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三种类型医学显示器成像系统性能的比较

 近几年来.随着数字探测技术和PACS系统的迅速发展。放射诊断影像数字化进程加快,医学影像诊断逐渐由传统的硬阅读(胶片)转向软阅读(显示器).于是医用显示器也在逐渐取代胶片成为影像诊断的主要工具。医学成像系统显示器性能的优劣将会直接影响图像的显示质量,进而影响医生的诊断。因此。对医学成像系统所使用的显示器性能进行一定的测试比较是十分有必要的。

1资料与方法

1.1实验材料

美国Hologic EPEX直接转换数字X线摄影(DR)系统。瑞典RTI辐射测量公司生产的光探测器L100,亮度测量量程:(0.03~60000)cd/m2;照度测量量程:(O.Ol~20000)Ix。3台实验用显示器,FIMI公司型号为MD0709BRM的17 in(1 hl=2.54 cm)黑白球面显示器。.显示区域像素为1024x768。SONY公司型号为CPD.G420的17 in彩色纯平显示器,,显示区域像素为1600x1200;IZO公司型号为RadiForceR11的18.1 in彩色液晶显示器。显示区域像素为1280x1024。AAPM提供的显示器的测试图。

1.2实验方法

1.2.1显示器几何失真测试

将AAPM TGl 8一Qc测试图显示在不同的显示器屏幕上.然后放大至能填满整个显示区域。接着,通过目测观察测试图是否显示在显示器的中央,测试图的边线是否可见同时这些边线是否为直线。然后.再把测试图的一个直边作为参照,用卷尺测量测试图中四个正方形信号区的水平和垂直边的长度,同时记录下每个图形相应的数据。

显示器测试

1.2.2显示器亮度均匀性测试

在三个显示器上分别显示均匀测试图AAPMTGl8-UNl0和TGl8.UN80测试图。在距离显示器30 cm到50 cm处.目测这两幅测试图像在显示器上的均匀性。然后,再在显示器上显示测试图AAPMTGl8-UNLl0和TGl8.UNL80.用L100亮度仪分别

测量这三种显示屏幕面板上五个位置(中心和四个角)的亮度值。在显示亮度均匀测试图时,亮度均匀性可以由显示器表面不同位置的亮度来决定。每一个显示图的最大亮度偏差用最大和最小亮度的差值与它们的平均值的百分比来表示.即最大亮度偏差=200 x(Lmax-Lmin) /(Lma+Lmin)

显示器均匀性测试

1.2.3显示器噪声测试

将AAPM TGl8.AFC测试图在不同的显示器上

显示,在距离显示器30 cnl到50 cm处进行观察。测试图的每个象限包含了很多变换的靶位置区域。在每个象限内。靶目标的对比度和尺寸是一定的。四个象限的对比度一尺寸值分别为20.2,30.3,40-4和60.6。

显示器噪声测试

2结果

(1)     显示器几何失真测试结果:见表l。

显示器几何失真测试结果表

(2)     显示器亮度均匀性测试结果:见表2。

显示器均匀性测试结果表

(3)显示器噪声目测结果:液晶显示器能够观察到20.2象限内三分之一的靶目标;而纯平显示器和球面显示器则只能够看到分布在20-2象限内少量的靶目标。

 

3讨论

3.1显示器的几何失真

将AAPM TGl8.Qc综合测试图显示在三种显示器上以后.目测结果良好。即图像放大后,在整个显示区域内无明显的边角变形扭曲现象。图像中各个边缘均可见且无弯曲.呈直线。根据AAPM TGl8关于几何失真量化评价的标准可知。临床诊断用显示器在显示TGl 8-QC测试图时.分布在不同的方位的正方形区域各边长之间的偏差不得超过2%:临床浏览显示器的允许偏差为5%t11。

从表l中可以看到,纯平显示器和液晶显示器虽然在显示测试图时各个正方形的边长有些差别,但是偏差率均低于2%。而球面显示器所显示的三个正方形的边长偏差率略高些。可以看出.本次实验所测试的液晶显示器在各个方位的正方形区域内边长的偏差率均不超过1%,在其中两个小方形区域失真更是为零。而球面显示器的几何失真率则在三个方形区域都超过了2%,最高偏差率为3.03%。测试的纯平显示器的几何失真率介于上述两种显示器之间,虽然在左边的两个小方形区域偏差较大,但是其偏差率仍不超过2%。所以,可以得出所测试的纯平显示器和液晶显示器的几何失真较小.符合AAPM TGl8所提出的临床诊断医用显示器的要求。所测试的球面显示器虽然在某些区域的几何失真超出了临床诊断的标准。不过仍没有超过临床浏览用显示器的几何失真标准。

3.2显示器的亮度均匀性

通过目测可得.总体上这三个显示器在显示两个均匀测试图时,其屏幕从中心到边缘没有较大的不均匀性,也没有看到大于或等于l cm的亮度变化。AAPM TGl8建议.单个显示设备的最大亮度偏差不得大于30%。这个比较大的容忍限度是基于显示

技术的电流状态而定的。

由表2可知,除了所测试的球面显示器,其他两种显示器均符合标准。而且所测的纯平显示器在黑白两种均匀测试图下所表现出的亮度非均匀性是比较一致的,分别为16.53%和12.87%。而所测试的液晶显示器和球面显示器有些类似,都是在显示黑色均匀测试图TGl8.UNLl0时亮度值偏差较大,但在显示白色均匀测试图TGl8.UNL80时则表现出了比较好的均匀性。只是液晶显示器所表现出的亮度均匀性要稍好于球面显示器。它的亮度偏差虽然在显示白色均匀图像时稍大些,但仍低于建议的标准值。而所测试的球面显示器则在显示黑色均匀测试图时亮度的差值远远大于从PM所建议的临床诊断显示器使用标准。

3.3显示器噪声

噪声常被定义为在信号中的随机波动导致的不确定性。在显示中的噪声能够影响对比度分辨力,并淹没影像中微小病灶信息,影响整个影像的质量。关于显示器在医学显示图像时产生的噪声问题,由于只有很少量的文章对此做过研究,所以其相关的量化标准并没有制定出来。所以,AAPM TGl8所提供的关于显示器噪声方面的建议标准仅仅是关于视觉评价方面的。其建议标准为,在临床诊断用显示器上显示测试图AAPM T018.AFC时,观察者应当能看到图像中除最小一个靶目标以外的其余全部靶目标。

 

经过实际的目测后.这三种被测试显示器均未能完全显示出测试图中除最小靶以外的所有靶目标。也就是说。所测试的三个显示器在显示图像时均存在较大的噪声。综上所述.实验中测试的三种成像系统的显示器.在显示性能方面均有部分不符合从PM所建议的临床诊断标准。在显示图像时必然会有部分信息缺失.因此不适合应用于临床图像的诊断。

巨烽专注于医用显示器的研发和生产,产品覆盖临床、诊断、超声、内窥手术及会诊等医疗影像显示领域,医用竖屏显示器、灰阶显示器、医用监视器、内窥镜监视器等专业显示器产品定制,是国内最大的医用显示器厂家,产品在国内医疗影像显示终端有超过50%的市场占有率,医院用户超过5000家。

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