乳腺数字图像之软阅读与平均像素分析

宋俊峰，王洪霞

中国医学科学院肿瘤医院 影像诊断科，北京 100210

乳腺数字图像之软阅读与平均像素分析

宋俊峰，王洪霞

中国医学科学院肿瘤医院 影像诊断科，北京 100210

目的探讨乳腺数字图像兴趣区的平均像素值与窗宽、窗位的关联性。方法使用环境照度计测量环境照度；环境照度满足要求后，进行后续测量。使用屏幕亮度计测量图像灰阶亮度；应用测量软件测量18-222模体照射图像（3种自动摄影模式）兴趣区平均像素值。以灰阶对应平均像素值作为窗位进行调节。结果① 测试图像的平均像素值与灰阶亮度的改变具有负相关，平均像素值越大亮度值反而越低；② 18-222模体摄影图像兴趣区的平均像素数值与其接受射线剂量成负相关（Dose模式剂量最低，CNT模式剂量最大）。 ③ 3种模式有各自的亮度显示区间，窗技术[2]调整明显改变灰阶显示亮度，但不改变平均像素测量值。④ 平均像素值接近图像显示窗位默认的数值。结论① 窗口技术应用不影响图像兴趣区平均像素值测量准确性。② 数字图像兴趣区平均像素数值与射线剂量成负相关。③ 数字图像兴趣区平均像素数值与显示器亮度具有线性负相关。④ 数字图像兴趣区的平均像素数值，可作为图像窗位设置的重要参考值， 不建议用单一兴趣区平均像素数值作为整体图像窗位设置的阅读标准。⑤ 窗宽控制可显示的灰阶（或平均像素值）范围。

乳腺数字图像；乳腺摄影；软阅读；平均像素；灰阶亮度；窗宽窗位

1 目的与方法

1.1 实验目的

探讨乳腺数字图像兴趣区的平均像素与窗宽、窗位的关联性。

1.2 实验材料

Senographe DS 采集系统、AW4.2 工作站（5 兆阴极射线管显示器[1]、mean 测量软件、MG 数字测试图像）、美国FLUKE 18-222 （ 50/50） 乳腺性能模体、国产 DT-1308 照度计、X 射线 QA 用亮度计（ST-86LA）、灰塑料板 1 张（面积大于显示器屏）。

1.3 实验环境

室内照度小于 50Lx ；实测显示器表面照度 2.32Lx、距显示器表面 50cm 处，测量显示器表面灰塑料板照度 0.8Lx。环境测量时文字屏和另一图像屏处于遮挡状态。工作测量时，去掉遮挡。

1.4 实验方法

（1）AW4.2 工 作 站 和 其 它 仪 表 开 机 10min 后， 开 始测量 20 阶灰阶图像和（% 类似 SMPTE 图像[2]）灰阶图像的各个密度区域的 mean 和亮度值。其中亮度计使用仪表X100 和 X1000 档测量亮度值，每次测量同一灰阶时，测量档不变。测量数值（见表1a 和表1b）。

（2）用 Senographo DS 乳腺摄影机分别选择剂量模式（Dose）、标准模式（STD）、对比模式（CNT）对 18-222模 体 照 射 各 一 次。选择测量面积（area）=50mm2，测量18-222 模体图像圆圈兴趣区 mean ；选择 area=100mm2，测量 18-222 模体图像 9# 标识的钙化簇区域的 mean。记录默认窗宽和窗位数值，判读其纤维条数、斑块数和钙化簇数[3-4]（见表2）。

（3）用表2 Dose、STD、CNT 3 种模式的窗宽和窗位值在灰阶图像上调整窗宽与窗位；记录各个灰阶亮度值（见表3a）。

（4）选（% 类似 SMPTE 图像）灰阶图像，以灰阶对应mean 值作为窗位，调节窗宽 ；观察是否可以显示该窗位为中心的图像。

（5）在灰阶图像上以灰阶对应 mean 值作为窗位，调节窗宽。观察是否可以单独显示此窗位的灰阶。

2 实验结果

AW4.2 工作站 20 级灰阶图像和（% 类似 SMPTE 图像）灰阶图像的各个密度区域的 mean 值和亮度值见表1a、表1b。

选（% 类似 SMPTE 图像）灰阶图像，以灰阶对应mean 值作为窗位，调节窗宽。可显示此窗位为中心的图像。

选用 20 级灰阶图像，以灰阶对应 mean 值作为窗位，

表1 a AW4．2工作站MG20级灰阶图像亮度与平均像素

表1 b AW4．2工作站MG（%类似SMPTE图像）灰阶图像亮度与平均像素

表2 18-222模体Dose、STD、CNT模式（默认值）图像平均像素与目测性能数值

表3a 使用Dose、STD、CNT模式的窗宽和窗位和调试MG 20级灰阶图像之后的灰阶亮度数值亮度单位 Lx

调节窗宽。可以单独显示对应窗位（或 mean）的灰阶。

3 实验分析

（1）分析表1证实：测试图像中平均像素值与灰阶亮度的改变具有负相关，平均像素值越大亮度值反而越低。

（2）分析表3证实：3种模式有各自的亮度显示区间，窗技术调整明显改变灰阶显示亮度，但不改变平均像素测量值。

（3）分析表2 证实 ：18-222 模体（3 种模式）摄影图像兴趣区的平均像素数值与其接受射线剂量成负相关（Dose模式剂量最低，CNT 模式剂量最大）。

（4）表2证实 ：平均像素值接近图像显示窗位默认的数值。

（5）实验结果支持 ：图像兴趣区平均像素值可作为窗位参考值。

4 结论

（1）窗口技术应用不影响图像兴趣区平均像素值测量准确性。

（2）数字图像兴趣区平均像素数值与射线剂量成负相关，不受窗口数据调控。

（3）数字图像兴趣区平均像素数值与显示器亮度具有线性负相关。

（4）数字图像兴趣区的平均像素数值，可作为图像窗位设置的重要参考值。

（5）不建议用单一兴趣区平均像素数值作为整体图像窗位设置的阅读标准。

[1] 康晓东．医学图像的数字化处理技术[M]．北京:人民卫生出版社,2002:74-75．

[2] 余建明,牛延涛,等．CR、DR成像技术[M]．北京:中国医药科技出版社,2009．

[3] 燕树林,牛延涛,等．乳腺X线摄影与质量控制[M]．北京:人民军医出版社,2008．

[4] 朱辉球．建立乳腺X射线摄影系统质控体系的实践与探讨[J]．中国医疗设备,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

作者邮箱：song8557@sina．com