引言

显示器已取代胶片成为影像诊断的主要工具，其质量直接影响影像诊断的结果和效率。对于已普及应用的液晶显示器，由于物理分辨率固定，影响显示质量的主要因素是亮度特性，包括显示器自身的亮度特性以及环境光对其的亮度特性的影响。2002年，美国医学物理学师协会第18工作组（American Association of Physicists in Medicine Task Group 18，AAPM TG18）发布了“医学成像系统显示性能测试的标准”并提供了相关测试图案，日本及欧盟也随后参考AAPM TG18制定了相应标准，为医学影像显示器的质量控制提供了具体方法和依据[1-5]。上述标准强调了显示器的验收检测与稳定性检测，保证了数字化图像在不同的显示器上能达到一致性的视觉效果。我国由于相应标准还未推出，导致在医学影像的相关应用中对显示器的质量管理重视程度还不够，结合环境照度对显示器的亮度特性进行的研究也比较少[6-8]。本文通过对比研究不同类别显示器亮度特性，测试环境光对灰阶亮度的显示精度以及对阅片舒适度的影响，反映了当前医学影像显示器的质量现状，为显示器在临床应用环节的质量控制以及软阅读环境的设计提供了客观依据[9-15]。

1 材料与方法

1.1 显示器

按照使用类别及使用时间的不同随机挑选了用于影像获取、后处理、CT/MR报告、DR报告、影像会诊5类共30台显示器进行测试（表1），其中包括单独购置的医学影像诊断显示器以及影像设备、后处理工作站配套的显示器。

表1 测试用显示器分类类别序号类别用途分辨率 数量 (台)Ⅰ设备控制台 图像获取及打印胶片 2 M 6Ⅱ后处理工作站 CT及MR影像后处理 2 M/3 M 6Ⅲ报告工作站 CT及MRI影像报告 2 M/3 M 6Ⅳ报告工作站常规X线 3 M 8Ⅴ会诊工作站集体会诊用 3 M 4

1.2 测量设备与图像

台湾泰仕亮度照度计TES-1332A，德为显示器调校软件iCalibrate；测试图像为图像质量综合测试图AAPM TG18 QC，18级渐变灰阶测试图TG18-BN01～18，亮度均匀性测试图TG18-UNL80。

1.3 测试参数与方法

测试内容包括综合测试、最大亮度、亮度比、亮度均匀性、亮度响应曲线以及环境照度对亮度响应的影响、环境照度对阅片舒适度的影响。数据利用SPSS 17.0进行统计学分析，采用K-S非参数检验、单因素方差分析及非配对t检验，P＜0.05认为差异有统计学意义。除对环境照度有特殊说明外，所有指标在该显示器所处工作场所默认的环境照度下测试（实测为45～120 lux）。

（1）综合测试：该项目为主观测试，包括测试图案中16个亮度块及内部细节的分辨能力，5%和95%亮度块的分辨能力。

（2）亮度均匀性和亮度比：亮度均匀性计算公式为：(Lmax-Lmin)/(Lmax+Lmin)×200；亮度比计算公式为：Lmax/ Lmin；其中Lmax为TG18-BN18中心区域测试亮度，Lmin为TG18-BN01中心区域测试亮度。

（3）亮度响应的符合度测试：应用亮度计测量TG18-BN01～18 图 案 中 每 一 级 灰 阶 的 亮 度 Ln（n=1～18）。 采用Baton亮度模型将Ln转换成对应的最小可觉差（Just Noticeable Difference, JND）对应的J（Ln）值。通过计算相邻两个灰阶的亮度差与其对应的J（Ln）值，绘制亮度响应曲线。按照同样原理绘制该J（Ln）对应的DICOM 3.14标准亮度响应曲线及±15%的误差曲线[2]。

（4）环境光对亮度的影响：在不同的环境照度下对暗室环境下测试合格的3台显示器进行亮度响应测试，然后在该环境照度下进行亮度校正。评估校正前后由环境光引起的亮度响应误差。

（5）环境照度对阅片舒适度的影响：按照FDA推荐的医疗工作环境照度，选择工作经验在五年以上的医师共31名，每位分别在4种典型的环境亮度下完成阅片工作，每种环境下工作时长大于4小时，通过主观感受选择最适合的环境照度。

1.4 评价指标

根据AAPM及JESRA制定评价标准，见表2。等级为“优秀”的可以作为诊断用显示器，等级为“良好”的可以作为临床观察影像用显示器。按照上述标准，由于图像获取用及后处理要为诊断提供图像，因此这两类显示器在亮度响应指标上要求达到“优秀”标准。

表2 显示系统等级评价标准等级综合测试最大亮度(cd/m2)亮度比亮度均匀性亮度响应误差 (%)优秀16个亮度块及内部细节能清晰分辨；嵌套有5%和95%的亮度块可分辨≥170≥250 ≤30≤±15良好同上≥100≥100 ≤30≤±30

2 结果

2.1 亮度特性

亮度特性的评价结果，见表3，所有指标全部符合“优秀”等级的显示器有8台，占26.6%；满足“良好”等级以上的显示器有13台，占43.3%。

文章来源：《大气与环境光学学报》 网址: http://www.dqyhjgxxb.cn/qikandaodu/2021/0308/408.html