DIN 6868-157 AP/KP BWS Übersicht · (Kommunikation Display / Grafikkarte z.B. über EDID, ......

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

09.2014 Copyright © Siemens AG 2009. All rights reserved.Wedel Matthias

• 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


•…

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


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

� �


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


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


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 %


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


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


Testbilder

Testbilder nach DIN 6868-157zur visuellen Prüfung

Grey steps

TG18 MP (1:1)

Overall Image Quality


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.


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)


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


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


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.


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


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


(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


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


“Kalibriertes” Bild mit Kontrastumkehr

Messung der Kennlinie wird an unterschiedlichen Orten im Display vorgenommen

Testbild (Original) Resultierende DarstellungUnzureichende


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)


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:


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


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


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


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


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)


• 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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