醫用顯示器

醫用顯示器及醫療行業所用的高清晰高亮度顯示器。PACS技術的日趨成熟和普及,以及各種數字影像設備如DR、CR、多排CT、3D圖像等飛速發展,醫用顯示器的選購配置成了醫院和PACS集成商關注的焦點,由於醫用顯示器在數字系統中,是醫學影像的最終呈現者,它承載著替代膠片、保證影像質量、最終實現醫生“軟讀片”對患者的觀察與診斷。 在PACS系統中,要求所有的醫用顯示器要求具有一致性和整體性。

與普通顯示器區別

顯示器的套用領域不同,技術要求的參數要求也不同,下面根據主要參數進行比較說明:
1、支持DICOM PART14的標準:一個專業的醫用顯示器必須支持DICOM PART14的標準,也就是說必須具備調整DICOM標準曲線的能力,使其和DICOM標準相吻合,從而保證影像的顯示質量。
2、尺寸:顯示器尺寸是以對角線長度來表達,一般以英寸為單位。
普通顯示器主流尺寸為15”、17”、19”;
醫用顯示器常見尺寸為18”、20”、21”,尺寸基本與X膠片相仿。
3、支持灰階顯示:灰階度是黑白醫用影像非常重要的特性,它反映了黑白圖像之間的層次。
灰階顯示要求顯示卡支持,醫療專用顯示器應當配有專用顯示卡;
普通顯示器有:8bit- 256灰階,用於顯示彩色圖象,無灰階要求,使用普通顯示卡
醫用顯示器有:10 bit-1024灰階,用於顯示X光灰階圖象,於診斷相關,要求:10bit11bit(1024*2048灰階)。
4、支持SBC功能(穩定的亮度控制):顯示器的亮度是會隨著時間而衰減的,普通顯示器由於沒有穩定的亮度控制和校準,不但衰減較快,平時使用時,也由於受環境的影響,其亮度不能長時間的維持在一個隊人體肉眼合適的水平上,而專業的醫用灰階顯示器考慮到這一個問題,採取了穩定的亮度控制技術,對顯示亮度所反饋的信息隨時進行校準,使其始終保持在標準亮度之上,符合臨床的閱片標準。
5、亮度:亮度就是顯示器上顯示圖像有多么明亮,顯示越明亮圖像中的能夠產生的動態範圍就越大,使人們在圖像中分辨更多的色調,這種動態範圍必須提供全8bit灰階圖像(即256不同色調)。
普通顯示器有:200-300cd/m2無亮度恆定的要求;
醫用顯示器有:600-700 cd/m2經過校正設定的亮度在400-500 cd/m2之間;要求3萬小時甚至10萬小時亮度值保持不變。
亮度恆定對醫用顯示器而言很重要,保證顯示器亮度不隨時間變化。
實驗研究證明,顯示器亮度與肉眼敏感度的關係,當亮度在500 cd/m2時,肉眼敏感度為700,當亮度在800 cd/m2時,肉眼敏感度為777(最大),理想亮度在400~500 cd/m2,所以選擇亮度≥700 cd/m2就可以了。
6、解析度:單位面積內實際顯示像素的數量,如800*600、1200*1600等
普通顯示器有:1024*768,1280*1204;基本上是橫屏顯示,不需要橫/豎屏轉換;
醫用顯示器有:根據影像的需要,可以橫/豎屏轉換,
1024*1280(豎屏)/1280*1024(橫屏),
稱為1百萬像素(1MP),常用橫屏顯示, 多適用於CT、MRI、數字胃腸機;
1200*1600(豎屏)/1600*1200(橫屏);
稱為2百萬像素(2MP),簡稱1K,常用豎屏顯示, 多適用於CR、DSA、數字胃腸機、,PACS閱片工作站;
1536*2048(豎屏)/2048*1536(橫屏);
稱為3百萬像素(3MP),簡稱1.5 K,常用豎屏顯示, 多適用於CCD-DR、PACS診斷工作站;
2048*2560(豎屏)/2560*2048(橫屏);
稱為 5 百 萬像素( 5MP ),簡稱 2 K ,常用豎 屏顯示,多適用於平板DR、乳腺機、PACS診斷工作站;
醫用顯示器的解析度與價格成正比,與放射設備的解析度正相關,相應的設備應當配套相應解析度的顯示器。
7、回響時間:回響時間指的是液晶顯示器對輸入信號的反應速度,也就是液晶由轉亮或由亮轉暗的反應時間。通常都是以毫秒(ms)來計算。回響時一般說來分為兩個部分—Rising(上升時間)和Falling (下降時間),而我們所說的回響時間指的就是兩者之和。人眼存在“視覺殘留”的現象,也就是運動畫面在人腦中會形成短暫的印象,人能夠接受的畫面顯示速度一般為24張/秒,這也是電影每秒24格的播放速度的由來,如果顯示速度低於這一標準,人就會明顯感到畫面的停頓和不適。按照這一標準計算,每張畫面顯示的時間需要小於40ms,根據液晶的實際使用情況,回響時間:30ms(1/0.03=33.3 禎 /秒),還是會出現拖尾現象,不適合動態醫療影像的實時播放。回響時間在25ms以下(1/0.025=40禎/秒)可以滿足臨床心血管DSA的實時播放。
在醫用顯示器的選配上,CR、DR靜態影像對回響時間無過高要求。但是在播放動態影像的系統配置時,如心血管機和數字胃腸機,就要首選回響時間在25ms以下的醫用顯示器。
8、認證:
普通顯示器有: 有環保、電磁學相關認證,如:
醫用顯示器有: 不僅有環保、電磁學相關認證,更重要的是有醫療行業認證,才可以進入醫療領域,被法律承認。
台灣MOYOSUN魔言醫用液晶顯示器有:
歐盟UL認證,中國CCC 認證。
9、安全:
普通顯示器有: 無液晶屏的保護板,電源為內置方式無特殊要求。
醫用顯示器有:由於教學的要求和醫生的習慣,專配有液晶屏的保護板 , 針對醫用環境配有醫療專用電源。
10、對比度:對比度也叫動態範圍,對比度率是描述顯示器能顯示黑與白之間的差別,表達顯示器最亮值和最暗值之比。彩顯不過多要求,醫用顯示器要求來表達灰階影像的黑白之間的程度。
普通顯示器有:300:1~400:1;
醫用顯示器有:600:1~1000:1;
醫用顯示器對比度率高達1000:1,能夠顯示所有色調需要大的比度率,一般選擇對比度≥600較好。
11、顯示卡:顯示卡精度的高低直接影響輸出圖像質量的好壞,在條件允許的情況下應儘量選擇高bit的顯示卡較理想。
普通顯示器有: 記憶體、速度、3D指標、常用AGP插槽;
醫用顯示器有:常用PCI插槽、顯示模式、一卡兩顯、主副顯示互換、彩色—黑白轉換、10bit、12bit灰階輸出;橫/豎屏轉換;
⑴ 顯示模式:由於診斷工作站需要兩台或多台顯示器時,顯示卡應當有靈活的顯示模式,便於醫生的診斷。
如:台灣MOYOSUN魔言醫療專用灰階系列顯示卡, 顯示模式有:獨立顯示、擴展顯示、複製顯示
⑵ 一卡兩顯:當一台工作站配有兩台顯示器時,顯示卡有兩個輸出口。
⑶ 主副顯示互換:當工作站有一台普通顯示器,同時有一台或多台醫用顯示器時;設定普通顯示為主顯,醫用為副顯時,普通顯示器和醫用顯示器分別顯示彩色和灰階圖像時,彩色不應有缺色,灰階不應有斷層,但是,醫用顯示卡很難兩全其美。往往是普通顯示器為主顯時,醫用顯示器會有灰階斷層現象;醫用顯示器為主顯示時,彩顯會缺彩色,且程式選單打開時,總出現在高解析度的醫用顯示器上字很小、單色,使用起來很不方便,這是醫用顯示卡普遍存在的一個技術難題,台灣MOYOSUN魔言醫療專用灰階系列顯示卡,完全解決了主副顯示設定時出現的彩色不彩,灰階不連續的問題,無論是醫用顯示器還是普通顯示器為主顯時,彩色和灰階都不出現問題,解決了PACS公司和醫院在該問題上的困擾。
⑷ 彩色—黑白轉換:醫用顯示卡(灰階顯示卡),配醫用顯示器,顯示彩色圖象時,RGB 三原色信號,往往只使用 G 色表現灰階圖象,使彩色圖象顯示成灰階圖象時,丟失了R、B 二個原色的信息。
台灣MOYOSUN魔言醫療專用灰階系列顯示卡,通過技術處理,將RGB 三原色信號完整的顯示在灰階顯示器上,不丟失任何顏色信息。
⑸ 10bit 灰階輸出:普通顯示卡技術是建立在 WINDOWS 技術平台上的,所以是 8bit 輸出信號,灰階應當是 256 灰階,由於 WINDOWS 系統調色盤獨占去了 20 個灰階,顯示器實際顯示的灰階成了 236 個灰階,有些影像會出現明顯的灰階斷層,這也是普通顯示卡不能替代醫用顯示卡的原因。
醫療專用顯示卡考慮到10bit、11bit的輸出問題,但是有些缺附帶有開發包,需要PACS公司進行二次開發,不太適合我國國情。
台灣MOYOSUN魔言醫療專用系列顯示卡3MP、5MP採用10bit技術,顯示灰階為1024,且不需要二次開發,使用方便,兼容性好,是一種拿來就用的專業顯示卡。
⑹ 橫/豎屏轉換;
普通顯示卡:有橫屏顯示,如:1024*768、1280*1024
醫療專用顯示卡:有橫/豎屏顯示設定,一般CT、MRI、DSA、乳腺用於橫屏顯示,CR、DR胸片用於豎屏顯示;
即: 1MP:1024*1280(豎屏)/ 1280*1024(橫屏)稱為1百萬像素,常用橫屏顯示,多適用於CT、MRI、數字胃腸機;
2MP:1200*1600(豎屏)/ 1600*1200(橫屏)稱為2百萬像素,簡稱1K,常用豎屏顯示,多適用於CR、DSA、數字胃腸機,PACS閱片工作站;
3MP:1536*2048(豎屏)/ 2048*1536(橫屏)稱為3百萬像素,簡稱1.5K,常用豎屏顯示,多適用於CCD-DR、PACS診斷工作站;
5MP:2048*2560(豎屏)/ 2560*2048(橫屏)稱為5百萬像素,簡稱2K,常用豎屏顯示,多適用於平板DR、乳腺機、PACS診斷工作站。
目前的醫用顯示器都是灰階的,而市場上的顯示卡一般為彩色,無法精確表達出灰階的差異。
12、校準方式醫用顯示器是極其精緻的,定期的性能檢驗是非常必要的,這個性能檢驗稱之為校準。
醫用顯示器相對於普通顯示器昂貴的價格,也因為其校準上的高要求。醫用顯示器的校準方式主要有兩種:外置式和內置式,內置式又分前置式和後置式。
顯示器校準,嚴格講應該是通過“顯示鏈路”對顯示器的“顯示效果”進行校準。其目的,是保持數字影像顯示的標準性和一致性。
校準的對象,主要是顯示器上各個像素的亮度值(一般用FTL即英尺流明數),其次是空間畸變(如畫一直線結果顯示成一曲線、畫一正方形結果顯示一長方形或梯形)。醫用顯示器區別於普通顯示器的重點是亮度值的校準。
亮度值主要校準三個值:最大亮度值、最小亮度值、線性度。
參數性能上要滿足上面這些要求,生產量大概不到普通顯示器的百萬分之一,醫用顯示器的價格能不昂貴嗎?目前,醫用顯示器的選購配置成了醫院和PACS集成商關注的焦點,了解醫用顯示器與普通顯示器在技術性能和質量的差別,根據本單位的具體情況,搭配不同類型、不同檔次顯示器,在滿足影像質量前提下節約醫院資金,體現合理性與經濟性。
醫用顯示器還有一些不同與普通顯示器的參數,這裡不再贅述。

選配和購置

配置一套影像診斷工作站(CR、DR、CT、MRI)或配置PACS、RIS系統,醫用顯示器的選配從哪幾個方面入手
1、從功能上選:
選配能進行DICOM校正的醫用顯示器,有專用校正軟體;
顯示器背面有光學感測器接口,可以接入光學感測器進行校正,否則無法進行校正。
選配有亮度恆定裝置的醫用顯示器,以保證顯示器的亮度不隨時間變化,它可以保證系統顯示器的一致性和整體性。
由於教學的要求和醫生的習慣,國內外醫生都習慣用筆在膠片或顯示屏上指點示意,來表達對影像具體細節的觀點,液晶屏材料是易破損材料,為了適應醫用環境,顯示器廠家會負責任的在生產時安裝上液晶屏的保護板。 所以,選配醫用顯示器要有液晶屏的保護板。
2、 從參數上選:
診斷工作站建議配置3MP、5MP顯示器,無乳腺機和平板DR的以選3MP為主。
觀察、教學工作站建議配置2MP、1MP顯示器。
選配醫用顯示器有配套的專用顯示卡,有10bit輸出灰階的。
3、從認證方面選:
選配有CCC認證的,才是醫療界被認可的醫用顯示器。

穩定性、整體性和一致性

1、 穩定性是指:相對於普通顯示器, 醫用灰階顯示器的價格較為昂貴. 我們希望使用壽命能在5年以上. 不論是CRT顯示器或LCD顯示器, 亮度都會隨著時間而衰減. 一般顯示器壽命的定義是當亮度衰減到最大亮度的50%的時間. 以液晶顯示器而言, 此時間大約是30,000小時到50,000小時即使在使用壽命時間內, 亮度並不是每天都相同的. 所以隔一段時間 (大約三個月到六個月), 顯示器必須要做亮度及灰階的校正, 以保證顯示器的一致性. 如果顯示器數量很多, 工作量也是相當大的. 較先進的顯示器內部有感測器(Sensor), 能偵測顯示器的亮度變化而自動調整.使顯示器在使用壽命內能隨時保持亮度穩定。液晶顯示器的亮度並不是很穩定. 它的亮度會隨溫度不同而改變.現在有些顯示器內部有感測器(Sensor), 能偵測顯示器的亮度變化而自動調整. 這樣就可以節省很多的人力。
另外液晶顯示器在剛開機時, 亮度不會立刻達到設定的亮度. 大約經過20 – 30 分鐘後才會達到設定的亮度. 在此亮度未達設定標緻的時間內, 顯示器是不適合作診斷用。使用者常常因其他事務而停止使用顯示器, 一段時間後, 螢幕保護就開始啟動. 顯示器電源關閉. 這對延長顯示器受命是有好處的. 但當使用者再度開始使用顯示器時, 顯示器又處於剛開機狀態, 又須等待20 –30 分鐘溫機時機. 如此一來, 使用上相當不方便. 若關閉螢幕保護, 又降低使用壽命. 因此, 魚與熊掌, 不可蒹得. 設計良好的顯示器, 利用內置感測器, 偵測開機時的亮度. 若亮度未達標準, 則提高電源電壓, 使顯示器在30秒內達到預設亮度. 如此一來, 既不等待溫機時間, 又可在怠機時啟動螢幕保護, 延長顯示器壽命。
2、 一致性和整體性一致性是指:如果隔了一段時間,同一圖像其顯示質量還是一樣,猶如看同一張膠片一樣。整體性是指在醫院內不同地點的工作站上顯示的同一圖像其亮度、灰度、對比度等是完全一樣的,這樣不同地點醫生看到的是同樣的圖像;當列印出來的圖像與顯示在監視器上的圖像也是一樣的。這樣不管何種媒質上的圖像也均是一樣的。原來醫院在使用膠片診斷時, QA(Quality Assurance 質量保證) 是放在洗片機上. 放射科每天都要檢查洗片機的洗片速度, 藥水濃度及溫度. 確保每張膠片洗出來的質量是一樣的. 醫院全院實施PACS系統後, QA(Quality Assurance 質量保證) 則是放在顯示器上. 顯示器的數量將不在少數. 如何在不同廠牌, 不同使用率, 不同時間購買的顯示器,要保證影像的整體性,維持在同一亮度, 同一顯示函式則成為一重要課題. 所以在選擇顯示器時, 除了以上所述的幾點外, 顯示器廠家能否提供顯示器QA(Quality Assurance 質量保證)和PM(preventive maintenance & planned maintenance預防性的維護)的工具及顯示器是否有QA的功能, 也是需要考慮的重要因素。

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