din 6868-157 ap/kp bws Übersicht · (kommunikation display / grafikkarte z.b. über edid, ......
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DIN 6868-157AP/KP BWS
Übersicht
For internal use only / Copyright © Siemens AG 2009. All rights reserved.H CP CV ME R&D 5
Übersicht
Version 2 vom 11.06.2015
Autor: Matthias WedelSIEMENS Healthcare GmbH
Anforderungen an die Norm
• Anpassung an den Stand der Technik:• Neue Displaytypen (OLED)• Neue Formate (4xFullHD, „Large Displays“)• Neue Interfaces (HDMI, DVI, Display Port) mit eigenen High Level
Protokollen
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• Zusammenfassen von Anforderungen aus der QS-RS und anderen Regelwerken in der Norm
• Teilw. höhere Anforderungen durch neue Behandlungsmethoden und Materialien (z.B. Intervention und Verwendung, sehr dünner Katheter)
• Einführung von DICOM GSDF als verpflichtender Kennlinie
• AP / KP in einer Norm
Was ist ein Bildwiedergabesystem nach DIN 6868-157 und DIN V 6868-57 ?
Bildwiedergabe-System
Verbindungs-technik•Kabel•Splitter•Switches•Converter•…
Host:
•SW, OS, Treiber•Grafikkarte
Bildwieder-gabegerät•DICOM Grayscale Display
Infrastruktur
Archiv:
6868-57Bitmap
6868-157DICOM Objekt
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•…
Auch in der neuen Version ist das gesamte Bildwiedergabesystem der Prüfung zu unterziehen.
Potentielle Fehler bei ausschließlichem Test des Bildwiedergabegerätes (also des Displays):• Kennlinienabstimmung falsch• Betriebsmode der Grafikkarte nicht ermittelbar (Anzahl Graustufen, …)• Betriebsmodus des Displays in Verbindung mit der Grafikkarte nicht definiert.
(Kommunikation Display / Grafikkarte z.B. über EDID, DDC, USB)• Impedanz Probleme (auch bei digitalen Verbindungen! Einfluss auf Bandbreitenaushandlung)• Probleme bei Interfaces mit Display Port (10 Bit, 12 Bit, Kalibrierung über Grafikkarte)
Vergleich 6868-57 und 6868-157
Aspekt 6868-57 6868-157 Auf-wand
Geräte CRTs, LCDs LCDs, OLEDs
Abnahmeprüfung Ja Ja
Konstanzprüfung Nein (beschrieben in QS-RL) Ja
Dental Nein Ja
Mobile Systeme Zu behandeln wie stationäre SystemeDurch QS-RL ausgenommen.
Erleichtert, initial MehraufwandQS-RL Ausnahme entfällt
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Durch QS-RL ausgenommen. QS-RL Ausnahme entfällt
Gesamte Bildkette Testbildquelle=med. System Testbildquelle=med. System �
Geometrie Ja Nein �
Kategorien A: BefundungB: Befundung (z.B. Schnittbild)C: Betrachtung: keine Anforderung
Befundqualität mit RaumklassenBetrachtungsqualität: keine Anforderungen, nur Empfehlung
�
Testbilder SMPTE Testbildals Bitmap systemintern hinterlegt
International eingeführte Testbilder nach EN 62563-1, als DICOM Objekt im System (z.B. Archiv) verfügbar
Messung: Gesamter Bildschirm Medizinisch relevante(r) Bereich(e)
Messverfahren Nur Distanzmessung zulässig Distanz (AP, KP), Aufsatz (KP)
Vergleich 6868-57 und 6868-157
Aspekt 6868-57 6868-157 Anfor-derung
Auf-wand
Kennlinie:AP:KP:
AP: z.B. CIE (DIN 5033-3), DICOM GSDF Visuell prüfen (durch Hersteller kalibriert)
KP: nicht Teil der Norm
AP: DICOM GSDF, ≥8 Bit, 256 Graustufen(nicht gefordert für RK 4/5/6)messtechnische Prüfung
KP: messtechnische Prüfung
�
?�
�
Diagonale/Auflösung:
Festgelegt: Mindestauflösung u.Diagonale des BWGs
Festgelegt: Mindestauflösungu. Mindestpixelgröße (≥ 140
� �
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Auflösung: Diagonale des BWGs u. Mindestpixelgröße (≥ 140 µm in x u. y) *1
� �
Homogenität: LCD: A: ±15% B: ±20%bei 50% DDL
±25% … ±30% bei 10% und 80% DDL
� �
1) Hinweis: u.A. keine praktikablen Messverfahren für Smartphones
6868-157: Raumklassen
Neu:
Kapitel1
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Raumklassenkonzept
Festlegungen zu Raumklassen
RK Raum Tätigkeiten Raum
[lx]
1 Befundungsraum Überwiegende Beurteilung von bildgebender Diagnostik durch fachkundige Ärzte. (z.B. PACS Befundungsraum)
Befu
nd
un
g≤ 50
2 Untersuchungs-räume mit sofortiger Befundung
Ärztliche Tätigkeiten im Untersuchungsraum, mittherapierelevante Entscheidungen vom BILDWIEDERGABESYSTEM
(typischerweise Niedrigkontrastobjekte)
≤ 100
3 Räume zum Führen der Untersuchung
Tätigkeiten, bei denen mittels des Dialogmonitors die Untersuchungsführung vorgenommen wird
≤ 500
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Untersuchung Untersuchungsführung vorgenommen wird (typischerweise bei Hochkontrastobjekten)
4 Betrachtungs- und Behandlungs-räume
Tätigkeiten, bei denen ein bekannter und beurteilter Befund nachvollzogen werden muss (z. B. Repositionen im OP, Schraubenentfernung in Unfallchirurgie usw.) Nicht in dieser Kategorie: Visitenwagen, Darstellungen für Patienten. Für die RK 4 gibt es nur Empfehlungen.
Betrachtung
≤ 1000
5 ZahnärztlicherBefundarbeitsplatz
Befundung außerhalb der Beleuchtungsbedingungen eines zahnärztlichen Behandlungsarbeitsplatzes
Befu
nd
un
g
≤ 100
6 Zahnärztlicher Behandlungsraum
Befundung unter Beleuchtungsbedingungen eines zahnärztlichen Behandlungsarbeitsplatzes
≤ 1000
Mindestanforderungen an Bildwiedergabegeräte -157
Körperregion/Methoden Maximaledisplay
leucht-dichte
Maximales Leuchtdichte-
Verhältnis
Matrix des BWGs
Leucht-dichte-Kennlinie
Homogenität innerhalb BWG(zw. mehreren
BWGs)
Projektionsradiographie (Thorax, Skelett, Abdomen)
≥ 250 ≥ 250 ≥ 1600 ×
≥ 1 200GSDF± 10 %
< 25 %(< 20 %)
Durchleuchtung (Fluoroskopie), alle Anwendungen
≥ 150 ≥ 100 ≥ 1024 ×
≥ 1024GSDF± 15 %
< 25 %(< 20 %)
Computertomographie ≥ 150 ≥ 100 ≥ 1024 ×
≥ 1024GSDF± 15 %
< 25 %(< 20 %)
Für RK 5: Dentale digitale Volumentomographie
≥ 200 ≥ 100 ≥ 1024 × entfällt; visuelle < 30 %
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VolumentomographieIntraorale Röntgendiagnostik mit dentalen Tubusgeräten, Panoramaschichtaufnahmen, Fernröntgenaufnahmen des Schädels, dentale Schädelübersichtsaufnahmen, Handaufnahmen zur Skelettwachstumsbestimmung
≥ 200 ≥ 100 ≥ 1024 ×
≥ 768entfällt; visuelle mit TESTBILD
OIQ a), b), c), e) und g)
< 30 %(< 30 %)
Für RK 6: Intraorale Röntgendiagnostik mit dentalen Tubusgeräten, Panoramaschichtaufnahmen, Fernröntgenaufnahmen des Schädels, dentale Schädelübersichtsaufnahmen, Handaufnahmen zur Skelettwachstumsbestimmung
≥ 300 ≥ 100 ≥ 1024 ×
≥ 768entfällt; visuelle Einstellung mit TESTBILD OIQ a), b), c), e) und g)
< 30 %(< 30 %)
GENERELLE ANFORDERUNGEN: MINIMALLEUCHTDICHTEa cd/m2: ≥ 1,1×LambPixelfehler (je 1024 × 1024 PIXEL): A ≤ 1, B ≤ 5, C ≤ 5, D ≤ 1
Körperregion / Methoden Maximale Leucht-dichtecd/m2
Maximales Leuchtdichte-Verhältnis
Matrix des BWGs
Leucht-dichte-Kennlinie
Homo-genität innerhalb BWG(zwischen mehreren BWGs)
Mammo-graphie ≥ 250 ≥ 250 ≥ 2 048 ×
≥ 2 048
GSDF± 10 %
< 25 %(< 10 %)
Mammo-graphische Stereotaxie
≥ 200 ≥ 100 ≥ 1 024 ×
≥ 1 024
GSDF± 15 %
< 25 %(< 20 %)
Zusätzliche Anforderungen an Bildwiedergabegeräte für die Mammographie und mammographische Stereotaxie
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Stereotaxie ≥ 1 024 ± 15 % (< 20 %)
GENERELLE ANFORDERUNGEN: MINIMALLEUCHTDICHTEa cd/m2: ≥ 1,1×LambPixelfehler (je 1024 × 1024 PIXEL): A ≤ 1, B ≤ 5, C ≤ 5, D ≤ 1
6868.157: Visuelle Prüfungen
Visuelle Prüfungen
Kapitel1
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Testbilder
Testbilder nach DIN 6868-157zur visuellen Prüfung
Grey steps
TG18 MP (1:1)
Overall Image Quality
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TG18 OIQ (1:1)
Sichtbarkeit der Niedrigkontrastlinien
TG18 LPH50TG18 LPH10 TG18 LPH89 TG18 LPV50TG18 LPV10 TG18 LPV89
Testbild TG18 OIQ (1:1 Darstellung zwingend)
Niederkontrastflächen in den 4 Ecken sichtbar.
Homogen steigende Helligkeit?Kontrastumkehr, Sattel?
Nur relevant für analog angebundene Displays.Keine Fahnen sichtbar.
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QUALITYCONTROLSchriftzug lesbar bis zu welchem Buchstaben?
Horizontale und vertikale Linien ohne Moiree auflösbar.
Testbild TG18 MP (darf auch skaliert dargestellt werden)
Eine (etwas schwer zu erkennende) Linie läuft horizontal über die langen Marker:(Bit Auflösung)
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Testbilder für die Mammographie
Speziell für die Mammographie sind die Testbilder TG18LP H/V zu bewerten.
Es ist zu prüfen ob die niedrigkontrastigenhorizontalen und vertikalen
Sichtbarkeit der Niedrigkontrastlinien
TG18 LPH50DDL: 128/143Delta: 15
TG18 LPH10DDL:26 / 29Delta: 3
TG18 LPH89DDL: 228/255Delta: 27
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horizontalen und vertikalen Linienmuster sichtbar sind.
Delta: 15Delta: 3 Delta: 27
TG18 LPV50DDL: 128/143Delta: 15
TG18 LPV10DDL:26 / 29Delta: 3
TG18 LPV89DDL: 228/255Delta: 27
Ermittlung der Pixelfehler
• Eine Analyse nach Fehlertypen wird nur vorgenommen, wenn bei der Betrachtung der Testbilder Pixelfehler in den befundrelevanten Bereichen auffallen.
• Es wird die Anzahl der Pixelfehler gezählt und die Fehlerart mit Hilfe eines Vergrößerungsglases entsprechend den nachfolgenden
TG18-UN10
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entsprechend den nachfolgenden Fehlerartdefinitionen eingestuft.
• Es dürfen nur Pixelfehler gezählt werden, welche in dem zur medizinischen Bilddarstellung relevanten Bereich auftreten (anwendungsabhängig!).
TG18-UN80
Pixelfehler: Definition der Fehlerarten
Ein Pixel besteht aus einem oder mehreren Subpixeln.
Subpixel: Teil eines Graustufenpixels oder einer der Grundfarbenteile eines Farbpixels.
A
PixelSub-Pixel
• Fehlerart A: (im dunklen Hintergrund): (Sub-)Pixel leuchtet ständig Zählen im TG18-UN10.
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B
C
D
• Fehlerart B: Subpixel ständig dunkelZählen im TG18-UN80.
• Fehlerart C: anormale Subpixel, (nicht A o. B) Zählen im TG18-UN10 und –UN80 (z. B. Zwischenzustand, blinkend, verdeckende oder lichtstreuende Einschlüsse).
• Fehlerart D: Fehlercluster aus zwei oder mehr Fehlern nach A bis C innerhalb eines Blocks von 5 × 5 Pixeln
6868-157: Messtechnische Prüfungen
Messtechnische
Kapitel1
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Prüfungen
Zulässige Messverfahren
A: Teleskopverfahren
(einziges Verfahren der -57)
B: Messgerät für Nahbereich-Leuchtdichte und
C: Frontintegriertes Leuchtdichte-Messgerät und
1
2
2
1
1
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(einziges Verfahren der -57) Nahbereich-Leuchtdichte und Beleuchtungsstärke
Messgerät und Beleuchtungsstärkemessgerät
Leuchtdichte L ermitteln mit Aufsatzmessgerät (1).
Wie B, jedoch mit integriertemLeuchtdichtemessgerät (1)
Beleuchtungsstärke E mit einem Luxmeter (2) orthogonal zur Oberfläche des BWGs ermitteln
Mit Reflexionsfaktor q (vom Hersteller) die Schleierleuchtdichte berechnen: Lamb = E ⋅ q
Leuchtdichte L´ direkt mit Leuchtdichte-Messgerät (1) messbar
Leuchtdichte L‘ durch Berechnung:
L' = L + Lamb = L + E ⋅ q
Struktur der Raumbeleuchtung hat Einfluss auf Reflektionen vom BWG:
Leuchtstoffröhremit Lamellenohne Lamellen
lxlx
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500 lx 500 lx 150
lx
300
lx
2cd/m2 1cd/m2
RaumbeleuchtungUmgebungsreflektionReflektion vom BWG
60%
Zeitliche Einflüsse bei (teil-)automatisierter Messung (variable Umgebungsbedingungen)
50% 20%Erwarteter WertGemessener Wert
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“Kalibriertes” Bild mit Kontrastumkehr
Messung der Kennlinie wird an unterschiedlichen Orten im Display vorgenommen
Testbild (Original) Resultierende DarstellungUnzureichende
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Wenn eine Grauwerttabelle auf Basis eines statischen Testbildes erstellt wird, welches die Grauwerte an unterschiedlichen Positionen des Bildschirmesdarstellt und das Display keine 100%ige Homogenitätaufweist, muss eine Kalibrierung versagen.
Ähnliche Probleme bestehen, wenn mit unzureichenden Umgebungsbedingungen Distanzmessungen vorgenommen werden (weißes Hemd, Spotlights).
Testbild (Original) Resultierende Darstellung
“Kalibriertes” Bild mit Kontrastumkehr
UnzureichendeHomogenität des Displays
Kennlinieneinstellung:� Basierend auf einem mathematischen
Modell des menschlichen Sehsystems (nach Barten) kann nach Messung der minimalen �und maximalen�Leuchtdichte eines Displays (incl. Umgebungs-beleuchtung!)
� das Display auf die GSDF
DICOM Grayscale Standard Display Function
1000
Lum
inan
ce[c
d/m
2 ]
100
10
� > Luminanzbereich des Displays:0,5–200cd/m2
⇒ Kontrast = 400 ⇒ OK
Luminanzbereich des Displays:0,5–200cd/m2
⇒ Kontrast = 400 ⇒ OK
�Bezugskennlinie DICOM GSDF (fix)�Bezugskennlinie DICOM GSDF (fix)
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Bezugskennlinie � eingestellt werden.
Presentation LUT � Die „Presentation LUT“ wirkt VOR der
GSDF. Rückwärts gerechnet wählt sie also die „richtigen“ Werte aus dem Hounsfieldraum und mapt diese auf die darstellbaren Grauwerte. Der Bildeindruck wird also verändert, nicht die Einstellung des Displays.
0,1
10
1
0 200 400 600 600 1000JND Index
� > � Auf Bezugskennlinie eingestelltes Display� Auf Bezugskennlinie eingestelltes Display
Display - JDN-Bereich: 550 – 50 = 500 JNDs=> Mehr als 255 => OKGleichmäßige „Verteilung“ auf die 256 Graustufen zur Erreichung eines als konstant wahrgenommenen Kontrastes zwischen je 2 benachbarten Graustufen
Display - JDN-Bereich: 550 – 50 = 500 JNDs=> Mehr als 255 => OKGleichmäßige „Verteilung“ auf die 256 Graustufen zur Erreichung eines als konstant wahrgenommenen Kontrastes zwischen je 2 benachbarten Graustufen
> >
JND: just noticeable Difference
Einsatz von Prüfsoftware ist grundsätzlich erlaubt und sinnvoll, aber:• Wenn Prüf-SW eingesetzt wird dann ist ein Nachweis zu erbringen dass eine
Prüfung mit der SW zu den gleichen Ergebnissen führt wie die Prüfung über das medizinische System (Wer diesen Nachweis zu erbringen hat legt die Norm nicht fest)
• oder der Hersteller des medizinischen Systems empfiehlt den Einsatz der SW für die Prüfung.
Einsatz von Prüfsoftware:
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Ganz schlechtes Beispiel:� Eine Prüfsoftware konnte die Stimuli der medizinischen Bildkette nicht
nachvollziehen da z.B. keine LUTs geladen werden konnten. DICOM kann nicht dargestellt werden.Die Messung hat aber die DICOM Kurve richtig wiedergegeben!?
� Lösung: Anstatt der vorgeschriebenen Testbilder wurden derart veränderte Bilder verwendet in welchen die Abweichungen der Messwerte durch Dithering vorher herausgerechnet wurden!Sehr geschickt! (Sogar Kalibrierung könnte klappen). Ohne Nachweis sehr problematisch!
Einsatz von Prüfsoftware, ein Beispiel:
Display Port 10 Bit, 300cm
DDC-Kanal, EDID-Interface
Fall Back KanalVGA, 8 Bit
LUT Übertragung
System stellt sich z.B. auf die optimale Bildwiederholfrequenz
Testsignalquelle Zu prüfendes Display
Austausch-Display
Gleicher Typ
Medizinische Anlage
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Display Port, 8 Bit, 80cm
Testsignalquelle stellt sich (über OS) auf höchste Bildwiederholfrequenz und Auflösung ein. SW Stack nutzt OS-eigene Funktion und unterstützt nur 8 Bit
System stellt sich z.B. auf die optimale Bildwiederholfrequenz der Rendering Engine ein. SW-Stack unterstützt 10 Bit (z.B. über OpenGL)
Gleicher Typ
Gleicher TypGleiche HW-/ FW-Revision, Color Matching, …Service Laptop
6868-157: Konstanzprüfung
Konstanzprüfung
Kapitel1
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214,0
KP
Bezugswerte für die Konstanzprüfung
Nach bestandener Abnahmeprüfung werden die Messgeräte des Betreibers auf die Bezugswerte „eingemessen“.
Dazu sind mit den für die Konstanzprüfung vorgesehenen Prüfmitteln und Verfahren die 213,0
AP
227,0
KP
224,0
KP
217,0
KP
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Prüfmitteln und Verfahren die Bezugswerte für die nachfolgende Konstanzprüfung festzulegen.(Die AP kann natürlich auch mit den kalibrierten Geräten des Betreibers vorgenommen werden)
213,0 227,0
Abweichung >20 %: Ergreifen von Maßnahmen welche weitere Abweichungen verhindern.
Abweichungen >30 %: Fehlerbehebung
Visuelle Prüfungen
Zeichen Beschreibung Testbild
Gesamtbildqualität Arbeitstäglich die Prüfungen a), b)a, c) a, e), g)
TG18-OIQ
Homogenität der Leuchtdichte
Halbjährlich TG18-UN80
Farbeindruck und Gleichmäßigkeit
Halbjährlich TG18-UN80
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Gleichmäßigkeit a Bei RK 5 und RK 6 gilt: Im Testbildelement 3 muss mindestens im mittleren, grauen Feld der Schriftzug „QUALITY CONTROL" vollständig zu erkennen sein. Im Testbildelement 2 (5 %- und 95 %-Feld) muss das Niedrigkontrastquadrat erkennbar sein.
a) Linienpaar-Rasterb) „QUALITY CONTROL“ im weißen und grauen Feld: „QUALITY CONTROL“ für alle Raumklassen; c) vier Ecken mit geringem KONTRAST innerhalb der Leuchtdichte-Flächenelemented) Sichtbarkeit der Grenzen und Linien des Rasters und der Zentrierung des Rasterse) Unterscheidbarkeit aller 16 Leuchtdichte-Flächenelementef) Kontinuität des Erscheinungsbildes der Verlaufsbalkeng) direkte Schwarz-Weiß- und Weiß-Schwarz-Übergänge
Arbeitstägliche Prüfung: warum?
Einflussgrößen welche sich täglich ändern können:• Technisch
• Ausfälle (Netzteil, Inverter, Röhren, LEDs) geschehen meist beim Einschalten der Geräte
• Protokollbedingte Änderungen der Bildübertragungsmodi (Display Port)
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• Updates der SW (OS, OpenGL, DirectX, .Net, Anwendung, …)• Updates von Vieren-Software• Bewegung des Gerätes
• Umgebung• Änderung der Raumbeleuchtungssituation• Änderung der Aufstellung des Displays• Einfluss der Kleidung des Befunders
• Dauer: 10 sec
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