Bildwiedergabesysteme / Monitore

Auf dieser Seite werden die Qualitätssicherungen an Bildwiedergabegeräten, die Unterschiede der DIN V 6868-57:2001-02 und DIN 6868-157:2022-01 sowie Testbilder vorgestellt. Sie soll einen kompakten Überblick präsentieren, die das Lesen der DIN-Normen und Richtlinien zwar keineswegs ersetzt, aber erleichtern kann.

Monitorprüfung

Nachdem eine Röntgenuntersuchung durchgeführt wurde, erfolgt die Befundung heutzutage in der Regel an einem Monitor. Durch die Digitalisierung wurde der Röntgenfilm-Schaukasten fast vollständig abgelöst, doch nicht jedes Bildwiedergabegerät (BWG) ist zur Befundung geeignet. Das Deutsche Institut für Normung (DIN) stellt hohe Anforderungen an die Qualität der Monitore. Darüber hinaus werden Konstanzprüfungen sowie deren Intervalle und Rahmenbedingungen definiert. Häufig ist nicht ersichtlich, an welchem Monitor die Befundung überhaupt zulässig ist, sodass die Markierung z.B. mit kleinen Aufklebern ratsam ist.

§1 barco beispielhafter aufkleber befundung

Wie bei allen Geräten, die bei der Anwendung radioaktiver Stoffe und ionisierender Strahlung am Menschen, zum Einsatz kommen, muss auch bei Bildwiedergabesystemen (BWS) nach § 115 StrlSchV vor der Inbetriebnahme eine Abnahmeprüfung und Bezugswertfestlegung mit dem Hersteller und anschließend regelmäßige Konstanzprüfungen nach § 116 StrlSchV erfolgen.

Inhaltsverzeichnis

Grundlagen

Physikalische Grundlagen

Lichtstrom

Der Lichtstrom \Phi bezeichnet das von einer Lichtquelle gesamte abgegebene Licht pro Zeiteinheit. Dabei wird die Empfindlichkeit des menschlichen Auges berücksichtigt, indem der für den Menschen sichtbare Spektralbereich mit der Sensibilität für bestimmte Wellenlänge gewichtet wird. Obwohl der Lichtstrom physikalisch eine Strahlungsleistung beschreibt, ist die Einheit Lumen (lm) anstelle von Watt, wodurch die Berücksichtigung der Empfindlichkeit des menschlichen Auges kenntlich gemacht wird. Symbolisch wird dies durch den Index \text{v} (visuell) realisiert: \Phi_\text{v} .

Leuchtdichte

Die Leuchtdichte L_\text{v} wird in Candela pro Quadratmeter angegeben und beschreibt den abgegebenen Lichtstrom \Phi_\text{v} der von einer Fläche A ausgeht unter Berücksichtigung des Orts und der Richtung. Da im Falle eines Monitors die Lichtquelle eine gleichmäßige Fläche ist, gilt für die Leuchtdichte

L_\text{v} = \frac{\Phi_\text{v}}{A \cdot \cos(\beta) \cdot \Omega}

, wobei \Omega den Raumwinkel, in den das Licht abgestrahlt wird und \beta den Winkel zwischen Abstrahlrichtung und Flächennormale bezeichnet.

Um zumindest ein grobes Gefühl für Größenordnungen zu bekommen, nachfolgend einige Beispielwerte: Bei einem Nachthimmel beträgt die Leuchtdichte 0,001 cd/m², bei Sonnenschein am Mittag um 2\cdot10^9 cd/m², bei einer Glühbirne ca. 100.000 cd/m² und bei Monitoren zwischen 100 cd/m² (Röhrenmonitor) und 800 cd/m² (LCD).

Beleuchtungsstärke

Die Beleuchtungsstärke E bezeichnet den Lichtstrom \Phi , der auf die Fläche A eines beleuchteten Objektes fällt.

E_\text{v} = \text{d}\Phi_\text{v} \: / \: \text{d}A

Die Größe kann mit einem Luxmeter in der entsprechenden SI-Einheit Lux gemessen werden. Im Sommer beträgt die Beleuchtungsstärke bei klarem Himmel je nach Sonnenhöhe z.B. 20.000 – 130.000 Lux. Typische Bürobeleuchtungen liegen bei 500 Lux, eine Kerze in ca. einem Meter erzeugt 1 Lux und der Sternenhimmel bis zu 2 Millilux.

Messmittel (Beispiele)

Die verwendeten Messmittel für die Bezugswertfestlegung und die Konstanzprüfung müssen vom Betreiber vorgehalten und regelmäßig kalibriert werden. Moderne Monitormodelle verfügen über integrierte Umgebungsleuchtdichtesensoren, sodass die Nutzung eines separaten Beleuchtungsstärkemessgeräts entfällt.

Leuchtdichtemessgerät

  • iba Dosimetry – LXCan
  • iba Dosimetry – LX Plus (iba Dosimetry)
  • Barco – LCD-Sensor (nur für die Konstanzprüfung zugelassen)
  • Pehamed – Cd Lux
  • Gossen – Mavo-Spot 2

Beleuchtungsstärkemessgerät

  • iba Dosimetry – Photometrischer Messkopf LX-LS
  • Pehamed – Cd Lux
  • iba – LX-LS
  • Gossen – Mavolux 5032 C Base
  • Barco – LCD-Sensor (nur für die Konstanzprüfung zugelassen)
§2.2 barco beleuchtungsstärkemessgerät (barco lcd sensor)
Barco-Beleuchtungsstärkemessgerät (Barco LCD-Sensor)

DIN 6868-157

Die DIN 6868-157:2022-01 regelt die Abnahme- und Konstanzprüfung von Bildwiedergabesystemen und ihrer Umgebung. Sie findet überall dort Anwendung, wo Aufnahmen mit Bildwiedergabegeräten (CT, Radiographie, Durchleuchtung, DSA, PACS) befundet werden.

Die Überprüfung eines Bildwiedergabesystems darf erst beginnen, wenn die in Kapitel 5 der DIN 6868-157 definierten Prüfvoraussetzungen erfüllt sind. Dazu zählt u.a., dass die Angaben zum Aufstellungsort, dem Bildwiedergabegerät und den Prüfmitteln vollständig sind. Außerdem müssen vor dem Prüfbeginn die Betrachtungsbedingungen der Abnahmeprüfung hergestellt werden (z.B. Beleuchtung, Kleidung, Reflexionen, Aufwärmen des BWG).

Raumklasse

Bildwiedergabesysteme werden nach

  1. Befundungsqualität und
  2. Betrachtungsqualität

klassifiziert und anschließend anhand der Tätigkeit und Beleuchtungsstärke in Raumklassen unterteilt.

Raumklasse Raum Tätigkeit Klassifikation Beleuchtungsstärke
RK 1
Befundungsraum
z.B. Radiographie- und CT-Befundung
Befundqualität
< 50 Lux
RK 2
Untersuchungsraum mit sofortiger Befundung
Therapierelevante Entscheidung im Untersuchungsraum, z.B. HKL, Gefäßchirurgie, Neuroradiologie (Niedrigkontrastobjekte)
Befundqualität
< 100 Lux
RK 3
Räume zum Führen der Untersuchung
Untersuchungsführung mit Dialogmonitor, z.B. im CT-Raum (Hochkontrastobjekte)
Befundqualität
< 500 Lux
RK 4
Betrachtungs- und Behandlungsräume
Nachvollziehen einer Befundung, z.B. Schraubenentfernung
Betrachtungsqualität
< 1000 Lux

In der Zahnmedizin sind noch die Raumklassen 5 und 6 definiert. Für weitere Details, s. DIN-Norm.

Bei der Festlegung der Raumklasse sollte diejenige Beleuchtungsstärke zugrunde gelegt werden, die während der Routine vorhanden ist. Da in Raumklasse 3 eine höhere Beleuchtungsstärke zulässig ist, sind die Anforderungen an den Monitor im Vergleich zu Monitoren der Raumklasse 2 erhöht.

Abnahmeprüfung

Das Wichtigste bei der Abnahmeprüfung ist die Dokumentation der Prüfbedingungen. Häufig scheitern folgende Konstanzprüfungen, da die relevanten Umgebungsfaktoren nicht reproduzierbar hergestellt werden können. Um potenziellen Mehraufwand zu vermeiden lohnt sich demnach eine Installation von Verdunklungsmöglichkeiten und dimmbarer Raumbeleuchtung vor der Inbetriebnahme sowie eine äußerst detaillierte Beschreibung

Die Abnahmeprüfung ist in eine visuelle und eine messtechnische Prüfung, die mit den Messmitteln des Betreibers durchzuführen ist, unterteilt. Neben den in Tabelle 6 und 7 (Mammographie) der DIN 6868-157 definierten Mindestanforderungen, ist neuerdings eine Mindestpixelgröße (140 µm) statt einer Mindestbildschirmgröße vorgeschrieben.

Für mobile BWG (z.B. an einem mobilen C-Bogen) gelten abweichende Bestimmungen. Der Umfang der Abnahme- und Konstanzprüfung reduziert sich auf die Messung der Beleuchtungsstärke, die minimale und maximale Leuchtdichte sowie deren Verhältnis. Die Details sind in Kapitel 8.6. der DIN 6868-157 nachzulesen.

Für BWG mit Betrachtungsqualität ist keine Abnahmeprüfung erforderlich.

Visuelle Prüfung

tg18 oiq + kommentare
Mit dem Testbild TG18-OIQ erfolgt die Prüfung der Gesamtbildqualität und der Bildgeometrie.
  1. Linienpaar-Raster ohne Schlieren, Verwischungen o.ä. und Sichtbarkeit der zwei Pixel breiten Linienpaar-Raster mit niedrigem Kontrast in der Mitte und in der Ecke
  2. Sichtbarkeit der 5 % und 95 % – Felder (nur relevant für Raumklassen 5 & 6, Zahnmedizin)
  3. Sichtbarkeit der Buchstaben „QUALITY CONTROL“
    • auf weißem und grauem Hintergrund: Komplett für alle Raumklassen (RK)
    • auf schwarzem Hintergrund: RK1: Komplett, RK2, „QUALITY CONTRO“, RK3 „QUALITY CONT“, RK4 „QUALITY CON“.
  4. Sichtbarkeit der vier Ecken mit geringem Kontrast innerhalb der Leuchtdichte-Flächenelemente
  5. Sichtbarkeit der Grenzen und Linien des Rasters und der Zentrierung des Rasters im aktiven Bereich des BWS
  6. Unterscheidbarkeit aller 16 Leuchtdichte-Flächenelemente
  7. Kontinuität des Erscheinungsbildes der Verlaufsbalken
  8. Direkte schwarz-weiß Übergänge im „Spinnen“-Element zentral im Kopf des Bildes

Wie die einzelnen Prüfpunkte genau zu bewerten sind, ist im Kapitel Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Abnahmeprüfung beschrieben.

tg18 mp mit und ohne zoom
Mit dem Testbild TG18-MP erfolgt die Prüfung der Graustufenauflösung.

Da insbesondere bei der Prüfung des Testbildes TG18-MP häufig Fehler gemacht werden oder Fragen auftreten, haben wir im Kapitel „Abnahme (Schritt für Schritt)“ weitere Hinweise zur Anwendung bei unterschiedlichen Graustufentiefen ergänzt.

tg18 un10 und tg18 un80
Mit dem Testbild TG18-UN80 (links) erfolgt die Prüfung der Homogenität der Leuchtdichte sowie des Farbeindrucks und der Gleichmäßigkeit. Zusammen mit dem Testbild TG18-UN10 (rechts) wird das Bild auf Pixelfehler überprüft.

Welche Prüfpunkte für welche Raumklasse geprüft werden muss, kann dem Kapitel 8.2 der DIN 6868-157 entnommen werden. Für die Mammographie gibt es noch die zusätzlichen Bilder TG18-LPH10, -LPH50 und LPH80 sowie TG18-LPV19, -LPV50 und LPV80 zur Überprüfung der Sichtbarkeit von Linienstrukturen in den Testbildern.

Messtechnische Prüfung

Die messtechnische Prüfung umfasst die Bestimmung der folgenden sieben Parameter.

  • Schleierleuchtdichte L_\text{amb} : Die Schleierleuchtdichte bezeichnet die Leuchtdichte bei ausgeschaltetem Monitor. Sie kann z.B. mit einem sogenannten Teleskop-Leuchtdichte-Messgerät orthogonal zum und mittig im Bildschirm in einem definierten Abstand gemessen werden. Da eine leichte Abweichung des Messwinkels bei der Messung der Schleierleuchtdichte sehr große Auswirkung hat, wird empfohlen alternativ die Beleuchtungsstärke zu messen (s. 2.).
  • Neben der direkten Messung kann die Schleierleuchtdichte auch durch Multiplikation der Beleuchtungsstärke mit einem monitorspezifischen Reflexionsfaktor (s. Spezifikationen des jeweiligen BWG, z.B. 0,0074 cd/(m² lx)) berechnet werden. Da Toleranz und Messfehler höher sind als der Messwert, sollte dieser jedoch bestenfalls nicht zur Konstanzprüfung verwendet werden.
  • Minimal- und Maximalleuchtdichte: Die Messung der Minimal- und Maximalleuchtdichte erfolgt analog z.B. mit einem Teleskopmessgerät, sodass die Schleierleuchtdichte (Kennzeichnung durch „ ‘ “) mitberücksichtigt wird. L‘_\text{min} wird mithilfe des Testbildes TG18-LN8-01 und die Maximalleuchtdichte L‘_\text{max} mithilfe Testbildes TG18-LN8-18 bestimmt.

    Nicht zu verwechseln sind diese Werte mit der minimalen Displayleuchtdichte L_\text{min} und maximalen Displayleuchtdichte L_\text{max} . Diese Werte werden durch Nahbereichsmessungen unter Ausschluss des Umgebungslichts (also der Schleierleuchtdichte) ermittelt. Daraus resultiert:

    L‘_\text{min} = L_\text{min} + L_\text{amb} \:\:\:\text{und}\:\:\: L‘_\text{max} = L_\text{max} + L_\text{amb}

tg18 ln8 01 und tg18 ln8 18
TG18-LN8-01 und TG18-LN8-18
    • Beleuchtungsstärke: Die Definition der Beleuchtungsstärke wurde einleitend erläutert. Sie wird senkrecht und mittig bei ausgeschaltetem Monitor gemessen.
    • Maximales Leuchtdichte-Verhältnis r (früher: Maximalkontrast MK ): Quotient aus maximaler und minimaler Leuchtdichte.
    • Homogenität: Bis 23‘-Monitore muss an fünf, bei größeren BWGs an neun Punkten die Leuchtdichte L‘ bei 10% und 80% des maximalen Digitalwerts des Eingangssignals (digitaler Ansteuerpegel) überprüft werden. Die Homogenität H berechnet sich anschließend nach der Formel

      H = 200 \cdot L‘_\text{max} – \frac{L‘_\text{min}}{L‘_\text{max}} + L‘_\text{min}

      Werden mehrere Monitore gemeinsam nebeneinander verwendet, ist die Homogenität zusätzlich über alle Monitore zu prüfen. Details s. DIN.

    • Leuchtdichte-Kennlinie: Die Leuchtdichte-Kennlinie wird mithilfe der Testbilder TG18-LN8-01 bis -18 mittig im Bildschirm ermittelt und ggf. mit einer Software ausgewertet. Die Auswertung kann alternativ auch selbstständig in Excel erfolgen. Wir haben euch dazu extra eine Excel-Vorlage erstellt (s. unten).
tg18 ln8 01 18
Testbilder TG18-LN8-01 bis -18 zur Bestimmung der Leuchtdichte-Kennlinie.

Die Erkennbarkeit von Graustufen verläuft für das menschliche Auge nicht linear. Unterschiede bei dunklen Flächen können besser identifiziert werden, als bei hellen Flächen. Zur Berücksichtigung dieser Tatsache hat die AAPM TG-18 eine Kennlinie nach dem Barten-Modell (Physical model for the contrast sensitivity of the human eye., P.G.J. Barten, 1992) definiert. Die Formel dazu ist auch in dem öffentlich zugänglichen Dokument „Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM), Part 14: Grayscale Standard Display Function“ zu finden. Zur Veranschaulichung, hier der Zusammenhang zwischen der Leuchtdichte L und dem JND-Index j (Just-Noticeable Difference):

dicom grayscale standard display function
Grayscale Standard Display Function: Logarithmische Darstellung der Leuchdichte in cd/m² in Abhängigkeit des JND-Index.

Den linearen Zusammenhang zwischen Graustufen und der Unterscheidbarkeit durch das menschliche Auge bildet der sogenannte P-Value. Steigt also der P-Value um einen bestimmten Wert, kann das Auge diesen genau erkennen. Er ist folglich nicht linear zur physikalisch definierten Helligkeit. Jedem Testbild der TG18-LN8-Reihe ist ein p-Wert zugeordnet.

Zur Prüfung der Leuchtdichtekennlinie werden die Testbilder der TG18-LN8-Reihe nacheinander aufgerufen, die Leuchtdichte mit einem Nahbereich-Leuchtdichte-Messgerät (und Beleuchtungsstärkemessgerät) ermittelt und die Schleierleuchtdichte hinzuaddiert. Aus der Leuchtdichte L‘ kann mithilfe der Grayscale Standard Display Function der JND-Index j berechnet werden:

j(L)=A + B \cdot \log_{10}(L) + C \cdot \log_{10}(L)^2 + D \cdot \log_{10}(L)^3 + E \cdot \log_{10}(L)^4 + F \cdot \log_{10}(L)^5 + G \cdot \log_{10}(L)^6 + H \cdot \log_{10}(L)^7 + I \cdot \log_{10}(L)^8

wobei A=71,498068, B=94,593053, C=41,912053, D=9,8247004, E=0,28175407, F=-1,1878455, G=-0,18014349, H=0,14710899, I=-0,017046845.

Zusätzlich wird der Leuchtdichte-Gradient

\text{d}L/L = \frac{L‘_2-L‘_1}{(L‘_2+L‘_1)/2}

für jede Stufe berechnet.

Die Leuchtdichte-Messwerte für TG18-LN8-1 (p-Wert = 0, L‘_0 ) und TG18-LN8-18 (p-Wert = 4080, L‘_{18} ) sind der Ausgangspunkt zur Berechnung der DICOM Standard Referenzlinie. Aus den Werten wird erneut der JND-Index j(L) nach der obigen Formel berechnet (Werte sollten identisch sein, da L‘_0 und L‘_{18} übernommen wurden). Da wir wissen, dass der Zusammenhang zwischen den p-Werten und dem JND-Index linear verläuft, werden die restlichen JND-Werte durch lineare Interpolation ermittelt. Zunächst wird die Steigung m und der y-Achsenabschnitt b berechnet:

m = (j(L_{18}) – j(L_0))/4080) \text{          und          } b = j(L_0)

Anschließend werden die Werte j(L) durch einsetzen der p-Werte 240 bis 3840 (bzw. 1 – 17) berechnet:

j(LX) = m · pX + b

Da wir zur Berechnung des Leuchtdichte-Gradienten \text{d}L/L die Leuchtdichte benötigen, wird die obige Formel invertiert

\log_{10}L(j) = [a + c \cdot \ln(j) + e \cdot \ln(j)^2 + g \cdot \ln(j)^3 + m \cdot \ln(j)^4]\:\:/\:\:[1 + b \cdot \ln(j) + d \cdot \ln(j)^2 + f \cdot \ln(j)^3 + h \cdot \ln(j)^4 + k \cdot \ln(j)^5]

wobei j\:\:[1,1023] der Index der Leuchtdichte L_j ist und a=-1,3011877, b=-2,5840191 \cdot 10^{-2}, c=8,0242636 \cdot 10^{-2}, d=-1,0320229 \cdot 10^{-1}, e=1,3646699 \cdot 10^{-1}, f=2,8745620 \cdot 10^{-2}, g=-2,5468404 \cdot 10^{-2}, h=-3,1978977 \cdot 10^{-3}, k=1,2992634 \cdot 10^{-4}, m=1,3635334 \cdot 10^{-3}

und anschließend aus dem linear interpolierten JND-Index berechnet. Die Tabelle sollte dann z.B. wie folgt aussehen:

Testbilder Messung Referenz Abw.
TG-18-LN8-#
p-Wert
L
L+L_\text{Amb}
j(L)
\text{d}L/L
L
j(L)
\text{d}L/L
%
1
0,74
0,84
64,571
0,84
64,571
2
240
1,81
1,91
101,610
0,778
1,90
101,463
0,775
0,4
3
480
3,48
3,58
138,381
0,608
3,58
138,355
0,611
0,4
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
16
3600
268,70
268,80
614,594
0,259
275,14
617,948
0,255
1,5
17
3840
349,50
349,60
652,947
0,261
354,19
654,840
0,251
4,0
18
4080
454,40
454,50
691,732
0,261
454,50
691,732
0,248
5,2

Wer möchte, kann noch die 10%- und 15%-Abweichungen des DICOM-Standards berechnen und das Ganze graphisch darstellen. In diesem Fall, sähe ein Plot dann z.B. so aus:

Zur Aufnahme, Berechnung und Darstellung der DICOM-Kennlinie haben wir eine Excel-Tabelle zum Download bereitgestellt:

Konstanzprüfung

Im Rahmen der Abnahmeprüfung werden für die anschließenden Konstanzprüfungen Bezugswerte definiert.

§2.2 barco leuchtdichtemessgerät (interner sensor) small
Barco-Leuchtdichtemessgerät (interner Sensor, zulässig für die Konstanzprüfung).

Die folgenden Prüfintervalle sind einzuhalten:

Intervall Prüfmerkmal Prüfmittel
Arbeitstäglich
Gesamtbildqualität
TG18-OIQ
Halbjährlich
Homogenität der Leuchtdichte
TG18-UN80
Farbeindruck und Gleichmäßigkeit
TG18-UN80
Minimal- & Maximalleuchtdichte
Leuchtdichtemessgerät, TG18-LN8-01 und -18
Schleierleuchtdichte
Leuchtdichtemessgerät
Beleuchtungsstärke
Beleuchtungsstärkemessgerät
Homogenität bei Mehrfach-BWG
Leuchtdichtemessgerät, TG18-UN10
Leuchtdichte-Kennlinie
Leuchtdichtemessgerät TG18-LN8-01 bis -18

Sonderregeln sind in Tabelle 8 und 9 der DIN 6868-157 nachzulesen.

Bei Bezugswertabweichungen von

  • > 20% sind Maßnahmen zu ergreifen.
  • > 30% muss eine Fehlerbehebung durchgeführt werden.

L_{\text{amb}} [\latex] kann vernachlässigt werden, solange der Wert der Konstanzprüfung unter dem Referenzwert der Abnahmeprüfung liegt. Beachten Sie die Fußnoten a) und b) der Tabelle 9 aus der DIN-Norm.

Kriterien für eine Neuabnahme

  • Nach Änderung der Raumklasse
  • Nach Austausch des BWG (Details s. DIN 6868-157 Abschnitt 11)

Kriterien für eine Konstanzprüfung

  • Ortsveränderung des BWG ohne Veränderung der Raumklasse
  • Reparatur bildqualitätsrelevanter Komponenten des BWG
  • Nach Änderung der Anwendungssoftware, wenn keine Bestätigung des Herstellers bezüglich Rückwirkungsfreiheit auf die Bildqualität vorliegt
  • Nach Änderung der Anwendungssoftware baugleiche Systeme betrifft, darf die Konstanzprüfung stellvertretend an einem der BWG durchgeführt werden

Ist die Konstanzprüfung nicht erfolgreich, ist eine erneute Abnahmeprüfung erforderlich.

DIN V 6868-57 und QS-RL

Die DIN V 6868-57:2001-02 (Vornorm) wurde im Januar 2022 durch die DIN 6868-157:2022-01 ersetzt. Vor der Novellierung der DIN, beschrieb diese lediglich die Abnahmeprüfung eines Bildwiedergabegeräts. Die Prüfintervalle der Konstanzprüfung wurden in der Qualitätssicherungs-Richtlinie (QS-RL) vom 23. Juni 2014 definiert.

Anwendungskategorie

Anders als in der neuen DIN 6868-157 erfolgte die Einordnung je nach Anforderung in Anwendungskategorien, die sich am BWG, der Verwendung und Umgebungsbeleuchtung orientierte.

Anwendungskategorie Zweck
A
Befundung digitaler Aufnahmen bei denen hohe Orts- und Kontrastauflösung notwendig ist (Projektionsradiographie, Mammographie)
B
Betrachtung und Befundung digitaler Aufnahmen, die nicht zu Kategorie A zählen (Zahnmedizin, Durchleuchtung, DSA, CT, MTR, US)
C
Keine Betrachtung oder Befundung zulässig (Keine Abnahmeprüfung notwendig).

Abnahmeprüfung

Vor der Abnahmeprüfung ist sicherzustellen, dass keine Spiegelungen (z.B. durch Leuchten, Fenster) hervorgerufen werden. Zudem müssen Mindestwerte für den Kontrast erfüllt werden. Dazu muss das Verhältnis von Weißleuchtdichte (Maximalleuchtdichte) und Schleierleuchtdichte für

  1. Anwendungskategorie A, 100 und
  2. Anwendungskategorie B, 40

überschreiten. Können die Werte nicht eingehalten werden, ist das Umgebungslicht zu reduzieren oder die Bildschirmhelligkeit zu erhöhen.

Die Abnahmeprüfung gliedert sich in einen visuellen und messtechnischen Teil.

Visuelle Prüfungen Messtechnische Prüfungen
• Grauwertwiedergabe • Geometrie • Orts- und Kontrastauflösung • Störende farbige Linien oder Zonen • Bildinstabilitäten • Artefakte • klinisches Referenzbild
• Abweichung der Leuchtdichte innerhalb eines Bildes • Minimale Leuchtdichte • Maximale Leuchtdichte • Maximalkontrast • Schleierleuchtdichte

Mit den folgenden Bildern werden die in den Beschriftungen genannten Kennmerkmale geprüft.

smpte
Mit dem Testbild SMPTE wird die Grauwertwiedergabe, der Maximalkontrast, die Orts- und Kontrastauflösung und die Abweichungen der Leuchtdichte innerhalb des Bildes überprüft.
  1. 5 % und 95 % – Feld müssen sich deutlich sichtbar von der Umgebung (0 % bzw. 100%) abheben.
  2. Alle Graustufen müssen in ihren Kontrastabstufungen gleichabständig erscheinen.
  3. Messung der Schleierdichte und des Maximalkontrasts (nur wenn keine Konstanz der Umgebungsbeleuchtung und keine Regelung des BWS möglich ist).
dingeometricalfullimage bild3
Mit dem Bild 3 (so die Bezeichnung in der Norm) werden geometrische Bildeigenschaften, die Bildinstabilität und farbbezogene Gesichtspunkte wie Konvergenz und Farbsichtigkeit geprüft. Es kann auch zur Prüfung der Abweichungen der Leuchtdichte innerhalb des Bildes genutzt werden. Zudem wird es zur Identifikation möglicher Artefakte verwendet.
dinspatialcontrast bild5
Mit dem Bild 5 (so die Bezeichnung in der Norm) wird die Zeilenstruktur visuell geprüft. Es eignet sich auch zur Prüfung der Orts- und Kontrastauflösung.

Die maximal zulässige Abweichung der Leuchtdichte der äußeren Messpunkte beträgt bei

  1. Anwendungskategorie A: -30% (Kathodenstrahlröhre) oder +/- 15% (Flachbildschirm)
  2. Anwendungskategorie B: -35% (Kathodenstrahlröhre) oder +/- 20% (Flachbildschirm)

Konstanzprüfung

Die Intervalle der Konstanzprüfung an Monitoren, die nach DIN V 6868-57:2001-11 abgenommen wurden, sind in Tabelle B.4.1 in der QS-RL definiert.

Intervall Prüfmerkmal Prüfmittel
Arbeitstäglich
Grauwertwiedergabe
SMPTE
Vierteljährlich
Orts- und Kontrastauflösung
SMPTE
Geometrische Bildeigenschaften
DIN 6868-57 Bild 3 o. SMPTE
Zeilenstruktur
DIN 6868-57 Bild 5 o. SMPTE
Farbbezogene Gesichtspunkte
DIN 6868-57 Bild 3 o. SMPTE
Artefakte
DIN 6868-57 Bild 3
Bildinstabilität
DIN 6868-57 Bild 3
Je nach Voraussetzung
Schleierleuchtdichte
Leuchtdichtemessgerät
Maximalkontrast
SMPTE, Leuchtdichtemessgerät

Die Bezugswertabweichungen der Schleierdichte und des Maximalkontrasts dürfen maximal 30% betragen, die restlichen Prüfpunkte werden visuell begutachtet. Die Bedingungen aus Tabelle 1 der DIN V 6868-57 (Verhältnis von Weiß- und Schleierleuchtdichte) müssen eingehalten werden.

Kriterien für Neuabnahme

  • Neues BWG
  • Austausch aufgrund von Reparatur
  • Veränderungen von Komponenten, die einen Einfluss auf die Bildqualität haben
  • Veränderungen des Ortes oder der Beleuchtungseinrichtung, die einen Einfluss auf die Schleierleuchtdichte haben
  • Abnahmeprüfung immer durch den Hersteller oder Lieferanten

DIN 6868-157 vs. DIN V 6868-57 - Änderungen kompakt

  • Der Status der Vornorm wurde in eine Norm geändert.
  • Zusammenfassung von Abnahme- und Konstanzprüfung in eine DIN 6868-157 bzw. Zusammenfassung der DIN V 6868-57 und der QS-RL in ein Dokument.
  • Erweiterung um den zahnmedizinischen Anwendungsbereich und mobile Systeme (z.B. C-Bögen).
  • Im Titel wird die Umgebung des Bildwiedergabesystems (Räumliche Umgebung, Hard- und Software) einbezogen.
  • Der SSV/SSB legt anstelle von Anwendungskategorien nun tätigkeitsorientierte Raumklassen fest, die die Beleuchtungsstärke des Umgebungslichts berücksichtigen.
  • Anpassung an den aktuellen Stand der Technik (Displaytypen, Formate, Interfaces, Untersuchungen). Statt Mindestbildschirm-, Mindestpixelgröße.
  • Konstanzprüfungsintervall von viertel- auf halbjährlich geändert
  • Geänderte Kriterien für eine Neuabnahme
  • Anwendung einer nicht linearen, an das menschliche Auge angepassten Grauwertdarstellung durch Einführung der sogenannten Graustufen-Standard-Display-Funktion (GSDF), einer mathematisch definierten Zuordnung eingehender digitaler Eingangssignale (DLL, engl. digital driving level) auf Leuchtdichtewerte auf Grundlage des Barten-Modells (Physical model for the contrast sensitivity of the human eye, P.G.J. Barten, 1992) und Prüfung der entsprechenden Leuchtdichtekennlinie (ausgenommen Zahnmedizin).
  • Messverfahren und Testbilder wurden an die DIN EN 62562-1 und AAPM angepasst.
  • Festlegung von Grenzen für Pixelfehler.

Übergangsfristen / Sonderregeln

Grundsätzlich sind neue DIN-Normen gemäß der QS-RL bei Neuinbetriebnahmen oder Änderungen, die eine Teilabnahmeprüfung erfordern, spätestens aber nach dem Ablauf von sechs Monaten nach dem Erscheinen anzuwenden. Da bei Monitoren Teilabnahmeprüfungen unüblich sind, ist nach Änderungen i.d.R. eine komplette Neuabnahme erforderlich. Im Tagesordnungspunkt C 04 der 74. Sitzung des Länderauschusses Röntgenverordnung (LA RöV) wird der QS-RL u.a. der Abschnitt 4.4 hinzugefügt, der Folgendes enthält:

  1. An BWS, die vor 05/2015 in Betrieb genommen wurden und an denen bislang keine Abnahmeprüfung nach DIN 6868-157 erfolgte, dürfen bis zum 01.01.2025 (Teil-)Abnahmen nach DIN V 6868-57 durchgeführt werden. Lediglich die Raumklassen und Tätigkeitsarten der neuen DIN sind den Prüfungen zugrunde zu legen.
  2. Bei Neuinbetriebnahmen von BWG ist ab 05/2015 eine Abnahme nach DIN 6868-157 erforderlich. Weitere Ausnahmen s. Punkt 4.
  3. Für mobile C-Bögen, die vor 05/2015 in Betrieb genommen wurden und an denen bislang keine Abnahmeprüfung nach DIN 6868-157 erfolgte gilt:
    • Wenn digitale Bilder eingespeist werden können, ist dies gemäß DIN V 6868-57 bis zum 01.01.2025 möglich.
    • Wenn keine digitalen Bilder eingespeist werden können, dürfen bis zum 30.06.2018 (Teil­-) Abnahmen und Konstanzprüfungen nach der jeweiligen Gerätenorm durchgeführt werden. Bis 30.06 2018 ist eine Abnahme nach DIN V 6868-57 erforderlich, anschließend bis 01.01.2025 eine Abnahme nach DIN 6868-157.
  4. BWG, bei denen nicht die Möglichkeit besteht Testbilder nach DIN 6868-157 einzuspeisen, dürfen bis zum 30.06.2018 durch eine Abnahme nach DIN V 6868-57 (Verfahren in Kapitel 9.5. beschrieben) erstmalig in Betrieb genommen werden. Lediglich die Raumklassen und Tätigkeitsarten der neuen DIN sind den Prüfungen zugrunde zu legen. Die betroffenen BWG müssen bestimmte Anforderungen (L’Max > 120 cd/m², max. Leuchtdichteverhältnis >40) erfüllen. Bis zum 01.01.2025 ist eine Abnahme nach DIN 6868-157 durchzuführen.
  5. Bei BWS, die bis zum 30.06.2018 erstmalig in Betrieb genommen wurden, genügt bis zum 01.01.2025 eine Matrixgröße von 1024×1024 (1600×1200 entspricht der typischen Mindestmonitorgröße).

Sofern ein Gerät die jeweiligen Anforderungen nicht mehr erfüllt, ist es außer Betrieb zu nehmen. Aktuell wird diskutiert, inwieweit der Gesetzgeber jedoch überhaupt eine (Teil-)Abnahmeprüfung vom Betreiber fordern kann, obwohl keine technischen Gründe vorliegen, die zu einer wesentlichen Änderung (z.B. Austausch des BWG) am BWS führen. Entscheidend könnte an dieser Stelle die Erläuterung E 3 in Anlage I der neuen Sachverständigen-Prüfrichtlinie sein, die die Berücksichtigung des aktuellen Stands der Technik einfordert. Im Zweifelsfall sollte nach Rücksprache mit dem Sachverständigen die zuständige Behörde befragt werden.

Sachverständigen-Prüfrichtlinie

Zwei kurze Ergänzungen, die in der neuen Sachverständigen-Prüfrichtlinie festgelegt werden:

  1. In Anhang I Tabelle E.5a werden Anforderungen an Untersuchungen (z.B. Gastrointestinal, Angiographie, Muskulo-skelettal) gestellt. Für den Untersucher müssen die BWS/BWG bei allen genannten Untersuchungen Befundqualität vorweisen.
  2. Nach Tabelle E.5b gilt das gleiche für alle Untersuchungen mit mobilen/ortsveränderlichen C-Bögen zur Lokalisation am Körperstamm, an Extremitäten, Schultern und Hüftgelenken.

Kalibrierung und Konformität

Die Helligkeit, Farbe und der Kontrast von Monitoren werden bei der Fertigung und den Folgekalibrierungen an die Umgebungsbeleuchtung angepasst. Werden Monitorpaare zusammen bestellt, werden diese ab Werk aufeinander ausgesucht und als Systeme zusammengefasst (sog. „Colormatching“). Der Farbeindruck der Monitore verändert sich durch die Alterung. Altern die Monitore, verändert sich deren Farbeindruck in gleicher Weise. Werden Monitore eines Systems unterschiedlich betrieben, altern sie unterschiedlich und zeigen einen unterschiedlichen Farbeindruck. Bei der Installation von mehreren Arbeitsplätzen ist deshalb besonders auf die Zuordnung der zusammengehörigen Monitore zu achten. Es ist nicht möglich die Monitore nachträglich aufeinander anzupassen.  Seit einiger Zeit haben sich sogenannte Fusion Modelle im Markt etabliert. Diese Monitore bieten dieselbe Bildfläche, die zwei einzelne Monitore bieten würden. Die Bildfläche ist dabei aber nicht unterteilt und kann deshalb wesentlich flexibler genutzt werden. Abweichungen in Helligkeit oder Farbeindruck gehören damit der Vergangenheit an.

Barco: QAWeb Agent und QAWeb DIN

(Hinweis: Die nachfolgenden Ausführungen beziehen sich auf Produkte der Firma Barco und wurden im Rahmen einer längeren Zusammenarbeit erarbeitet.)

Der QAWeb Agent kommuniziert über das Videokabel (DVI, DisplayPort) mit dem Display. Wird ein Monitor von der Software als neues Gerät erkannt, wird die Kalibrierung automatisch und im Hintergrund durchgeführt. Dabei werden Standardwerte für einen üblichen Befundraum verwendet. Sollte der Raum besonders dunkel sein (< 20 Lux) oder wie in der Mammographie üblich unter einem Wert von 10 Lux liegen, können diese Werte angepasst werden. Auch bei Räumen der Raumklasse 2 und 3 müssen die Einstellungen der Kalibrierung an die herrschenden Umgebungsbedingungen angepasst werden. Falls der QAWeb Agent über das QAWeb Relay mit dem QAWeb Server verbunden ist, können alle Einstellungen für die Displays über Richtlinien am QAWeb Server zentral angepasst werden.

Nach einer erfolgreichen Kalibrierung wird die Prüfung der Leuchtdichte-Kennlinie durchgeführt. Auch das geschieht automatisch und im Hintergrund. Um eine ständig gleichbleibende Qualität der Bildwiedergabe sicherzustellen, wird dieser Test alle drei Monate wiederholt.

Kalibrieren eines Displays über den QAWeb Agent

Nach dem Start des QAWeb Agent unter >Start >Programme >Barco öffnet sich der Hauptbildschirm des QAWeb Agents. Nach dem Start wird kurz die Konfiguration (Displays, Grafikkarten, LUTs) geprüft. In dieser Zeit ist nur der Button >Status aktiviert.

Über den Button >Konfiguration können die Einstellungen zur Kalibrierung aufgerufen werden.

Monitore die nicht automatisch erkannt wurden und nicht gesteuert werden, sind mit einem Fragezeichen gekennzeichnet. Durch Auswahl des entsprechenden Monitors können die Daten zum Monitor, zur Kalibrierung und zur Konformitätsprüfung aufgerufen werden.

Mit einem Klick auf den Button >Kalibrieren im Tab >Kalibrierung können die Einstellungen angepasst werden.

Einige Funktionen sind geschützt und können nur mit dem entsprechenden Benutzer geändert werden. Der jeweils nötige Benutzer wird automatisch vorausgewählt. Das Passwort für den Benutzer Advanced lautet advanced, genau wie der Benutzername nur klein geschrieben.

Im Fenster >Kalibrieren können alle Einstellungen zur Kalibrierung vorgenommen werden. Die >Monitorfunktion sollte auf >DICOM GSDF belassen werden. Bei >Helligkeit sollte immer >Maximale Lebensdauer ausgewählt bleiben. In der Vergangenheit wurde dieser Wert gerne verringert. Die Lebensdauer der Displays auf Kosten des Kontrastverhältnisses zu verlängern ist jedoch nicht empfehlenswert. Nach 15 bis 20 Jahren sollte ein Displaytauscht in Betracht gezogen werden, um Inkompatibilitäten der Technologien zu entgehen. Mit >Naturweiß wird der natürliche Weißpunkt des Displays für Chroma gewählt. Unter >Befundraum wird die Raumhelligkeit ausgewählt.

Im Ausgangszustand ist immer der >(AAPM) CT/MR/NM-Befundraum (max. 60 Lux) ausgewählt. Je nach Displaytyp (und dessen Reflexionsfaktor) sind bei dieser Einstellung Abnahme- und Konstanzprüfungen im Bereich von 20 bis 70 Lux möglich. Alternativ kann auch >(DIN 6868-157) Befundraum (max 50 Lux) ausgewählt werden. Dadurch verschiebt sich der Bereich, in dem eine positive Prüfung möglich ist aber nur marginal nach unten. In besonders dunklen Räumen mit 10 Lux und darunter (z.B. Mammographie) sollte >(AAPM) Röntgenbefundraum (10 Lux) ausgewählt werden.

Über den Button >Fortgeschritten können weitere Einstellungen vorgenommen werden, diese sind aber nur in speziellen Fällen (z.B. auf Anweisung des Supports) nötig.

Mit einem Klick auf den Button Kalibrieren wird die Kalibrierung gestartet. Während der Kalibrierung wird nur ein kleines Feld hinter dem I-Guard oder dem Front-Sensor mit den nötigen Graustufen für die Messung angesteuert. Nach erfolgreicher Kalibrierung wird eine kurze Information angezeigt.

Der QAWeb Agent kann nun geschlossen werden.

Kalibrieren eines Displays durch Anpassungen der Richtlinien am QAWeb Server

Falls ein QAWeb Agent mit dem Server verbunden sein soll, müssen Anpassungen der Parameter über die Richtlinien am Server vorgenommen werden. Unter Service.Medical.Barco.com ist die Anmeldung am Server möglich. Nach dem Login wird die Übersichtsseite der jeweiligen Organisation angezeigt.

Zum Start der Kalibrierung ist im linken Menü der Punkt >Policies anzuwählen.

Die Übersicht zeigt eine Liste aller verfügbaren Policies. Die Policies werden nach Displaygruppe und Scope aufgelistet. Als Scope kann die gesamte Organisation (Facility), eine Abteilung (Department) oder eine einzelne Workstation genutzt werden. Über >View policy können die Einstellungen einer Policy eingesehen werden.

Dabei ist der Punkt >Ambient light control für die Einstellung des Umgebungslichtwertes des Befundraums zu wählen. Wie im Abschnitt 9.1 beschrieben kann hier die bei der Kalibrierung zu berücksichtigende Raumhelligkeit festgelegt werden.

Mit Hilfe des Buttons >View target wird eine Liste der Workstation angezeigt, an denen die vorgenommenen Änderungen angewendet werden. Mit einem Klick auf den Button >Apply werden die Änderungen übernommen. Die QAWebAgents auf den Workstations holen sich diese Änderungen automatisch vom Server und sollten die Änderungen nach einigen Minuten übernommen haben. Dafür darf der QAWeb Agent nicht geöffnet sein! Ist der Agent geöffnet hat der Lokale Benutzer Vorrang vor den vom Server initiierten Aktionen.

Abnahme und Konstanzprüfungen

Die Abnahme- und Konstanzprüfungen werden mit >QAWeb for DIN 6868-157 durchgeführt. Das Icon zum Start des Programms ist unter >Start  >Programme  >Barco zu finden. Als erste Aktion prüft das Programm einige Sekunden die gespeicherte Konfiguration in der Datenbank und die aktuell verbundene Hardware. Während dieser Zeit wird ein rotierender Fortschrittsbalken angezeigt.

Im Hauptbildschirm können die Abnahme-, die Konstanz- und die täglichen Konstanzprüfungen gestartet werden. Nur wenn bereits eine Abnahmeprüfung ausgeführt wurde, kann eine Konstanzprüfung ausgeführt werden.

Abnahme (Schritt-für-Schritt-Anleitung)

Die Abnahme Prüfung kann über den obersten Knopf gestartet werden. Das Passwort lautet dintester.

Es öffnet sich ein Fenster, dass die wichtigsten aus der DIN 6868-157 spezifizierten Prüfvoraussetzungen kurz und kompakt auflistet. Die vollständigen Voraussetzungen lauten:

  1. Das Bildwiedergabesystem muss wie in der medizinischen Anwendung betrieben werden. Dies umfasst Software, Hardware und Einstellungen, die mit der Bilddarstellung verbunden sind. Für die Abnahme- und Konstanzprüfung müssen die Displays, die Verdunklung und die Raumbeleuchtung so eingestellt sein, wie bei der medizinischen Befundung vorgesehen.
  2. Bei allen zu prüfenden Bildwiedergabesystem müssen Änderungen am System, einschließlich Rechner, Bildwiedergabegerät, Grafikkarte, Anwendungssoftware und Software-Version eindeutig erkennbar sein (z.B. über den Hardwarestand eines Bildwiedergabesystems, über Seriennummern einer HW-Komponente oder Version einer Software). Der Systemzustand muss ermittelt werden können (z.B. durch ein Typschild oder eine Systeminformation der Anwendungssoftware). Die Barco-Software dokumentiert alle Barco-Komponenten des Systems, auch Änderungen werden automatisch dokumentiert.
  3. Vor Beginn der Prüfungen ist bei Bedarf die Betrachtungsfläche des Bildwiedergabegerätes entsprechend der Gebrauchsanweisung zu reinigen. Vorsicht, stark alkoholische Flüssigkeiten können die Antireflexionsbeschichtung der Schutzglasscheibe entfernen.
  4. Einrichtungen zur Raumbeleuchtung, Fenster, Betrachtungsgeräte, Kleidung usw. dürfen keine störenden Reflexionen auf das Bildwiedergabegerät hervorrufen.
  5. Die Umgebungsbeleuchtung muss während der Prüfungen und während des bestimmungsgemäßen Arbeitens mit dem Bildwiedergabegerät gleich und stabil sein.
  6. Vor dem Beginn einer Prüfung muss das Bildwiedergabesystem entsprechend den Herstellerempfehlungen in Betrieb genommen werden. Um durch zeitliche Änderungen bedingte Messunsicherheiten der zu bestimmenden Leistungsmerkmale ausschließen zu können, muss das Bildwiedergabegerät vor der Prüfung für die vom Hersteller festgelegte Dauer (z.B. 30min) eingeschaltet werden. Das Bildwiedergabesystem mit Befundqualität muss mit Ausnahme in der Zahnmedizin auf die DICOM-Grayscale-Standard-Display-Function (GSDF) eingestellt werden. Es empfiehlt sich, die Beleuchtungsstärke vor Beginn der Abnahmeprüfung zu ermitteln und daraus zu berechnen, ob das BWG unter diesen Einsatzbedingungen das geforderte maximale Leuchtdichte-Verhältnis liefern kann. Ggf. muss die Beleuchtungsstärke des Raumes angepasst werden.
  7. Größe und Lage der Testbilder müssen so gestaltbar sein, dass die Prüfbarkeit des gesamten für die medizinische Bilddarstellung genutzten Bereiches des Bildschirmes sichergestellt ist. Die Testbilder dürfen weder vergrößert noch verkleinert dargestellt werden. Ein Pixel des Testbildes muss ein Pixel auf dem BWG repräsentieren. Ausnahmen sind an entsprechender Stelle genannt.
  8. Wenn zur Prüfung des BWGs eine Qualitätssicherungs-SW zur Anwendung kommt, muss in geeigneter Weise sichergestellt werden, dass die Abgleichsoftware in ihrem Einsatzbereich (z.B. Überprüfung der Kennlinie) identische Ergebnisse wie die Anwendungssoftware liefert.
  9. Für mobile Bildwiedergabesysteme, die nicht einem festen Arbeitsplatz zugeordnet werden können (z.B. fahrbare C-Bögen), muss die Abnahme- und Konstanzprüfung durchgeführt werden, nachdem der Strahlenschutzverantwortliche/-beauftragte die Raumklasse festgelegt hat.
  10. Die Prüfung muss unter den Raumbedingungen der Raumklasse durchgeführt werden, die vom Strahlenschutzverantwortlichen /-beauftragten festgelegt wurde.

Nach dem Bestätigen der Prüfvoraussetzungen wird die Raumklasse und die geplante Verwendung festgelegt.

Im nächsten Schritt werden die zu prüfenden Bildschirme ausgewählt. Um die verfügbaren Monitore einfach identifizieren zu können, werden diese entsprechend ihrer Anordnung am Windowsdesktop mit den Angaben zu Hersteller, Typ und Seriennummer angezeigt.

Anschließend werden die Daten zum Betreiber, Standort und Prüfer abgefragt.

Von den ausgewählten Monitoren können Daten wie Hersteller, Typ und Seriennummer ausgelesen werden. Die Auflösung der Monitore wird aus den Windows Desktopeinstellungen ausgelesen. Die Diagonale ist nur in Barco Monitoren gespeichert und kann deshalb auch nur bei Barco Monitoren automatisch ausgelesen werden. Die Pixelgröße wird aus der Auflösung und der Bildschirmdiagonale berechnet.

Auch die Informationen zur Grafikkarte werden automatisch ausgelesen. Bei Grafikkarten anderer Hersteller kann es vorkommen, dass die Seriennummer nicht in der Grafikkarte gespeichert ist. Die Seriennummer kann dann manuell eigegeben werden oder es kann alternativ ohne Eingabe fortgefahren werden.

Die Informationen zur Qualitätssicherungssoftware QAWeb DIN werden automatisch eingetragen. Die Informationen zu Hersteller, Bezeichnung und Versionsnummer der PACS-Software müssen hier eingegeben werden.

Im nächsten Fenster werden die Informationen zu den Sensoren angezeigt.

Sobald ein IBA LxCan per USB mit dem Computer verbunden wird, werden die Sensorinformationen aktualisiert.

Über das Auswahlfeld kann der Sensor für die entsprechende Prüfung geändert werden.

Das Kalibrierdatum des Leuchtdichtesensors für die Abnahmeprüfung muss manuell eingegeben werden. War der Sensor schon verbunden wird das Datum automatisch wieder angezeigt. Für das Umgebungslicht sollte, falls vorhanden, der interne Sensor gewählt werden. Auch für die Leuchtdichtemessung in der Konstanzprüfung sollte, wenn möglich, der interne Sensor gewählt werden.

Bei Monitoren für die Mammographie bestehen die ersten Prüfschritte in der Verifizierung der Testbilder des TG18-LPH10, TG18-LPV10, TG18-LPH50, TG18-LPV50, TG18-LPH89, TG18-LPV89. Diese Testbilder zeigen helle und dunkle horizontale (LPH) und vertikale (LPV) Linien an. Diese Linien sind nur einen Pixel breit. Je höher die Auflösung und je kleiner der Bildschirm desto anspruchsvoller ist es diese Linien wahrzunehmen. Die Helligkeit der beiden Linienarten ist für die einzelnen Testbilder unterschiedlich.

  • LPH10 & LPV10 Linien: 26% & 29% ->∆ 3%
  • LPH50 & LPV50 Linien: 50% & 56% -> ∆ 6%
  • LPH89 & LPV89 Linien: 89,3% & 100% -> ∆ 11%

Bei den TG18LPx10 Testbildern sind die Linien deshalb nur vage wahrnehmbar. Es kann nicht zwischen der Pixelmatrix und den Linien unterschieden werden.

Im nächsten Schritt werden die Bildgeometrie und die Kalibrierung der Graustufen visuell geprüft.

Sobald der Mauspfeil auf einer Frage platziert wird, wird die Frage und der zu prüfende Bereich auf dem Testbild hervorgehoben.

Im Prüfschritt a) sind die zwei Pixel breiten Linienpaar-Raster in der Mitte und den vier Ecken zu prüfen. Die Linienpaare müssen gleichmäßig und unverfälscht dargestellt sein. Es gibt nur 2 Helligkeitsstufen. Alle Linien sind gleich breit. Sobald die Linien unterschiedlich breit sind oder außer den hellen und dunklen Linien noch Linien mit einer anderen Helligkeit auftauchen, ist das Bild skaliert. Es wird also nicht jeder Pixel des Bildes auf einem Pixel des Bildschirms abgebildet. Ist das der Fall, muss die Einstellung der Monitorauflösung geprüft werden.

Die Sichtbarkeit der Buchstaben „QUALITY CONTROL“ wird im Punkt c) geprüft. Es gibt drei Felder, in denen die Buchstaben dargestellt werden: Weiß, grau und schwarz.

Das „L“, also der letzte Buchstabe von „CONTROL“, wird mit einer Graustufe Unterschied zum Hintergrund dargestellt. Jeder Buchstabe davor wird mit einer weiteren höheren Graustufe zum Hintergrund dargestellt. Eine Graustufe wird auch als JND (just noticeable difference) bezeichnet, also der gerade noch wahrnehmbare Unterschied zwischen zwei Graustufen. Deshalb kann der letzte Buchstabe nicht so klar wie die 5% und 95% Felder vom Hintergrund wahrgenommen werden. Bei der Prüfung der 5% & 95% Quadrate beträgt der Unterschied zum Hintergrund 14 Graustufen, das entspricht dem „U“ vom Schriftzug „QUALITY CONTROL“.

Im Punkt c.1) wird die Sichtbarkeit im weißen und grauen Feld geprüft. Diese müssen immer komplett erkennbar sein. Weil der dunkle Bereich stärker vom Umgebungslicht und der Helligkeit des gesamten Testbildes abhängt, wird dieses im Punkt c.2) separat geprüft. Je nach Raumklasse müssen hier mehr Buchstaben erkennbar sein.

  • RK1 (Mammographie): „QUALITY CONTROL
  • RK1 (≤50lx): „QUALITY CONTRO
  • RK2 (≤100lx): „QUALITY CONT
  • RK3 (≤500lx): „QUALITY CON

Über dem Feld mit dem Schriftzug „QUALITY CONTROL“ befinden sich 16 Felder, die verschiedene Graustufen darstellen. Diese Felder werden im Punkt e) und f) bewertet. Alle 16 Flächenelemente müssen unterscheidbar sein. Es sollte eine gleichmäßige Abstufung von schwarz bis weiß sichtbar sein. Zusätzlich sind in den Ecken der 16 Felder kleine Quadrate zu sehen. Diese Quadrate werden mit 4 Graustufen Unterschied zum Hintergrund dargestellt und sollten deshalb überall klar erkennbar sein.

Die Punkte e) und i) beschreiben die Prüfung der geometrischen Gesichtspunkte. Es ist zu prüfen, ob das Testbild zentriert und vollständig dargestellt wird. Die äußeren Begrenzungen sollten gleich erscheinen. Durch Verschiebung sollten beide Seiten gleichmäßig entfernt vom Bildschirmrand sein. Es darf auch keine Seite durch Verschiebung des Bildausschnittes abgeschnitten sein. Die Felder des Rasters müssen quadratisch sein, wobei es vorkommen kann, dass eine Reihe der Felder am Bildschirmrand rechteckig ist, weil es nicht möglich ist den Bildschirm mit Quadraten zu füllen. All diese Probleme können bei Flachdisplays (feste Pixelmatrix), die digital (Display Port, DVI) angesteuert werden, nicht auftreten. Für analog (VGA; SUB HD15, usw.) angeschlossene Bildschirme sollte keine Abnahme mehr in Betracht gezogen werden.

Die Verlaufsbalken an der rechten und linken Seite werden im Punkt g) überprüft. Diese sollten einen gleichmäßigen Verlauf von schwarz nach weiß darstellen. Sind horizontale Balken oder Linien sichtbar, kann von einem Problem bei der Kalibrierung ausgegangen werden.

Die Schwarz-Weiß-Übergänge sind im Punkt h) zu prüfen. Sie sollten scharf abgegrenzt sein. Werden an den Übergängen blinkende Punkte wahrgenommen, ist das normalerweise auf ein Problem der Grafikkarte zurückzuführen. Sollte der Luftstrom im PC-Gehäuse eingeschränkt sein kann die Grafikkarte überhitzen und dieses Phänomen verursachen.

Im nächsten Schritt wird mit Hilfe des TG18-MP Testbilds die für die Darstellung der Graustufen verwendete Bittiefe geprüft.

Das Testbild besteht aus vertikalen Balken deren Helligkeit nach unten zunimmt. Bei 8 Bit sind das aber nur 16 Graustufen über die gesamte Höhe des Testbildes und deshalb nur schwer wahrnehmbar.

An jedem dieser senkrechten Balken ist eine Skala aufgetragen. Diese Skala hat nach drei kürzeren Strichen einen längeren. Der Abstand zwischen zwei kurzen Strichen entspricht dabei der Breite einer Graustufe bei 10 Bit. Der Abstand zwischen zwei längeren Strichen entspricht der Breite einer Graustufe bei 8 Bit.

Wird das Testbild mit einer Graustufentiefe von 8 Bit (256 Graustufen) angezeigt, sind horizontale Balken wahrnehmbar, deren Breite dem Abstand zwischen zwei langen Linien auf der Skala entspricht. Sollten die horizontalen Balken breiter als der Abstand zwischen zwei langen Linien auf der Skala sein, beträgt die Graustufentiefe weniger als 8 Bit. Das wäre nicht zulässig!

Wird das Testbild stattdessen mit einer Graustufentiefe von 10 Bit (1024 Graustufen) angezeigt, haben die horizontalen Balken nur noch eine Breite die dem Abstand zwischen zwei kurzen Linien auf der Skala entspricht. Die Breite der Balken beträgt also nur noch ein Viertel der Breite der Balken bei 8 Bit. Auch der Helligkeitsunterschied zwischen den Balken beträgt nur noch ein Viertel der Helligkeit der Balken mit 8 Bit Graustufentiefe. Deshalb sind diese horizontalen Balken mit dem bloßen Auge nicht mehr erkennbar. Nur mit speziellen Hilfsmitteln zur Kontrasterhöhung können die Balken bei einer Graustufentiefe von 10 Bit sichtbar gemacht werden.

Eventuell vorhandene Pixelfehler werden im nächsten Schritt mit Hilfe der Testbilder TG18-UN10 und TG18-UN-80 evaluiert. Es gibt verschiedene Gruppen von Pixelfehlern: Ständig leuchtende, ständig schwarze, blinkende Pixel und Cluster von mehreren Pixelfehlern. Da bei Farbmonitoren auch die Pixelfehler farbig (rot, grün oder blau) und diese auf einem Graustufenbild viel störender als graue Pixelfehler erscheinen, werden diese von den Anwendern nicht akzeptiert. Die Spezifikationen der Panels haben sich dahingehend verbessert, sodass Pixelfehler bei den folgenden Prüfungen nicht mehr auftreten. Die Prüfung auf eventuell sichtbare Pixelfehler ist bei einer Raumbeleuchtung und einem Betrachtungsabstand, die dem bestimmungsgemäßen Arbeiten des Radiologen entsprechen, durchzuführen.

Das Testbild TG18-UN10 stellt einen gleichmäßigen dunkelgrauen Hintergrund mit 10 % Helligkeit (Graustufe 26 von 256) dar. Pro Megapixel des Bildes ist ein ständig leuchtender Pixel oder Teil eines Pixels zugelassen.

Beim Testbild TG18-UN80 ist der Hintergrund hellgrau, 80 % Helligkeit, Graustufe 204 von 256. Wie bei den hellen Pixeln ist auch hier ein ständig leuchtender Pixel oder Teil eines Pixels pro Megapixel des Bildes zugelassen.

Die Prüfung der klinischen Referenzbilder geben dem Radiologen die Möglichkeit die Qualität des Displays zu beurteilen. Zur Dokumentation wird deshalb auch der Name des Radiologen in der Abnahmeprüfung festgehalten. Die Testbilder TG18-CHEST und für die Mammographie TG18-MM01 sind im QAWeb DIN enthalten. Natürlich kann jedes Haus auch eigenen Referenzbilder festlegen. Diese müssen dann aber auch entsprechend dokumentiert werden. Einfacher ist es in jedem Fall die vorgegebenen Bilder zu verwenden.

Nachdem alle visuellen Prüfungen durchgeführt wurden, wird eine Übersicht angezeigt.

Sollte eine der Prüfungen nicht erfolgreich gewesen sein, wird das durch ein rotes Kreuz hervorgehoben. Mit einem Click auf das entsprechende Bild kann man diese einzelne Prüfung noch einmal wiederholen und kommt danach direkt wieder zurück zur Übersicht.

Sind die visuellen Prüfungen erfolgreich abgeschlossen, folgen die messtechnischen Prüfungen. Je nachdem ob nur eine oder mehrere Messungen ausgeführt werden sollen, sind die Knöpfe „Jetzt messen“ (F7) oder „Alle messen“ (F8) zu benutzen.

Zunächst ist die Beleuchtungsstärke zu prüfen.

Die gesamte Abnahmeprüfung ist mit der Raumbeleuchtung und dem Betrachtungsabstand durchzuführen, die dem bestimmungsgemäßen Arbeiten des Radiologen entsprechen. Im besten Fall ist es nicht erforderlich die Verdunklung oder Raumbeleuchtung anzupassen. Sollte der Raum jedoch zu hell sein, müssen Beleuchtung und Verdunklung angepasst werden und der Mediziner auf diese maximal zulässigen Bedingungen hingewiesen werden. Dabei muss das Licht im Raum konstant sein. Das bedeutet es wird von einer künstlichen Lichtquelle im Raum (oder angrenzenden Räumen) erzeugt und liegt innerhalb der durch die Raumklasse vorgegebenen Helligkeit. Die Fenster müssen dabei nicht vollkommen verdunkelt werden, Tageslicht und der Blick ins Grüne wird als angenehm empfunden. Falls die Raumbeleuchtung ausreichend stark ist, kann das unterste Viertel oder Fünftel offenbleiben. Das über den Tag unterschiedlich einstrahlenden Sonnenlicht wird dann keinen großen Einfluss auf die Raumhelligkeit haben. Deshalb ist eine komplette Verdunklung ohne entsprechende künstliche Raumbeleuchtung nicht zielführend.

Im Kapitel 10 der DIN 6868-157 wird die Durchführung der Konstanzprüfung definiert. Dort ist beschrieben wie bei der Abweichung der Referenzwerte von über 20% und über 30% zu verfahren ist. Falls in der Abnahme für die Beleuchtungsstärke ein Referenzwert von 50 Lux festgelegt ist, dürfte dieser in der Konstanzprüfung bis 29% abweichen, also 64 Lux annehmen. Einige Ärztliche Stellen bestehen aber auf dem für die Abnahmeprüfung festgelegten Maximalwert für die Raumklassen. Um dieser Diskussion vorzubeugen, wird empfohlen diese mögliche Überschreitung mit einzuberechnen und einen maximalen Referenzwert von z.B. 38,5 Lux für RK1 festzulegen.

Wird die Taste F7 oder der Button >Jetzt messen betätigt, wird die Hintergrundbeleuchtung des Monitors abgeschaltet und eine Messung initiiert.

Auch eine zu niedrige Beleuchtungsstärke wirkt sich ungünstig aus. Während bei einem Referenzwert von 38 Lux die Beleuchtungsstärke bei der Konstanzprüfung um fast 23 Lux schwanken darf, liegen die zulässigen Absolutwerte für die Konstanzprüfung, bei einem Referenzwert von 10 Lux, zwischen 7 Lux und 13 Lux.

Im darauffolgenden Fenster wird die Bewertung des Kontrastverhältnisses durchgeführt.

Dafür wird L‘_\text{min} (TG18-LN08-01) und L‘_\text{max} (TG18-LN08-18) gemessen. Sobald der iba Lx Can auf mit dem nötigen Abstand auf das dunkle Quadrat in der Mitte des Bildschirms gerichtet wurde, kann über die Taste F8 oder den Button >Alle messen die Messung gestartet werden. Nachdem der Wert für L‘_\text{min} übernommen wurde, ändert das Programm automatisch das Messfeld auf weiß und löst eine neue Messung aus. Beide Messwerte stehen also kurz nach dem Start der Messung automatisch zur Verfügung. Im unteren Bereich wird die Maximalleuchtdichte und das Kontrastverhältnis berechnet und bewertet.

Es folgt die Bewertung der Homogenität. Die Homogenität (auch Uniformität) beschreibt die Gleichförmigkeit der Leuchtdichte über den gesamten Bildschirm oder zwischen mehreren Bildschirmen. Bei Bildschirmen unter 24 Zoll (60,9 cm) sind dabei 5 Punkte zu messen. Je einer in den Ecken und einer in der Mitte. Ab einer Größe von 24 Zoll sind 9 Punkte zu messen. Da die Gleichförmigkeit des Displays bewertet werden soll, ist das Messgerät an der entsprechenden Stelle am Monitor aufzusetzen. Dadurch werden mögliche Messfehler, die bei einer Distanzmessung auftreten können, eliminiert. Eine Abstandsmessung ist grundsätzlich nicht falsch. Ergeben sich jedoch zu große Abweichungen ist eine Aufsatzmessung durchzuführen.

Zuerst wird die Homogenität bei einem Grauwert von 10% gemessen. Das erste Messfeld wird auf dem Monitor angezeigt. Sobald das Messgerät auf dem Messfeld platziert wurde und die Taste F7 oder der Button >Jetzt messen gedrückt wurde, wird die Messung ausgelöst. Sobald die Messung abgeschlossen ist, wird das nächste Messfeld angezeigt. Der Sensor wird darauf positioniert und startet die Messung. Sollte ein Messwert außerhalb der zulässigen Toleranz liegen, wird dies in der Übersicht angezeigt und die Messung dieses Wertes kann wiederholt werden.

Nach der letzten Messung führt die Taste F7 oder der Button >Weiter zum nächsten Schritt, der Prüfung der Homogenität bei einem Grauwert von 80%. Der Ablauf ist analog.

Auch hier zeigt eine Übersicht am Ende, ob alle Werte in der vorgegebenen Toleranz liegen.

Aus den bereits ermittelten Werten wird nun die Homogenität zwischen den eventuell verfügbaren Monitoren bewertet.

Im nächsten Schritt folgt die Bewertung der Leuchtdichte-Kennlinie – also den Einstellungen der Kalibrierung selbst.

Um Messfehler auszuschließen, die gelegentlich bei einer Distanzmessung auftreten, wird eine Aufsatzmessung durchgeführt. Da der Einfluss des Umgebungslichts in die Bewertung mit einfließt, wird der Effekt über den Reflexionsfaktor des Displays R_\text{d} [\latex] und die Beleuchtungsstärke E [\latex] mit einberechnet. Sollte das Ergebnis Fehler aufweisen ist zu prüfen, wodurch die Fehler hervorgerufen wurden.

Die ersten fünf Messwerte im vorhergehenden Bild unterscheiden sich kaum. Auch bei den folgenden Messwerten treten Fehler auf. Deshalb ist als erstes die Kalibrierung im QAWeb Agent zu prüfen. Die aktuelle Abnahme im QAWeb DIN muss dafür nicht abgebrochen werden. Der QAWeb Agent kann zusätzlich geöffnet werden. Die Einstellungen der Kalibrierung müssen geprüft und ggf. eine neue Kalibrierung durchgeführt werden.