英特尔® DICOM 显示校准方案助力医疗影像数字化普及

来源：HIT专家网 作者：英特尔公司 张伟超

概述

患者对于高质量、高精确度的疾病诊断需求，催生了电子计算机断层扫描 (CT)、超声检查 (US)、核磁共振成像 (NMRI)、X 光等医学影像设备的不断增长，中国医学影像服务市场规模由 2018 年的 1474 亿元增长至 2022 年的 2353 亿元，复合年增长率为 12.4%，2023 年中国医学影像服务市场规模预计达到 2755 亿元。阅读医学影像成为医院众多科室医生的重要工作内容。医学影像阅读的严肃性、重要性意味着，医生需要选择在一致性、亮度、灰度等方面满足专业要求的医疗显示器，从而给出更准确的阅片和诊断建议。

在此背景下，医学数字成像和通信（Digital Imaging and Communications in Medicine，DICOM）校准规范应运而生，为医学影像显示与传输提供了可实施的标准。为了助力医院降低支持 DICOM 校准规范的显示器的接入门槛，英特尔推出了 DICOM 显示校准方案。该方案可通过基于英特尔® 处理器的算法，配合外接传感器，在常规的商业显示器上以相对较低的成本实现 DICOM 显示校准，达到 DICOM 灰阶标准显示功能（Grayscale Standard Display Function，GSDF）定义的要求，可以满足高质量医学影像阅读的需求，推动医学影像阅片的数字化， 普及到更多科室。

挑战：临床科室亟需高质量的医学影像阅读能力

在患者需求以及医学影像设备不断增长的驱动下，医院临床科室的医学影像阅读需求正在不断扩展、变革。这一方面体现在，临床科室的影像阅读介质正在从纸质胶片转化为数字化的胶片，以提供全量原始数据的浏览及后处理能力。同时，以云胶片为载体的数字化胶片有助于实现医学影像数据互联互通，支持医生跨院调阅，助力区域医学影像检查检验结果互认，助推远程会诊、远程诊断、远程质控业务开展。

另一方面，医学影像阅读的需求范围不断扩展，除了影像/放射科之外，临床科室的医生也有着越来越多的数字影像阅读需求。如今，在大量医院的临床科室中，无论是疾病诊断，还是教学查房、病例讨论、医患沟通、远程会诊，都需要强大的影像阅读系统的介入。

要满足医学影像数字化胶片的阅读需求，终端设备无疑至关重要。英特尔发起的《2022 年医疗机构计算机终端市场现状和医用计算机终端需求抽样调查报告》显示，76.14% 的受访者表示，影像阅读的需求越来越频繁，希望能够获得更好的终端设备支持阅片。50% 的受访者则表示，现有的设备无法很好地满足专业医学影像阅读的需求。

除了影像阅读之外，临床科室还需要将医生电脑用于病历书写、系统操作、远程会诊等多种用途，这意味着医生电脑需要灵活应对临床科室在影像阅读、办公等不同场景的需求，并化解显示质量、性能、稳定性等多方面的挑战。

在医学影像阅读中，给定的数字图像的外观均必须具有视觉一致性。在没有依据标准进行统一校准的情况下，在阅读相同的医学影像时，不同的显示设备可能会导致迥异的阅片体验和效果。常规的商用显示器在亮度、灰度和校准等方面存在着较高的不一致性，无法满足医学影像阅读的要求。

为解决这一挑战，DICOM 校准规范应运而生。DICOM 校准规范提供了一种客观、定量的机制，用于将数字图像值映射到给定的亮度范围内。了解数字值和显示亮度之间的这种关系的应用程序，可以支持图像在不同的显示设备上实现更好的视觉一致性。DICOM 校准规范所定义的数字图像值和显示亮度之间的关系，是基于人类视觉对于较大范围亮度的感知而定义的模型和测量标准，而并非基于任一种图像显示设备或是任一种图像格式的形态特征描述。目前医学影像设备从成像、传输到显示的整个流程均遵循此规范。

为了实现成本与显示质量的平衡，业界推出了支持 DICOM 显示校准功能的商用显示器方案，该方案的硬件为低成本的商业显示器，并根据 DICOM 校准规范进行 GSDF 的校准。《牙颌面放射学》、《European Radiology》和《American Journal of Clinical Pathology》期刊发布的研究显示，基于 DICOM 校准规范进行校准的商用显示器可达到 DICOM GSDF 定义的要求，显示图像的视觉感知没有差异，可达到与专业显示器同等优异的图像质量。

解决方案：英特尔® DICOM 显示校准方案助力实现低成本、高显示质量

英特尔® DICOM 显示校准方案搭载的校准算法能够通过外部传感器套件检查显示器亮度，并通过算法校准显示器，然后通过 HDMI、DP 等接口输出满足 DICOM 校准规范要求的显示质量。该算法基于英特尔® 处理器和英特尔® 集成显卡，可以高效、稳定地运行。

英特尔® DICOM 显示校准方案将基本显示器要求作为性能的参考基线，可以支持背光、前环境光等多种传感器来感知数据，通过自动校准和控制算法进行 DICOM 显示校准，并可通过显示器的 HDMI、DP 等接口输出图像数据。方案还可以轻松集成至支持自动校准和远程管理等高级功能的 PACS 系统中。

英特尔在参考平台上开展的 DICOM GSDF 测试数据显示，英特尔® DICOM 显示校准方案可以达到 DICOM GSDF 的定义要求，能够满足大多数阅片应用场景的需求。

如上所述，英特尔® DICOM 显示校准方案具备以下优势：

• 支持在常规的商用显示器上进行 DICOM 显示校准，能够达到 DICOM GSDF 校准显示性能。
• 在所有终端上保证显示一致性，不同的临床医生在各自的终端上能够看到一致的结果。
• 方案支持双模显示功能，用户只需点击应用程序图标，即可在常规彩色显示和 DICOM GSDF 校准显示之间切换，一个终端即能够兼顾医生常规办公和高质量阅片需求。

应用案例：基于英特尔® DICOM 显示校准方案的联想医用一体机

联想与英特尔合作，推出了基于英特尔® DICOM 显示校准方案的联想医用一体机。该一体机采用英特尔® 处理器和集成显卡，搭载英特尔® DICOM 显示校准方案，配合联想进行医院产品定制化开发，可定期进行校准以持续维持校准效果，能够有效满足 DICOM 校准规范的要求，可支持医院医生更高效地进行阅片，提供更有效的报告。

回到上文中的医学影像，在开启英特尔® DICOM 显示校准方案后，实际显示效果如图 5（中）所示，绿色箭头为冠状动脉血管壁钙化，局部血管腔狭窄明显，真实狭窄程度更接近专业显示屏（右），血管周围黑色脂肪间隙内见较多细小血管分支。由此可见，该方案可在普通显示器上显著改善医学影像的显示质量。

标准测试对比如图 6 所示，在开启英特尔® DICOM 显示校准方案后，图像显示的一致性、亮度、灰度都有了显著提升，与昂贵的专业显示器差距较小。

该方案只需借助高性价比的联想通用显示器，就能够实现出色的 DICOM 显示校准，满足众多科室对于医学影像的阅读需求。除了高一致性的 DICOM 显示之外，基于英特尔® DICOM 显示校准方案的联想医用一体机还具备高性能、高稳定性、高兼容性等特点，能够满足医疗业务处理、影像阅读等负载运行的需求，可应用于广泛医疗场景。

例如，在北京某医科大学附属医院，急诊每日接诊量近千人，有大量患者需要影像检查才能找到具体病灶所在，而常规的 CT 影像报告一般 1 小时出片后仍要等待 2-8 小时才能出具报告。诊室未配备灯箱可供医师临时阅片，所用的显示器又非专业灰阶显示器。医者仁心，在急诊患者焦急等待下，也只能基于现有的影像显示条件，或基于胶片/或通用显示器，给出临时的应急诊断，这无疑增加了诊断风险。但受制于专业灰阶显示器昂贵的价格，也只能如此。在试用了搭载英特尔® DICOM 显示校准方案的联想医用一体机后，医院医生明显感受到影像变得更为准确清晰，已经接近专业灰阶显示器的成像效果。相信在近期，通过普及此项技术，将为医院提升患者服务体验水平提供不小的助力。

• “阅读大量的医学影像已经成为我们临床工作的重要一部分，但是缺乏高质量的专业显示器让我们常会忽略影像中的一些重要细节。基于英特尔® DICOM 显示校准方案的联想医用一体机在普通显示器上也能够提供高一致性、高质量的显示效果，让我们科室能够更好地服务患者，提升患者就诊体验。”

北京某医科大学附属医院医生

展望

随着影像学的不断发展，特别是计算机仿真技术的发展与运用，医学影像包含的细节信息、可观测维度都在不断提升，这在让疾病的诊断更加快捷与准确的同时，也给医学影像的显示带来了更高的要求。英特尔® DICOM 显示校准方案提供了医疗专业显示器的补充方案，能够以低成本满足多种场景下的医学影像阅读需求，助力医学影像在多科室的应用。

瞄准 DICOM 医学影像阅读的广泛需求，英特尔将进一步推动 DICOM 显示校准方案的创新，提供高一致性、低成本的医学影像显示能力，助力在如内窥、超声、口扫等更多领域提升医学影像的显示效果。此外，英特尔还将加强与联想等医疗终端供应商的合作，将英特尔® DICOM 显示校准方案整合到更广泛的医疗终端之中，普及医学影像无纸化，助力推动智慧医疗的落地和智慧医院的快速发展。

【责任编辑：晓青】