於醫療顯示器探訪春燕商機(下)

刊登日期:2016/10/26
  • 字級

蔡東璋

 
LCD已成為醫療顯示器的濫觴,在外觀構造與主要原材料、零件上和泛用型 LCD大約相仿(圖七);相對地,兩者最大的區別在於醫顯非常要求「平滑的灰階輸出」、「精細的顯像」和「較高且均一、恆定的螢幕亮度」 (Uniformity of Brightness as Well as Consistent Reliability)...等特用規格。
①.為確保顯示器符合醫用,醫顯系統須具備調整 DICOM 標準曲線的能力以支援 DICOM PART14 標準。

②.提高醫顯亮度獲得高對比畫質,搭配至少 8或 10Bit 灰階深度(Bit Depth),使醫者在圖像中分辨更多的色階,以助於影像的判讀。泛用顯示器亮度約在 200~300cd/m2,僅供一般文書或上網等功用,而醫顯的原始亮度在校正後座落於 350~600cd/m2間,同時要求 10萬小時內保持亮度恆定,以遵循美國放射學會(American College of Radiology;ACR)的數位醫療影像操作標準。

③.醫顯根據影像需要可作橫幕(Landscape)或立幕(Portrait)的轉換,一般 2MP 作立幕用於斷層掃描、核磁共振造影、電腦X光攝影和PACS工作站;3MP常用於 PACS 工作站等立幕場合;5MP 以上為立幕用於乳房攝影、PACS工作站。

④.醫療顯示器不僅有環保、電磁標章,還要通過如美國 FDA 510(K)、歐盟 UL/CE 認證、日本醫療器材 PAL、中國 CCC和國際醫療 ISO13485 等規範認證,方能取得合法的醫顯製造和銷售資格。

⑤.在安規(Safety Standards)上需整機保固 3~5年,同時為避免醫事過程對顯示器的按壓造成顯示器破損或誘發畫面不均(Mura),醫顯會附加保護外蓋(Front of Screen;FOS),並針對醫療院所的特殊環境配有專用電源。

⑥.顯示器的對比值標註亮暗態的亮度比值,醫顯在數位醫療資訊的判讀上奠基於高度的黑白影像差異,是以其對比都大於 1000。

⑦.若無足夠的灰階數,遑論真實重建出細微的亮暗影像變化(Gradations),故有別於泛用顯示器 8Bit 全彩顯示,醫顯通常配有專用的高階顯示卡達成 10Bit (1024灰階)輸出用於X光片等診斷醫事。此外,醫療顯示器常用 PCI 插槽並在顯卡支援下可隨選顯示模式、一卡兩顯、主副螢幕切換、單/彩色轉換等完備的顯示功能。

⑧.醫顯的定期校驗是必要且重要的事,可確保數位影像的標準性和一致性。校驗的項目有顯示像素的亮度值,其次是空間畸變度,再來是顯示器最大、最小亮度和亮度線性。

⑨.反應時間(Response Time)是 LCD接收驅動訊號後完成液晶光閥轉動的工作時間,通常以毫秒(ms)為單位。反應時間若超過30ms,會出現畫面拖曳不良(Motion Blur),不適合用於動態醫療影像的即時播放,所以 25ms 以下的 LCD 才能基本上滿足像臨床心血管 DSA 等的醫療活動。透過以上敘述和表二所整理,即可定性和定量了解醫療顯示模組和一般泛用 LCD 有著根本上的相異之處。
 
距今十多年前,Barten 以對比敏感度(Contrast Sensitivity Function;CSF)為基礎,經過連串的生理試驗,建立了一套量化黑白亮暗灰階感知(Perception)的人眼視覺系統(Human Visual System;HVS),成為日後診斷用醫療顯示器等在灰階、亮度校正(Calibration)的共通依據,而此函數線型即為人所熟之的 DICOM GSDF(如圖八)。
 


 
圖八、DICOM Grayscale Standard Display Function (GSDF)

 
GSDF 縱軸是螢幕亮度的對數值,而橫軸則為最小可分辨灰階階數(Just Noticeable Difference;JND),Barten的實驗結果發現,0~4,000 nit 螢幕亮度範圍內,人眼可分辨出約莫 1,000個灰階數(JNDs) 。高亮度/對比/解析、平順的灰階與廣視角,以及快速的液晶反應時間形塑了醫療顯示器最重要的三個畫質要求(圖九),以符合醫事過程對於顯示器在還原---以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。


 
圖九、醫用顯示器的三大畫質特徵
 

分享
為此篇文章評分

相關廠商