Медицинский дисплей как инструмент рентгеновской диагностики. Критерии выбора

Опорков М. А. ГК "Легион" (Legion Group), г. Санкт-Петербург

Украинцев Ю.Г. ИЯФ СО РАН г. Новосибирск

Юрченко Ю.Б. ПО ЦКБ г. Новосибирск

Рентгенологическое исследование – один из самых доступных методов, основанных на визуализации, а при переходе к цифровым методам получения, хранения и передачи изображений дисплей перестает играть второстепенную роль периферийного устройства, подключенного к рабочей станции специалиста, оказывая непосредственное влияние на качество изображения и его последующую диагностическую оценку. Использование для этих целей бытовых мониторов, продающихся во всех магазинах компьютерной техники совершенно неприемлемо. На данный момент мониторы на базе электронно-лучевой трубки (CRT) практически полностью уступили место мониторам на базе жидкокристаллической Панели (LCD), поэтому попробуем разобраться, что отличает специализированный медицинский LCD дисплей от обычного «бытового».

Высокая яркость и её преимущества

Изображение на экране цветного дисплея строится из точек (пикселей), каждая из которых (см. рис. 1) представляет собой триаду ячеек жидкого кристалла с нанесенными перед ней светофильтрами, которые обеспечивают красный, зеленый и синий цвета. Через эти ячейки проходит свет, излучаемый флуоресцентными лампами, расположенными за ЖК-панелью и, в зависимости от степени «открытия» жидкого кристалла, получается тот или иной оттенок цвета. В чернобелых дисплеях эти светофильтры отсутствуют, в связи с чем, максимальная яркость выходящего света увеличивается более чем в два раза. Чем шире диапазон яркости, тем проще становится различить близкие по плотности слабо-различимые участки снимка. Становятся хорошо заметны оттенки близкие к белому (90÷100)% уровни яркости или близкие к черному (0÷10)% уровни яркости. Особенно отчетливо это преимущество ощущается, например, при просмотре слабоконтрастных снимков нормального легочного рисунка, несмотря на малую интенсивность его теневого отображения.

Жидко кристаллические панели

Несмотря на то, что производителей мониторов на сегодняшний день великое множество, ЖК-панели, основу этих мониторов, производит лишь небольшое количество компаний. Существуют различные типы панелей. Они отличаются по качеству передачи цветов, углам обзора (угол отклонения линии взгляда на монитор, при котором изображение не меняет своих свойств), времени отклика (скорости реакции на смену изображения) и, соответственно по стоимости. Если монитор предназначен для использования в области графики и дизайна, то нельзя приобретать обычный «офисный» монитор, потому как все цвета на экране будут искажены. В диагностических дисплеях применяют медицинские монохромные ЖК-панели, производство которых, сосредоточено на трех фирмах. Эти панели разработаны специально для того, чтобы отображение рентгеновских снимков на экране дисплея было максимально приближено к тем изображениям, которые рентгенологи привыкли видеть на пленках. Кроме того, панели на этапе производства монитора поэлементно настраиваются по яркости таким образом, чтобы засветка всего экрана была максимально равномерной. Производители относительно недорогих медицинских дисплеев этой настройки не производят.

Разрешение мониторов

Бытует мнение, что основное отличие медицинского монитора от бытового — это его повышенное разрешение. Это утверждение не верно, потому как лишь ограниченное число медицинских мониторов обладает разрешением, которое превышает стандартные для обычных мониторов параметры. Разрешение монитора, оптимально подходящего для того, или иного вида диагностики продиктовано разрешением рентгеновских аппаратов, производящих снимок. Так, например, ангиографы как правило производят снимки, разрешение которых не ревышает 1024x1024 точки. Таким образом, использование монитора с разрешением выше, чем 1.3МП (1280x1024), оказывается нецелесообразным. В то время, как цифровой маммографический аппарат создает снимки с разрешением 2294x1914. Очевидно, что при использовании монитора ниже 5МП (2560x2048) либо изображение не будет показано полностью, либо произойдет потеря в качестве. Наибольшая свобода выбора по разрешению приходится на мониторы, предназначенные для томографии (КТ, МРТ) где стандартное разрешение снимка составляет (см. рис. 2) 12x512 точек. В этом случае необходимо только определить, какое количество снимков должно одновременно отображаться на экране. Визуализация должна вселять врачу-рентгенологу уверенность в безусловном отображении на цифровых изображениях патологий, как например ранние стадии очагового туберкулеза. Именно поэтому не рекомендуется применять дисплеи меньшего разрешения, чем предписано для определенного вида диагностики. Из-за недостатка разрешения мелкие детали снимка могут потеряться.

Шкала серых тонов.

Большинство медицинских мониторов имеют 10-ти битную (1024 оттенка) шкалу, в то время как бытовые мониторы способны отобразить лишь 256 оттенков. Более того, эти 1024 оттенка распределены по шкале таким образом, чтобы передать изображение максимально подходящим для глаза рентгенолога. Эта возможность обеспечивается за счет наличия внутренней палитры оттенков, из которой и подбираются 1024, необходимых для качественного отображения. Размер такой палитры может достигать более 8000 оттенков. Необходимо учитывать, что далеко не каждый медицинский монитор обеспечивает такую возможность. В основном это мониторы высокого класса. Кроме этого, необходимо разрабатывать методики чтения цифровых рентгеновских изображений с экрана дисплея. (Линденбратен Л.Д. «Методика чтения рентгеновских снимков» — М.: Медицина, 1971.-362с).

«Точка белого», оттенок свечения мониторов.

Очень часто в радиологии используются медицинские мониторы в паре (два монитора, которые располагаются рядом для расширения рабочего поля и диагностических возможностей). В таких случаях особенно остро встает вопрос несоответствия мониторов по оттенку отображения (см. рис. 3) снимков, потому как если два рядом стоящих монитора не будут одинаковыми по этому показателю, существенно повысится утомляемость глаз и, как следствие, качество постановки диагноза. Несоответствие оттенка у различных мониторов объясняется достаточно просто. Система подсветки построена на основе флуоресцентных ламп с холодным катодом. Физически сложно найти две лампы, оттенок света которых был бы одинаковым, а если мы говорим о множестве ламп, составляющих систему подсветки, то задача многократно усложняется. Найти два монохромных монитора, которые были бы одинаковыми по оттенку не простая задача. Производители «дорогих» мониторов решают эту проблему подбором одинаковых мониторов после производства. В таком случае эти мониторы поставляются только попарно. На сегодняшний день единственные медицинские мониторы, в которых эта характеристика является настраиваемым — это мониторы производства компании NEC Display Solutions серии MD21GS. Это обеспечивается за счет использования уникальной системы подсветки по технологии X-Light.

Калибровка мониторов

Под калибровкой медицинских мониторов подразумевается настройка за счет специальных инструментов правильного отображения градаций серого. «Правильность отображения» документально описана в главе 14 принятого стандарта DICOM для показа медицинских изображений. Необходимо это в первую очередь для обеспечения максимальной читаемости снимка, а также для того, чтобы в различных медицинских учреждениях на различных дисплеях один и тот же снимок отображался одинаково. После калибровки все данные записываются в калибровочную таблицу (LUT), которая может находиться либо в мониторе, либо в графическом адаптере (в компьютере). Максимальный результат достигается в том случае, если сам монитор оснащен встроенной LUT с возможностью аппаратной калибровки (независимо от рабочей станции, к которой монитор подключен). Вследствие многих технологических факторов, а также факторов окружающей среды, исходная калибровка монитора не может держаться вечно (см. рис. 4): и через некоторое время качество визуализации ухудшается. Вследствие этого необходимы постоянные перекалибровки мониторов (как минимум 1 раз в полгода). На относительно дешевых медицинских мониторах срок, по истечении которого требуется повторная калибровка, существенно сокращается. Это приводит к преждевременному ухудшению качества отображения. А также к дополнительным финансовым либо трудозатратам в зависимости от того, будет ли калибровка производиться посторонним мастером, либо своим сотрудником при помощи собственного калибровочного оборудования. Помимо качества отображения градаций серого также важен оттенок свечения экрана. Лампы подсветки со временем желтеют, в связи с чем, оттенок уходит в сторону желтого спектра. К сожалению, это практически неизбежно. У более дешевых мониторов изображение существенно желтеет примерно после 10 тысяч часов работы. Производители высококлассных медицинских мониторов гарантируют постоянство оттенка до 20 тысяч часов. Компания NEC, использующая, как было упомянуто выше, запатентованную систему подсветки X-Light, гарантирует постоянство оттенка на протяжении всего срока службы. Более того, в течение 30 тысяч часов работы медицинские мониторы NEC не требуют перекалибровки.

Выводы

Цифровое изображение в рентгенологии — это технология XXI века и дисплей становится одним из важнейших инструментов диагностики. Из накопленного к настоящему времени опыта эксплуатации цифровых рентгеновских систем вытекает, что цифровая визуализация при любом способе получения изображений имеет самостоятельное значение и является перспективным направлением дальнейшего развития рентгенологии. Поэтому необходимо помнить, что каждая мелочь в качестве визуализации может пагубно сказаться на качестве диагностики. Выбор медицинского дисплея требует ответственного подхода и грамотных консультаций со стороны специалистов этой области. К сожалению, медицинский дисплей не может улучшить недостаточно качественное изображение, полученное на рентгеновском аппарате, его основная задача — донести это изображение в исходном виде до взгляда специалиста. Уже сейчас цифровая визуализация раскрыла свои диагностические, эргономические и радиационные преимущества. Это путь развития рентгенологии, и немаловажное значение имеет вопрос, на каком этапе этого пути окажется отечественная рентгенология в ближайшие годы.

Медицинский алфавит. Радиология 12/2007 c. 21-23