Monitore und Qualitätssicherung

Transkript

1 Monitore und Qualitätssicherung Thomas Hertlein Klinikum Nürnberg Institut für Medizinische Physik

2 Inhalt Monitortechnik Kenngrößen und Systemaspekte Gesetze und Verordnungen Abnahme- und Konstanzprüfungen

3 Monitortechnik

4 Röhrenmonitore, Kathodenstrahlröhre (CRT)

5 Farb-Röhrenmonitore 1. Glühkathoden 2. Elektronenstrahlen 3. Bündelungsspulen 4. Ablenkspulen 5. Anodenanschluss 6. Lochmaske 7. Fluoreszenzschicht mit roten, grünen und blauen Subpixeln 8. Nahansicht der Fluoreszenzschicht

6 Farb-Röhrenmonitore Quelle: ZVEI Qualitätssicherung an Bildwiedergabegeräten Farbdarstellung durch additive Farbmischung

7 LCD / TFT-Monitore Quelle: ZVEI Qualitätssicherung an Bildwiedergabegeräten

8 Farb-LCDs / Farb-TFTs Durch Farbfolien in den Grundfarben R,G,B entsteht ein Farbbildschirm Quelle: ZVEI Qualitätssicherung an Bildwiedergabegeräten

9 Vergleich TFT/LCD - CRT CRT Kriterien für Bildqualität TFT-LCD Anisotrop Ortsauflösung isotrop Sehr ausgeprägt Kontrast (Veiling Glare) Sehr gering unabhängig Betrachtungswinkel abhängig Flimmern Ermüdung des Befunders Frequenz wesentlich geringer

10 Kenngrößen und Systemaspekte

11 Abbildungskette eines medizinischen Bildgebungssystems Umwelt Bildgebungssystem und Bildwiedergabegerät Datenakquisition Bildverarbeitung Bildwiedergabe Sehsystem (des Arztes) Die Umwelt ist Teil des Gesamtsystems und beeinflusst die Diagnose

12 Leuchtdichte / Beleuchtungsstärke Leuchtdichte = Lichtstärke pro Fläche Die wahrgenommene Helligkeit einer Lichtquelle Einheit cd/m² Beleuchtungsstärke = Lichtverhältnis Helligkeit einer angestrahlte Fläche Einheit lux (lm/m²)

13 Leuchtdichte / Beleuchtungsstärke Beispiele Lichtverhältnis Beleuchtungsstärke Lichtquelle Leuchtdichte Mittagssonnenlicht im Sommer Lux Sonne am Mittag cd/m² Bedeckter Himmel im Sommer Lux Regenwetter mit dunklen Gewitterwolken Bürobeleuchtung 500 Lux 100 W Glühlampe klar cd/m² 1000 Lux Sonne am Horizont cd/m² 100 W Glühlampe matt cd/m² Wohnzimmerbeleuchtung 200 Lux Blauer Himmel cd/m² Treppenhausbeleuchtung 100 Lux Kerzenflamme cd/m² Mitternacht bei Vollmond 0,2 Lux Nachthimmel 0,001 cd/m² Mondloser Sternenhimmel bei Nacht 0,0005 Lux

14 Schädigung der Retina Leuchtdichtebereich Regelbereich Monitorbefundung Filmbetrachtungsgeräte Filmbefundung Stäbchensehen (skotopisch) Zapfensehen (photopisch) Leuchtdichte in cd/m²

15 Ortsfrequenz Häufig als Linienpaare/Millimeter (lp/mm) angegeben Zunehmende vertikale Ortsfrequenz Copyright (c) Heiner Otterstedt

16 Kontrast Kontrast = Verhältnis der Leuchtdichten zweier beliebiger Stellen

17 Dynamikumfang Wahrnehmbarkeit von Graustufen Unter optimalen Bedingungen ca. 500 Graustufen Unter realistischen Bedingungen mit Umgebungslicht weit unter 100 Stufen Anpassung der Wiedergabekennlinie an das Sehsystem Beispiel mit 256 verschieden Grautönen von schwarz bis weiß

18 Wiedergabecharakteristik

19 Gesetze, Verordnungen, Normen und Leitlinien

20 Gesetze, Verordnungen, Normen und Leitlinien Ärztliche Leitlinien legen Mindestanforderungen für BWG fest QS-RL und SV-RL Konkretisierung der RöV Maßnahmen zur Qualitätssicherung Verweis auf DIN-Normen Normenreihe DIN 6868 (Herausgeber: NAR) Abnahmeprüfungen BWG DIN V Konstanzprüfungen BWG IEC (!) DIN EN QS-RL

21 Anforderungen an BWGs in der digitalen Radiographie nach Ärztl. Leitl. technische Parameter Körperregion/ Methoden Anwendung s- kategorie Max. Leuchtdichte (cd/m³) ² Maximal- Kontrast Matrix des Bildschirmes (Richtwerte)¹ Diagonale des Sichtbaren Bereiches des BWG (cm) Diagonale des BWG nach Herstellerangabe (Zoll) CRT LCD Thorax A > 200 > x Extremitäten A > 200 > x Schädel (Feinstruktur) A > 200 > x HWS, BWS, LWS, A > 200 > x Becken Abdomen, Harntrakt A > 200 > x Mammographie A > 250 > x Kardiographie B > 120 > x ,5 Mammographie > 2000 x " 19" Angiograpie B > 120 > x mit L min 1 cd/m² siehe Magen, PAS 1054 Darm B > 120 > x Digitale B > 120 > x Durchleuchtung

22 Gesetze, Verordnungen, Normen und Leitlinien Ärztliche Leitlinien legen Mindestanforderungen für BWG fest QS-RL und SV-RL Konkretisierung der RöV Maßnahmen zur Qualitätssicherung Verweis auf DIN-Normen Normenreihe DIN 6868 (Herausgeber: NAR) Abnahmeprüfungen BWG DIN V Konstanzprüfungen BWG IEC (!) DIN EN QS-RL

23 Prüfungen zur Qualitätssicherung nach Richtlinien Abnahmeprüfung vom Hersteller/Lieferanten Regelmäßige Konstanzprüfungen durch den Betreiber Überprüfung von Technik, Sicherheit und Strahlenschutz durch Sachverständigen (5 Jahre) Kontrolle der Bildqualität von den Ärztl. Stellen Weitere techn. Überprüfungen nach Vorgabe des Herstellers

24 Gesetze, Verordnungen, Normen und Leitlinien Ärztliche Leitlinien legen Mindestanforderungen für BWG fest QS-RL und SV-RL Konkretisierung der RöV Maßnahmen zur Qualitätssicherung Verweis auf DIN-Normen Normenreihe DIN 6868 (Herausgeber: NAR) Abnahmeprüfungen BWG DIN V Konstanzprüfungen BWG IEC (!) DIN EN QS-RL

25 Abnahme- und Konstanzprüfung

26 Voraussetzungen Umgebungs- und Betrachtungsbedingungen Verhältnis Weißleuchtdichte zur Schleierleuchtdichte: Anwendungskategorie A: > 100 Anwendungskategorie B: > 40 Magnetische und elektrische Felder Bildabgleich (PACS Zwei-Monitorsystem) Justage des BWGs / Wiedergabecharakteristik Reinigung der Frontscheibe

27 Anwendungskategorien von BWGs technische Parameter Körperregion/ Methoden Anwendungskategorie Max. Leuchtdichte (cd/m³)² Maximal- Kontrast Matrix des Bildschirmes (Richtwerte)¹ Diagonale des Sichtbaren Bereiches des BWG (cm) Diagonale des BWG nach Herstellerangabe (Zoll) CRT LCD Thorax A > 200 > x Extremitäten A > 200 > x Schädel (Feinstruktur) A > 200 > x HWS, BWS, LWS, Becken A > 200 > x Abdomen, Harntrakt A > 200 > x Mammographie A > 250 > x Kardiographie B > 120 > x ,5 Angiograpie B > 120 > x Magen, Darm B > 120 > x Digitale DL B > 120 > x CT (allgemein) B > 120 > x Zahnheilkunde B > 120 > x

28 Prüfmittel und technische Bilder Technische Testbilder SMPTE IEC

29 Prüfmittel und technische Bilder Leuchtdichtemessgerät der Klasse B (nach DIN ) Messbereich: 0,05 cd/m² cd/m² Spektrale Empfindlichkeit für photopisches Sehen Das Leuchtdichtemessgerät ersetzt das objektive Betrachterauge

30 Auswahl der Leuchtdichtemessgeräte

31 Prüfumfang Grauwertwiedergabe Maximalkontrast Geometrische Bildeigenschaften Orts- und Kontrastauflösung Homogenität Artefakte/Bildinstabilitäten

32 Grauwertwiedergabe SMPTE Gleichabständigkeit aller Kontraststufen 5% und 95%-Felder müssen deutlich sichtbar sein

33 Grauwertwiedergabe IEC

34 Maximalkontrast SMPTE Messung von min. Grauwert (Lmin) und max. Grauwert (Lmax) L L L L max min max min Kat: A Kat: B

35 Maximalkontrast TG18 und IEC

36 Geometrische Bildeigenschaften SMPTE Begrenzungsmuster vorhanden? Bildverschiebungen oder Bilddrehungen? Bild komplett sichtbar?

37 Geometrische Bildeigenschaften IEC

38 Orts- und Kontrastauflösung SMPTE M3 M5 M100

39 Homogenität SMPTE E1 M1 E2 Messung der Leuchtdichte nahe des Zentrums und in den vier Ecken (E1 - E4) Toleranzen (TFT): % von M1 Kat: A E3 E % von M1 Kat: B Max % zwischen zwei Monitoren

40 Homogenität IEC

41 Weitere visuelle Prüfungen Artefakte Fehlstellen Geisterbilder Helle oder dunkle Flecken Bildinstabilitäten Flimmern des dargestellten Bildes Horizontale/Vertikale Bewegungen des Bildes Zeitweise geometrische Verzerrungen

42 Prüfintervalle Quelle: ZVEI Qualitätssicherung an Bildwiedergabegeräten

43 TG18 - Testbilder TG18-CT für die LEUCHTDICHTE- Antwort ANG für den Blickwinkel GD für geometrische Eigenschaften TG18-UNL80 für die Gleich mäßigkeit der LEUCHTDICHTE TG18-CH, -KN, -MM2, -MM1 Dieses Bild muss formatfüllend angezeigt werden, darf also auf die tatsächlichen Bildabmessungen gedehnt werden (auch unterschiedlich in x- und y-richtung

44 TG18 - Testbilder OIQ zur Gesamtprüfung TG18-MP für die LEUCHTDICHTE-Auflösung TG18-LN8-01 für die LEUCHTDICHTE TG18-LN8-18 für die LEUCHTDICHTE TG18-UN10 für die visuelle Beurteilung der Gleichmäßigkeit der TG18-UN80 für die visuelle Beurteilung der Gleichmäßigkeit der LEUCHTDICHTE

45 Nützliche Quellen Testbilder DIN V ZVEI Qualitätssicherung an BWG

46 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!