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TÜV Media , Köln Weitere Titel dieses Verlages anzeigen
| Inhalt Band 5 - LCD-Monitore in der Medizin | ||||||
| Vorwort | 9 | |||||
| Einleitung | 11 | |||||
| 1 | Allgemeine Grundlagen | 13 | ||||
| 1.1 | Definition der verwendeten Begriffe | 13 | ||||
| 1.2 | Röhrenmonitore | 17 | ||||
| 1.3 | Flachbildschirme | 18 | ||||
| 1.4 | Auflösung des Auges | 18 | ||||
| 1.5 | Pixel und Auflösung | 20 | ||||
| 1.6 | Gamut und Farbräume | 23 | ||||
| 1.6.1 | Farbräume | 23 | ||||
| 1.6.2 | CIE-Normfarbtafel | 24 | ||||
| 1.6.3 | RGB-Farbraum | 25 | ||||
| 1.6.4 | NTSC-Farbskala | 26 | ||||
| 1.6.5 | Farbtemperatur | 27 | ||||
| 1.6.6 | Farbtiefe | 28 | ||||
| 1.7 | Grauwertdarstellung | 30 | ||||
| 1.8 | Gamma | 31 | ||||
| 1.9 | DICOM-Standard Teil 14 (GSDF) | 36 | ||||
| 1.10 | Grafikkarten | 40 | ||||
| 1.10.1 | "Reduced Blanking" | 44 | ||||
| 1.11 | Deinterlacing | 45 | ||||
| 1.12 | Impuls-Type- und Hold-Type-Monitor | 50 | ||||
| 2 | Technische Grundlagen von LCD-Monitoren | 53 | ||||
| 2.1 | Grundprinzip der verschiedenen elektro-optischen Effekte | 57 | ||||
| 2.1.1 | TN-Effekt | 57 | ||||
| 2.1.2 | IPS-Effekte | 61 | ||||
| 2.1.3 | VA-Effekte (MVA, PVA, S-PVA) | 63 | ||||
| 2.2 | Hinterleuchtung von LCD-Monitoren | 67 | ||||
| 2.2.1 | CCFL-Hinterleuchtung | 69 | ||||
| 2.2.2 | LED-Hinterleuchtung | 70 | ||||
| 2.2.3 | Homogenität der Bildwiedergabe und Hinterleuchtung | 72 | ||||
| 2.2.4 | Lebensdauer der Hinterleuchtung | 73 | ||||
| 3 | Kenngrößen eines LCD-Monitors | 77 | ||||
| 3.1 | Bildschirmgröße/Bildschirmdiagonale | 77 | ||||
| 3.2 | Pixelraster und Auflösung | 78 | ||||
| 3.3 | Leuchtdichte | 79 | ||||
| 3.4 | Kontrast | 79 | ||||
| 3.5 | Betrachtungskegel (Sehkegel) | 80 | ||||
| 3.6 | Seitenverhältnis (Aspect Ratio) | 83 | ||||
| 3.7 | Bildwiederholfrequenz | 84 | ||||
| 3.8 | Reaktionszeit/Schaltverhalten von LCD-Monitoren | 84 | ||||
| 3.8.1 | Overdrive-Technik | 87 | ||||
| 3.8.2 | Weitere Optimierungen der LC-Technologie | 89 | ||||
| 3.9 | Landscape/Portrait-Darstellung bei LC-Displays | 89 | ||||
| 3.10 | HDR-Displays | 91 | ||||
| 4 | Technische Parameter | 95 | ||||
| 4.1 | VESA und Spezifikationen | 95 | ||||
| 4.2 | Mechanik | 95 | ||||
| 4.3 | Anschlüsse für LCD-Monitore in der Medizintechnik | 96 | ||||
| 4.3.1 | Serial Digital Interface (SDI) | 96 | ||||
| 4.3.2 | Digital Visual Interface (DVI) | 97 | ||||
| 4.3.3 | HDMI | 99 | ||||
| 4.3.4 | Display-Port | 100 | ||||
| 4.3.5 | Neue Displayerkennung (DisplayID) | 102 | ||||
| 5 | Europäische Richtlinien, Normen und Prüfsiegel | 103 | ||||
| 5.1 | EG-Richtlinien und sonstige Regelwerke für den Einsatz von LCD-Monitoren | 103 | ||||
| 5.1.1 | Geräteproduktesicherheitsgesetz (GPSG) | 104 | ||||
| 5.2 | Normen für Monitore | 107 | ||||
| 5.2.1 | Normen für LCD-Monitore | 107 | ||||
| 5.2.1.1 | ISO 13406-2 mit Erweiterung der Festlegungen für LC-Displays | 108 | ||||
| 5.2.1.1.1 | Sehrichtungs-Bereichsklassen: Blickrichtungsabhängigkeit der LC-Displays | 108 | ||||
| 5.2.1.1.2 | Reflexion und Reflexionsklassen | 110 | ||||
| 5.2.1.1.3 | Pixelfehler | 112 | ||||
| 5.2.1.2 | ISO 9241 | 113 | ||||
| 5.3 | Prüfsiegel LC-Displays | 114 | ||||
| 5.3.1 | MPR II | 114 | ||||
| 5.3.2 | TCO | 115 | ||||
| 5.4 | Bildschirmarbeitsplatzverordnung (BildschArbV) | 117 | ||||
| 5.4.1 | Strahlung am Bildschirmarbeitsplatz | 119 | ||||
| 5.5 | Prüfungen der technischen Sicherheit und der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) von LCD-Monitoren | 122 | ||||
| 6 | Anforderungen und Empfehlungen für den allgemeinen Einsatz | 133 | ||||
| 7 | Medical LCD-Monitor | 141 | ||||
| 7.1 | Normenzertifikat nach DIN EN 60601-1 | 141 | ||||
| 7.2 | Schutz gegen Staub und Feuchtigkeit (IPXX) | 142 | ||||
| 7.3 | EMV nach DIN EN 60601-1-2 | 144 | ||||
| 7.4 | LCD-Monitor als Medizinprodukt | 146 | ||||
| 8 | LC-Displays in der Medizin (Endoskopie, Ophthalmologie u. a.) | 147 | ||||
| 8.1 | Grundlagen des Einsatzes von LCD-Monitoren in der Endoskopie und MIC | 148 | ||||
| 8.2 | Einsatz von LCD-Monitoren für die Endoskopie und minimale invasive Chirurgie (MIC) | 151 | ||||
| 8.2.1 | ChromaTRU-Verfahren | 153 | ||||
| 8.2.1.1 | Farbraum-Konvertierung | 155 | ||||
| 8.2.1.2 | Weißabgleich-Kalibration | 156 | ||||
| 8.3 | Einsatz in der Ophthalmologie, Dermatologie, Pathologie usw. | 158 | ||||
| 8.3.1 | Anforderungen an ein LC-Display für die Teledermatologie | 159 | ||||
| 8.4 | Bildqualität | 160 | ||||
| 8.5 | HDTV-Einsatz in der Endoskopie | 160 | ||||
| 8.6 | Qualitätsaspekte des LCD-Einsatzes in der Medizin | 162 | ||||
| 8.7 | Hygiene-Anforderungen | 163 | ||||
| 8.8 | Homogenität der Bildwiedergabe (Mura-Effekt) | 164 | ||||
| 9 | Grauwertdarstellung und Look-Up-Table (LUT) | 167 | ||||
| 9.1 | Grauwertdarstellung | 167 | ||||
| 9.1.1 | DICOM Grayscale Standard Display Function (GSDF) | 169 | ||||
| 9.2 | Abbildungen auf LCD-Monitoren (Bit-Systeme) | 173 | ||||
| 9.2.1 | 8-8-Bit-Displays | 174 | ||||
| 9.3 | Displays mit Grauwertkorrektur (Look-Up-Table) | 177 | ||||
| 9.3.1 | 8-8-8-Bit-Displays mit LUT | 178 | ||||
| 9.3.2 | Displays mit einer 10,5-Bit-LUT | 180 | ||||
| 9.3.3 | 10-Bit-Display mit einer 10-Bit-LUT | 181 | ||||
| 9.3.4 | 10-Bit-Display mit 11,5-Bit-LUT | 182 | ||||
| 9.4 | Auflösung und DICOM-Kurve | 183 | ||||
| 9.4.1 | Anforderungen an Graustufenmonitore zur Befundung | 184 | ||||
| 9.5 | Technologien zur Erhöhung der Anzahl der Graustufen | 186 | ||||
| 9.5.1 | Flächenmodulation | 186 | ||||
| 9.5.2 | Frame Rate Control (FRC) | 189 | ||||
| 9.5.3 | Kombination von Flächenmodulation und FRC-Technologie | 190 | ||||
| 9.5.4 | Aperture Modulation | 190 | ||||
| 10 | Befundung und Betrachtung in der Radiologie | 193 | ||||
| 10.1 | Bildwiedergabegeräte in der Radiologie | 193 | ||||
| 10.2 | Qualitätssicherungsrichtlinie und Bildwiedergabe in der Medizin: Untersuchung oder Behandlung von Menschen (Stand: 19.12.2007) | 196 | ||||
| 10.3 | DIN 6856-1 4.3.2 Mindestleuchtdichte zur Befundung von allen anderen Durchsichtsbildern und 4.3.1 Mindestleuchtdichte zur Befundung von Mammogrammen | 202 | ||||
| 10.4 | Betrachtungsmonitore | 205 | ||||
| 11 | Bildwiedergabegeräte: MPG und Röntgenverordnung | 209 | ||||
| 11.1 | Zielsetzungen des MPG, der MPBetreibV und der Röntgenverordnung | 209 | ||||
| 11.2 | Medizinproduktebetreiberverordnung (MPBetreibV) | 210 | ||||
| 11.3 | Röntgenverordnung und Qualitätssicherungsrichtlinie | 213 | ||||
| 11.4 | Anforderungen des MPG an Befundungs- und Betrachtungsmonitore | 215 | ||||
| 11.5 | Anforderung an elektrische Sicherheit von Befundungs- und Betrachtungsmonitoren | 219 | ||||
| 12 | OLED-Displays | 227 | ||||
| 12.1 | OLED-Technologie | 227 | ||||
| 12.2 | Einsatz von OLED-Displays | 229 | ||||
| 13 | Zusammenfassung und Ausblick | 223 | ||||
Band 5: LCD-Monitore in der Medizin
Vorwort
Dieses Buch entstand auf Anregung von Kollegen und Dritten, die mir die Frage stellten, nach welchen Kriterien LCD-Monitore für die Medizintechnik auszuwählen seien und worauf man dabei achten müsse.
Sehr schnell ergab sich die Problematik, dass aus der für die Fachzeitschrift "MT-Medizintechnik" geplanten und geschriebenen Artikelserie ein Buchmanuskript entstehen würde, da bei weitem nicht alle fachlichen Aspekte zum Thema LCD-Monitore in der Medizintechnik in einer Artikelserie untergebracht werden konnten.
Auch dieses Buch ist nicht ohne die Unterstützung, Anregung und lebhafte Diskussion verschiedenster Personen entstanden. Ich möchte an dieser Stelle insbesondere namentlich danken:
Herrn Klaus Emmerich, Fa. K. Storz, Tuttlingen
Herrn Silvio Bonfiglio, Philips FIMI, Saronno, Italia
Ich danke weiterhin Herrn Dipl.-Ing. Wilhelm Schuster, Eurocat Darmstadt für die
Durchsicht und Ergänzung von Kapitel 5.5.
Herrn Holger Mischke, Fa. Sony, Köln
Herrn Jörg Langeheine, Fa. Matrox Electronic Systems GmbH für das Kapitel 1.10
Grafikkarten
u. a., die mich bei diesem Buch mit Informationen, Bildern und Korrekturlesen unterstützt haben.
Ich danke vor allem Herrn Dr. Michael Becker, Karlsruhe, für das kritische Korrekturlesen der Kapitel 2 und 3.
Ich danke Frau C. Bouchagiar für die unermüdliche Unterstützung des Projektes.
Armin Gärtner
ö. b. u. v. Sachverständiger für Medizintechnik und Telemedizin
Ingenieurbüro für Medizintechnik
Edith-Stein-Weg 8
40699 Erkrath
armin.gaertner@t-online.de
TÜV Media
Armin Gärtner
LC-Displays haben die voluminösen Röhrenmonitore in den letzten Jahren auch in der Medizin weitgehend abgelöst. Band 5 der Reihe Medizintechnik und Informationstechnologie vermittelt dem Leser die grundlegenden Kenntnisse und Informationen, um das richtige LC-Display für die medizinischen Disziplinen auszuwählen. LC-Displays für die Medizin sind aufwendiger gefertigt als herkömmliche Monitore für Büro-Anwendungen. Insbesondere in der Radiologie werden hochauflösende Displays für die digitale Befundung von Röntgenbildern durch die Röntgenverordnung und die Qualitätssicherungsrichtlinie (QSRL) vorgeschrieben. Aber auch in den anderen medizinischen Disziplinen wie Endoskopie, Ophthalmologie, Dermatologie usw. bestehen Anforderungen an Farbechtheit, Blickwinkelstabilität und Reflexion von Displays, um eine möglichst hochwertige Diagnose und Therapie zu unterstützen.
Der Autor zeigt, wie aufwendig und komplex Technologie und Fertigung von LC-Displays für den Einsatz in der Medizin sind. Sie stellen technische Produkte nach dem Geräteproduktesicherheitsgesetz dar und sollten für den Einsatz in der Medizin über ein Normenzertifikat nach DIN EN 60601-1 und DIN EN 60601-1-2 (EMV) verfügen.
Der Leser findet im vorliegenden Band alle Informationen, die er benötigt, um für eine qualitativ hochwertige Visualisierung medizinischer Bilder die richtige Technologie und damit das richtige Display auszuwählen.
ISBN 978-3-8249-1150-9
