乳腺數(shù)字圖像之軟閱讀與平均像素分析

宋俊峰，王洪霞

中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院腫瘤醫(yī)院 影像診斷科，北京 100210

乳腺數(shù)字圖像之軟閱讀與平均像素分析

宋俊峰，王洪霞

中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院腫瘤醫(yī)院 影像診斷科，北京 100210

目的探討乳腺數(shù)字圖像興趣區(qū)的平均像素值與窗寬、窗位的關(guān)聯(lián)性。方法使用環(huán)境照度計(jì)測量環(huán)境照度；環(huán)境照度滿足要求后，進(jìn)行后續(xù)測量。使用屏幕亮度計(jì)測量圖像灰階亮度；應(yīng)用測量軟件測量18-222模體照射圖像（3種自動(dòng)攝影模式）興趣區(qū)平均像素值。以灰階對應(yīng)平均像素值作為窗位進(jìn)行調(diào)節(jié)。結(jié)果① 測試圖像的平均像素值與灰階亮度的改變具有負(fù)相關(guān)，平均像素值越大亮度值反而越低；② 18-222模體攝影圖像興趣區(qū)的平均像素?cái)?shù)值與其接受射線劑量成負(fù)相關(guān)（Dose模式劑量最低，CNT模式劑量最大）。 ③ 3種模式有各自的亮度顯示區(qū)間，窗技術(shù)[2]調(diào)整明顯改變灰階顯示亮度，但不改變平均像素測量值。④ 平均像素值接近圖像顯示窗位默認(rèn)的數(shù)值。結(jié)論① 窗口技術(shù)應(yīng)用不影響圖像興趣區(qū)平均像素值測量準(zhǔn)確性。② 數(shù)字圖像興趣區(qū)平均像素?cái)?shù)值與射線劑量成負(fù)相關(guān)。③ 數(shù)字圖像興趣區(qū)平均像素?cái)?shù)值與顯示器亮度具有線性負(fù)相關(guān)。④ 數(shù)字圖像興趣區(qū)的平均像素?cái)?shù)值，可作為圖像窗位設(shè)置的重要參考值， 不建議用單一興趣區(qū)平均像素?cái)?shù)值作為整體圖像窗位設(shè)置的閱讀標(biāo)準(zhǔn)。⑤ 窗寬控制可顯示的灰階（或平均像素值）范圍。

乳腺數(shù)字圖像；乳腺攝影；軟閱讀；平均像素；灰階亮度；窗寬窗位

1 目的與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

探討乳腺數(shù)字圖像興趣區(qū)的平均像素與窗寬、窗位的關(guān)聯(lián)性。

1.2 實(shí)驗(yàn)材料

Senographe DS 采集系統(tǒng)、AW4.2 工作站（5 兆陰極射線管顯示器[1]、mean 測量軟件、MG 數(shù)字測試圖像）、美國FLUKE 18-222 （ 50/50） 乳腺性能模體、國產(chǎn) DT-1308 照度計(jì)、X 射線 QA 用亮度計(jì)（ST-86LA）、灰塑料板 1 張（面積大于顯示器屏）。

1.3 實(shí)驗(yàn)環(huán)境

室內(nèi)照度小于 50Lx ；實(shí)測顯示器表面照度 2.32Lx、距顯示器表面 50cm 處，測量顯示器表面灰塑料板照度 0.8Lx。環(huán)境測量時(shí)文字屏和另一圖像屏處于遮擋狀態(tài)。工作測量時(shí)，去掉遮擋。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

（1）AW4.2 工 作 站 和 其 它 儀 表 開 機(jī) 10min 后， 開 始測量 20 階灰階圖像和（% 類似 SMPTE 圖像[2]）灰階圖像的各個(gè)密度區(qū)域的 mean 和亮度值。其中亮度計(jì)使用儀表X100 和 X1000 檔測量亮度值，每次測量同一灰階時(shí)，測量檔不變。測量數(shù)值（見表1a 和表1b）。

（2）用 Senographo DS 乳腺攝影機(jī)分別選擇劑量模式（Dose）、標(biāo)準(zhǔn)模式（STD）、對比模式（CNT）對 18-222模 體 照 射 各 一 次。選擇測量面積（area）=50mm2，測量18-222 模體圖像圓圈興趣區(qū) mean ；選擇 area=100mm2，測量 18-222 模體圖像 9# 標(biāo)識的鈣化簇區(qū)域的 mean。記錄默認(rèn)窗寬和窗位數(shù)值，判讀其纖維條數(shù)、斑塊數(shù)和鈣化簇?cái)?shù)[3-4]（見表2）。

（3）用表2 Dose、STD、CNT 3 種模式的窗寬和窗位值在灰階圖像上調(diào)整窗寬與窗位；記錄各個(gè)灰階亮度值（見表3a）。

（4）選（% 類似 SMPTE 圖像）灰階圖像，以灰階對應(yīng)mean 值作為窗位，調(diào)節(jié)窗寬 ；觀察是否可以顯示該窗位為中心的圖像。

（5）在灰階圖像上以灰階對應(yīng) mean 值作為窗位，調(diào)節(jié)窗寬。觀察是否可以單獨(dú)顯示此窗位的灰階。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

AW4.2 工作站 20 級灰階圖像和（% 類似 SMPTE 圖像）灰階圖像的各個(gè)密度區(qū)域的 mean 值和亮度值見表1a、表1b。

選（% 類似 SMPTE 圖像）灰階圖像，以灰階對應(yīng)mean 值作為窗位，調(diào)節(jié)窗寬?？娠@示此窗位為中心的圖像。

選用 20 級灰階圖像，以灰階對應(yīng) mean 值作為窗位，

表1 a AW4．2工作站MG20級灰階圖像亮度與平均像素

表1 b AW4．2工作站MG（%類似SMPTE圖像）灰階圖像亮度與平均像素

表2 18-222模體Dose、STD、CNT模式（默認(rèn)值）圖像平均像素與目測性能數(shù)值

表3a 使用Dose、STD、CNT模式的窗寬和窗位和調(diào)試MG 20級灰階圖像之后的灰階亮度數(shù)值亮度單位 Lx

調(diào)節(jié)窗寬?？梢詥为?dú)顯示對應(yīng)窗位（或 mean）的灰階。

3 實(shí)驗(yàn)分析

（1）分析表1證實(shí)：測試圖像中平均像素值與灰階亮度的改變具有負(fù)相關(guān)，平均像素值越大亮度值反而越低。

（2）分析表3證實(shí)：3種模式有各自的亮度顯示區(qū)間，窗技術(shù)調(diào)整明顯改變灰階顯示亮度，但不改變平均像素測量值。

（3）分析表2 證實(shí) ：18-222 模體（3 種模式）攝影圖像興趣區(qū)的平均像素?cái)?shù)值與其接受射線劑量成負(fù)相關(guān)（Dose模式劑量最低，CNT 模式劑量最大）。

（4）表2證實(shí) ：平均像素值接近圖像顯示窗位默認(rèn)的數(shù)值。

（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持 ：圖像興趣區(qū)平均像素值可作為窗位參考值。

4 結(jié)論

（1）窗口技術(shù)應(yīng)用不影響圖像興趣區(qū)平均像素值測量準(zhǔn)確性。

（2）數(shù)字圖像興趣區(qū)平均像素?cái)?shù)值與射線劑量成負(fù)相關(guān)，不受窗口數(shù)據(jù)調(diào)控。

（3）數(shù)字圖像興趣區(qū)平均像素?cái)?shù)值與顯示器亮度具有線性負(fù)相關(guān)。

（4）數(shù)字圖像興趣區(qū)的平均像素?cái)?shù)值，可作為圖像窗位設(shè)置的重要參考值。

（5）不建議用單一興趣區(qū)平均像素?cái)?shù)值作為整體圖像窗位設(shè)置的閱讀標(biāo)準(zhǔn)。

[1] 康曉東．醫(yī)學(xué)圖像的數(shù)字化處理技術(shù)[M]．北京:人民衛(wèi)生出版社,2002:74-75．

[2] 余建明,牛延濤,等．CR、DR成像技術(shù)[M]．北京:中國醫(yī)藥科技出版社,2009．

[3] 燕樹林,牛延濤,等．乳腺X線攝影與質(zhì)量控制[M]．北京:人民軍醫(yī)出版社,2008．

[4] 朱輝球．建立乳腺X射線攝影系統(tǒng)質(zhì)控體系的實(shí)踐與探討[J]．中國醫(yī)療設(shè)備,2009,(9):163-165．

Soft Reading and Average Pixel Analysis of Mammary Digital Imaging

SONG Jun-feng, WANG Hong-xia Diagnostic Imaging Department, The Affiliated Tumour Hospital of China Academy of Medical Science, Beijing 100210, China

ObjectiveTo explore the correlation between the mean pixels of digital mammogram interest and window width and window level.MethodsUsed environmental luxmeter,measuring environment illumination. When the illuminance meet the requirements, measurement is go on. Use screen Luminance-meter,measuring image gray-scale. Use the software, measuring the mean pixels of 18-222 phantom interest, The mean pixel corresponded the gray-scale can be used to adjust the window level.Results① The mean pixels and the change of gray-scale brightness is negatively related ; ② The mean pixels of 18-222 phantom interest and the dose

is negatively related (Dose mode lowest,CNT mode highest ).③ Three models have their brightness interval,The Window technology adjustment changes gray-scale brightness obviously, but don't change the mean pixel.④The mean pixels closed the window level of imge.Conclusion① The application of window technology does not affect the accuracy of imge pixels measurement.② The mean pixels and the Radiation dose is negatively related.③ The mean pixels and monitor brightness is negatively related to the linear.④Mean pixel can be used as a important reference to set image window level.But,not suggest using mean pixel of a single area as standards to set a whole image window levle. ⑤ Window wide control the range of gray-scale (or mean pixels) displayed.

mammary digital imaging; mammography; soft reading; mean pixel ; gray-scale brightness; window wide(WW) window level(WL)

TH774

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2011.03.002

1674-1633(2011)03-0004-02

2010-11-23

作者郵箱：song8557@sina．com