Zalety technologii Hybrid Gamma PXL

Monitory opisowe (diagnostyczne), przeglądowe i ogólnego zastosowania Dicom.
Awatar użytkownika
Informator
Ogłaszacz Świetnych Rzeczy
Kontakt:
Posty: 181
Rejestracja: 28 wrz 2010, o 15:08

Zalety technologii Hybrid Gamma PXL

15 gru 2017, o 17:01

1. Wprowadzenie

Technologiczne postępy w dziedzinie obrazowania medycznego sprawiły, że szpitale muszą radzić sobie z coraz większą ilością różnorodnych danych. W efekcie w placówkach medycznych popularne stało się korzystanie z wielu rodzajów kolorowych i monochromatycznych obrazów jednocześnie. Tę tendencję dodatkowo wspierają i napędzają nowoczesne wyświetlacze LCD, oferujące wysoki poziom jasności i wysoki współczynnik kontrastu.

Odtwarzanie monochromatycznych i kolorowych obrazów na jednym ekranie stanowi jednak poważne wyzwanie z technicznego punktu widzenia – a to dlatego, że monochromatyczne obrazy muszą być wyświetlane z zastosowaniem ustandaryzowanych wartości gamma, które są zupełnie inne dla obrazów kolorowych.

Norma DICOM (ang. Digital Imaging and Communications in Medicine – obrazowanie cyfrowe i wymiana obrazów w medycynie) część 14 podaje dokładne wytyczne dotyczące wartości gamma dla obrazów monochromatycznych, znane pod nazwą GSDF (Grayscale Standard Display Function). Wartości te, przyjęte przez wiele międzynarodowych instytucji takich jak AAPM, DIN, JIRA czy IEC, wykorzystuje się powszechnie do kontroli jakości monitora.

Tymczasem przy wyświetlaniu obrazów kolorowych często stosuje się wartości gamma znane jako Gamma 2.2, określone dla przestrzeni barwnej sRGB (rys. 1).*

Niektóre monitory medyczne korzystają z technologii umożliwiających przełączanie się między obrazami DICOM w skali szarości i kolorowymi obrazami Gamma 2.2, aby wyświetlać jedne i drugie z odpowiednią krzywą gamma (rys. 2). Takie rozwiązanie wymaga zazwyczaj ręcznego przestawiania trybu i nie pozwala na wyświetlanie monochromatycznych i kolorowych obrazów jednocześnie na wspólnym ekranie.

Technologia Hybrid Gamma PXL całkowicie rozwiązuje ten problem, ponieważ potrafi wyświetlać zarówno kolorowe, jak i monochromatyczne obrazy medyczne z odpowiednimi wartościami gamma. Użytkownik nie musi też niczego ustawiać ani wybierać ręcznie – Hybrid Gamma PXL automatycznie odróżnia obrazy kolorowe od monochromatycznych, badając je piksel po pikselu, a następnie wyświetla badania hybrydowo. Dzięki temu każdy widoczny na ekranie piksel ma optymalną skalę szarości.

Poniżej przedstawiamy najważniejsze cechy tej innowacyjnej technologii i omawiamy jej zgodność ze standardem DICOM część 14 w oparciu o badanie przeprowadzone niedawno w japońskim szpitalu Kumamoto Chuo.

* AAPM (American Association of Physicists in Medicine) oraz ICC (International Color Consortium) pracują nad ustandaryzowaniem kryteriów dotyczących wyświetlania kolorowych obrazów medycznych.

wykres_wartości.png
wykres_wartości.png (28.27 KiB) Przejrzano 902 razy

Rys. 1 Wartości standardów GSDF i Gamma 2.2

CALswitch.png
CALswitch.png (148.77 KiB) Przejrzano 902 razy

Rys. 2 Różne tryby wyświetlania


2. Zarys technologii Hybrid Gamma PXL

Teoretycznie tradycyjne, kolorowe monitory medyczne potrafią przełączać się między trybami GSDF i Gamma 2.2, ale lekarze najczęściej ograniczają się do korzystania z krzywej gamma GSDF, aby uniknąć niewygód związanych z koniecznością ręcznej zmiany ustawień.

Zdarza się zatem, że kolorowe obrazy nie są optymalnie wyświetlane. Jak pokazano na przykładzie poniżej (rys. 3), po wybraniu krzywej GSDF półtony kolorowych obrazów stają się ciemniejsze, przez co badania trudniej jest odczytać.

porównanie_obrazów.png
porównanie_obrazów.png (157.75 KiB) Przejrzano 902 razy

Rys. 3 Widoczne różnice
(Na niebiesko zaznaczono obrazy monochromatyczne, na czerwono obrazy kolorowe)

Hybrid Gamma PXL eliminuje to zjawisko, analizując wszystkie obrazy piksel po pikselu i przypisując im odpowiednie wartości krzywej gamma w czasie rzeczywistym. Oznacza to, że do wyświetlania pikseli monochromatycznych używane są wartości GSDF, a do wyświetlania pikseli kolorowych wartości Gamma 2.2.

algorytm.png
algorytm.png (174.27 KiB) Przejrzano 902 razy

Rys. 4 Algorytm Hybrid Gamma PXL

W ramach funkcji Hybrid Gamma PXL dla kolorowych obrazów zawierających monochromatyczne piksele zostanie zastosowana specjalna technika mieszania usuwająca szumy.


3. Badanie

Celem badania przeprowadzonego przez doktora Kazuhiro Katahirę, radiologa ze szpitala Kumamoto Chuo, była ocena technologii Hybrid Gamma PXL pod kątem skuteczności i bezpieczeństwa. Analizie poddano trzy aspekty:

1) zgodność ze standardem DICOM część 14 przy odczycie badań monochromatycznych,

2) skuteczność diagnozy opartej na kolorowych badaniach z krzywą Gamma 2.2,

3) różnice w stosowaniu „mieszanej” krzywej opartej na Gamma 2.2 i prawdziwej krzywej Gamma 2.2.

Czas, miejsce i uczestnicy
Okres: od 23 maja 2017 do 3 lipca 2017
Miejsce: gabinet diagnostyczny w szpitalu Kumamoto Chuo
Uczestnicy: dwóch radiologów z 12 i 27-letnim doświadczeniem

Urządzenia
Dwa kolorowe monitory 5MP (EIZO RadiForce RX560)
* Z ustawieniami wskazanymi w tabelce „Ustawienia monitora”.

Obrazy testowe

Tabela nr 1: Obrazy testowe
tabelka 1.png
tabelka 1.png (22.69 KiB) Przejrzano 896 razy

Konfiguracja

Tabela nr 2: Ustawienia monitora
tabelka 2.png
tabelka 2.png (8.91 KiB) Przejrzano 896 razy
Hybrid-Gamma.png
Hybrid-Gamma.png (30.69 KiB) Przejrzano 902 razy

Rys. 5. Zestawienie monitorów

Sposób oceny

Trzy opcje do wyboru:

(A) > (B) lub (A) > (C) : (A) zapewnia lepszą diagnozę.
(A) = (B) or (A) = (C) : Nie ma wyraźnej różnicy.
(A) < (B) lub (A) < (C) : (B) lub (C) zapewnia lepszą diagnozę.

Procedura testowa

1) Wyświetlenie obrazu testowego na urządzeniach (A) i (B). (rys. 5, po lewej)
2) Wybór jednej z dwóch opcji na podstawie porównania (A) i (B)
3) Wyświetlenie obrazu testowego na urządzeniach (A) i (C). (rys. 5, po prawej)
4) Wybór jednej z dwóch opcji na podstawie porównania (A) i (C)

Analiza

Wyliczenie łącznej sumy punktów dla poszczególnych grup:

– Wszystkie badania
– Badania monochromatyczne
– Badania kolorowe

* Końcowe wyniki stanowią średnią punktów przyznanych przez obu badanych.


4. Rezultaty

Poniższe wykresy przedstawiają wyniki wszystkich badań, badań monochromatycznych i badań kolorowych.

Hybrid-Gamma_1.png
Hybrid-Gamma_1.png (12.52 KiB) Przejrzano 902 razy

Rys. 6 Hybrid Gamma PXL i GSDF (Wszystkie badania) Rys. 7 Hybrid Gamma PXL i 2.2 (Wszystkie badania)

Hybrid-Gamma_2.png
Hybrid-Gamma_2.png (11.35 KiB) Przejrzano 902 razy

Rys. 8 Hybrid Gamma PXL i GSDF (Badania monochromatyczne) Rys. 9 Hybrid Gamma PXL i 2.2 (Badania monochromatyczne)

Hybrid-Gamma_3.png
Hybrid-Gamma_3.png (12.82 KiB) Przejrzano 902 razy

Rys. 10 Hybrid Gamma PXL i GSDF (Badania kolorowe) Rys. 11 Hybrid Gamma PXL i 2.2 (Badania kolorowe)

Poniżej zestawiono oceniane obrazy dla porównania.

obrazy1.png

Rys. 12 Przykładowe obrazy RI (Hybrid Gamma PXL, po lewej, GSDF w środku, 2.2 po prawej)

obrazy2.png

Rys. 13 Przykładowe obrazy ES (Hybrid Gamma PXL po lewej, GSDF w środku, 2.2 po prawej)

obrazy3.png

Rys. 14 Przykładowe obrazy CT (Hybrid Gamma PXL po lewej, GSDF w środku, 2.2 po prawej)


Poniżej podsumowujemy trzy badane aspekty technologii Hybrid Gamma PXL.

1) Zgodność ze standardem DICOM część 14 przy odczycie badań monochromatycznych

Rys. 8 pokazuje, że dla 8,5 z 9 monochromatycznych obrazów (ok. 94%) tryb Hybrid Gamma PXL stosujący DICOM GSDF został oceniony na równi z trybem DICOM GSDF, a w jednym przypadku tryb Hybrid Gamma PXL stosujący DICOM GSDF oceniono lepiej niż tryb DICOM GSDF. Nie zdarzyło się natomiast, by tryb DICOM GSDF został oceniony lepiej niż tryb Hybrid Gamma PXL.

Jak wyjaśniono wcześniej, tryb Hybrid Gamma PXL stosuje DICOM GSDF dla wszystkich pikseli monochromatycznych. Wyniki testu potwierdziły, że obrazy monochromatyczne oglądane w trybie Hybrid Gamma PXL wyświetlają się prawidłowo.

2) Skuteczność diagnozy opartej na kolorowych badaniach z krzywą Gamma 2.2

Rys. 10 pokazuje, że dla 31,5 z 86 kolorowych obrazów (ok. 37%) tryb Hybrid Gamma PXL stosujący „mieszaną” krzywą Gamma 2.2 został oceniony lepiej niż tryb krzywej gamma GSDF, a wśród ocenionych w ten sposób badań znalazły się wyłącznie obrazy ES lub RI, bez obrazów US. Nie zdarzyło się, by tryb DICOM GSDF został oceniony lepiej niż tryb Hybrid Gamma stosujący „mieszaną” krzywą Gamma 2.2.

3) Różnice w stosowaniu „mieszanej” krzywej opartej na Gamma 2.2 i prawdziwej krzywej Gamma 2.2

Rys. 11 pokazuje, że dla 66 z 86 kolorowych obrazów (ok. 77%) tryb Hybrid Gamma PXL stosujący „mieszaną” krzywą Gamma 2.2 został oceniony na równi z trybem Gamma 2.2. Z kolei dla 8,5 z 86 kolorowych obrazów (ok. 10%) tryb Hybrid Gamma PXL stosujący „mieszaną” krzywą Gamma 2.2 został oceniony lepiej niż tryb Gamma 2.2.

Stosowanie „mieszanej” krzywej Gamma 2.2 do wyświetlania kolorowych obrazów w żaden sposób nie pogarsza ich jakości.


5. Wnioski

Bezpieczeństwo

Jak widać w podpunkcie (1), tryb Hybrid Gamma PXL prawidłowo wyświetla obrazy monochromatyczne i działa tak samo, jak zwykły tryb GSDF. Oznacza to, że tryb Hybrid Gamma PXL jest zgodny ze standardem DICOM część 14 w zakresie wyświetlania obrazów monochromatycznych. Z podpunktu (3) wynika natomiast, że przy przeprowadzaniu diagnozy kolorowych badań nie ma różnicy między obrazami z krzywą opartą na Gamma 2.2 a tymi samym obrazami z prawdziwą krzywą Gamma 2.2.

Skuteczność

Podpunkt (2) wskazuje na dużą różnicę (37% spośród 86 kolorowych badań) w diagnozie pomiędzy trybem Hybrid Gamma PXL z „mieszaną” krzywą Gamma 2.2 a trybem z krzywą gamma GSDF. Wyniki sugerują, że analiza kolorowych obrazów jest bardziej efektywna w trybie Hybrid Gamma PXL niż w samym trybie GSDF.

Można zatem stwierdzić, że technologia Hybrid Gamma PXL umożliwia diagnozę na takim samym poziomie, jak DICOM GSDF, a jednocześnie poprawia diagnozę kolorowych obrazów, nie niosąc żadnych negatywnych skutków.
http://monitory.mastiff.pl - Monitory profesjonalne.

Forumowy Stig.

Wróć do „Medycyna”

Kto jest online

Użytkownicy przeglądający to forum: Obecnie na forum nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 1 gość

Zaloguj się · Zarejestruj się

Informacje

Jest 5 użytkowników online :: 4 zarejestrowanych, 0 ukrytych i 1 gość
Zarejestrowani użytkownicy: Bing [Bot], Google [Bot], Marekoniarek, morskit
Najwięcej użytkowników (14) było online 3 gru 2017, o 23:00
Liczba postów: 49599
Liczba tematów: 2994
Liczba użytkowników: 3196
Ostatnio zarejestrowany użytkownik: Janek
Nikt dzisiaj nie obchodzi urodzin

Wybór stylu