从而不会影响医生诊断，同时亮度均匀技术能够降低显示器中心和角落之间的亮度与色彩的不均匀性。通过减小这些差异，ULT可确保显示器的整个显示区都能符合DICOM GSDF标准。亮度均匀技术曲线图，见图4。

图4 亮度均匀技术曲线图

1.7 QC自动校正系统

医用显示器可提供全自动的DICOM测试及校正方案，让显示器始终处于完美状态，其QC自动校正测试示意图，见图5。

图5 QC自动校正测试示意图

1.8 环境光补偿（ALC）

医生所处室内的环境光线会影响阅片效果，环境光补偿（ALC）能够依据室内环境亮度调节显示器亮度，保护医师的视力。

1.9 网络管理及校正技术

医学影像显示终端具备网络管理与校正功能，完全实现所有显示系统的智能化、数字化和自动化管理，实现自动监测和控制，保证所有医学影像显示终端满足严格的诊断要求。

2 显示器测试标准

2.1 SMPTE RP 133-1991标准

SMPTE RP 133-1991标准，即用于医学影像诊断的监视器和相机硬拷贝测试图规范（SMPTE 1991），用于显示亮度、空间分辨力测试，该标准是一种定性的测试方法，没有明确的定义定量显示效果标准。

SMPTE RP 133-1991详细描述了用于评测模拟和数字显示系统分辨率的测试图和各项要求，包括所需的格式、尺寸和对比度等。该标准为用户提供了对软拷贝和胶片硬拷贝显示系统的质量检测方法，该方法适用于显示系统初始安装阶段及日常维护阶段。

2.2 AAPM-TG18标准

TG18针对显示器的反射、几何失真、亮度、分辨力、噪声、闪烁等特性为测试提供了标准，以及定量测试与定性测试两种方法。TGl8提供了DIC0M16Bits TIFF和8Bits TIFF格式的测试图，测试图分为1024×l024（1K）和2048×2048（2K）两种规格，用户可直接在TGl8网站上下载使用，同时TG18还提供了通过测试软件自行生成测试图的方法。

TG18详细定义了如何使用测试图来评价显示质量的方法、所需测试工具以及不同级别医用显示器的最低指标。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器初始安装、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。

2.3 DICOM GSDF

该标准强调了对灰度的线性视觉感知和视觉互换性。即对同一幅图像，在不同的显示系统上，DICOM GSDF还定量地给出了对显示系统评测的方法，通过该标准能定量地针对不同的显示器给出评价方法，但该标准没有涉及除灰度表现以外的指标。

3 结束语

医用显示器在数字系统中是医学影像的最终呈现者，它承载着替代胶片，保证影像质量，最终实现医生“软读片”对患者的观察与诊断。

医用显示器图像质量应具有一致性和整体性。一致性是医用显示器在使用了不同的时间后，同一图像其显示质量如亮度、灰度、对比度等不改变；整体性是在医院内不同地点的工作站上显示的同一图像其亮度、灰度、对比度等是完全一样的，这样不同地点医生看到的是同样的图像，不管何种媒质上的图像也是一样。因此医用显示品质标准化具有重要意义，对于显示品质标准化的工作，实际上应视为软阅读质量控制工作的重要组成部分之一。

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Advances in Research on the Quality Performance of Medical Display Images

LIU Yu-jing1, LI Jun2, ZHENG Jia-yu1
1.Department of Medical Engineering, General Hospital of Beijing M ilitary Area Command of Chinese PLA, Beijing 100700, China；2.Drug and Equipment Supp ly Station, General Logistics Department of the P.L.A, Beijing 100071, China

This paper expounded the development of the medical display, and analyzed the quality performance and testing standards of medical display images, which was intended to improve the image quality, diagnosis quality and hospital management and to prevent the occurrence of m isdiagnosis and m issed diagnosis.

Gamma curve；stability control technology；tone；gray-scale standard display function；networking transm ission

R812

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.09.023

1674-1633(2015）09-0079-03

2015-08-07

郑嘉羽，工程师。

通讯作者邮箱：ZJY66663030@sina.com