V předešlých třech příspěvcích (1, 2, 3) zabývajících se kalibrací diagnostických displejů bylo vysvětleno, jak kalibraci provést a proč je důležitá. Dnes se podíváme na tuto problematiku ještě z pohledu osvětlení v místnosti pro popis rtg vyšetření, tedy popisovny.

Vliv okolního osvětlení v popisovně
Okolní osvětlení je množství světla přítomné v popisovně, které může ovlivnit kvalitu čtení rtg obrazu. Jednak se toto světlo odráží od diagnostického displeje, ale může také oslňovat přímo oči radiologa popisujícího rtg vyšetření. Tím dochází ke ztrátě kontrastu rtg obrazu, který vnímá radiolog na diagnostickém displeji. Ke ztrátě dochází zejména u tmavších odstínů šedi.

Nejprve definice dovu veličin umožňujících kvantifikaci světelných podmínek v popisovně: Okolní osvětlení a okolní jas.

Okolní osvětlení (ambient illuminance, E) popisuje množství dopadajícího světla z okolí/místnosti na plochu samotného displeje. Udává se v jednotkách luxy a měří se lux-metrem. Pro lepší představu následují konkrétní hodnoty okolního osvětlení:

• 0 luxů: Uzavřená místnost bez oken a umělého zdroje světla. Hluboká noc v přírodě bez měsíce a hvězd. Lidské oko nevidí vůbec nic.
• 10-20 luxů: Velmi slabé osvětlení. Typicky noční ulice osvětlená vzdálenými lampami, nebo měsíční úplněk. Odpovídá tlumenému nočnímu světlu na chodbě nebo v ložnici. Na čtení nebo práci takové osvětlení nestačí, ale orientace v prostoru již je možná.
• 20-40 luxů: Tlumené vnitřní osvětlení. Večerní osvětlení v domácnosti, tlumené osvětlení v restauraci. Rozbřesk nebo soumrak venku. Na čtení stále nevhodné, ale na pohyb po místnosti postačující.
• 50 luxů: Běžné domácí nebo kancelářské prostředí, místnost osvětlená zářivkami nebo LED osvětlením, chodby v budovách, supermarkety. Pro čtení i práci dostačující, ale nižší než doporučené hodnoty pro detailní práci.
• 100 luxů: Lepší pracovní osvětlení. Typické pro kanceláře, učebny, chodby v nemocnicích.
• 300 luxů: Pracovní stůl, knihovna.
• 500 luxů: Jemná kancelářská práce, kreslení, čtení drobného textu.
• 1 000 luxů: Ordinace, kuchyně při práci.
• 10 000 luxů: Slunečný den ve stínu.
• 100 000 luxů: Přímé polední slunce.

Okolní jas (ambient luminance, L_amb) popisuje jas prostředí nebo plochy, kterou pozorujeme. V případě displeje se jedná o popis množství světla, které se odráží od displeje. Vyjadřuje se v cd/m². Jedná se tedy o reflexní charakteristiku displeje, která je charakterizována difuzním reflexním koeficientem, který popisuje vztah mezi okolním osvětlením (ambient illuminance) a okolním jasem (ambient luminance).

A nyní konkrétní simulovaná ukázka z klinické praxe:
Mějme dostatečně zatemněnou popisovnu s okolním osvětlením 0 luxů a okolním jasem 0 cd/m².  Nechť je P(0) = DDL(0) = 0,30 cd/m² (jas nejčernejší barvy zobrazené na displeji), P(1) = DDL(1) = 0,35 cd/m² (jas druhé nejčernější barvy zobrazené na displeji). Relativní rozdíl v jasu těchto dvou P-hodnot bude 0,35 cd/m² / 0,30 cd/m² = 1,17 => 17 %.

Nyní uvažme situaci, kdy je okolní osvětlení 100 luxů a okolní jas 0,60 cd/m². Pak P(0) = DDL(0) = 0,30 cd/m² + 0,60 cd/m² =  0,90 cd/m² a P(1) = DDL(1) = 0,35 cd/m² + 0,60 cd/m² = 0,95 cd/m². Relativní rozdíl v jasu těchto dvou P-hodnot bude 0,95 cd/m² / 0,90 cd/m² = 1,06 => 6 %. V případě okolního osvětlení, ale bez kompenzace na toto osvětlení, bude rozdíl v jasu dvou sousedních P-hodnot přibližně 3x menší. Tedy práce v takovém okolním osvětlení je náchylnějším k chybám.

Nastavení diagnostického displeje by proto mělo být uzpůsobeno právě okolnímu osvětlení, aby byla maximalizována kvalita zobrazení. Při větším okolním osvětlení dochází ke ztrátě vnímaného kontrastu rtg obrazu. Situace je podobná jako v případě, když jdeme s mobilním telefonem nebo tabletem ven za jasného dne. Když je displej vystaven slunečnímu svitu, je obtížné na displeji cokoliv vidět, dochází ke ztrátě kontrastu. Ztráta kontrastu je nejkritičtější v tmavých stupních šedi. V klinické praxi to může vést až k přehlédnutí patologie v obraze. Právě uzpůsobení zobrazených stupňů šedi lidskému oku, současně se zahrnutím okolního jasu, je podstatou tzv. DIOCM GSDF kalibrace. Tato kalibrace má za cíl učinit rozdíly v kontrastu sousedních stupňů šedi co nejviditelnějšími. Je-li aplikována správně, pak funguje velmi dobře. Samotná DICOM GSDF kalibrace je však mimo rozsah tohoto příspěvku, avšak dále jsou uvedeny informace vlivu okolního osvětlení na únavu očí.

Požadavky v různých doporučeních
Ačkoliv se v některých starších doporučeních a také národních radiologických standardech (NRS) uvádí, že ideální okolní osvětlení v místnosti určené pro popis digitálních radiogramů by mělo být menší než 20 luxů, není to v současné době nejvhodnější. Ideální podmínky pro čtení radiogramů by měly být následující (nevztahuje se na čtení mamografických vyšetření, ale pouze skiagrafických a CT vyšetření):

• Okolní osvětlení: < 50 luxů, ideálně 20-40 luxů, osvětlení bez oslnění

Osvětlení by mělo být realizováno světelnými zdroji (lampy, jiné okolní displeje) umístěnými tak, aby neprodukovaly nepříjemné odlesky nebo velké světelné kontrasty, které přispívají k únavě očí a způsobují nepohodlí. Tyto odlesky nebo velké světelné kontrasty zhoršují citlivost lidského oka na kontrast, čímž snižují rozeznatelnost blízkých stupňů šedi a zmenšují dynamický rozsah lidského oka.

• Maximální jas diagnostického displeje: ≥ 350 cd/m², ideálně 350-450 cd/m²
• Minimální jas diagnostického displeje: ≤ 1 cd/m², ideálně okolo 0,50 cd/m²
• Poměr maximálního a minimálního jasu: ≥ 250:1 (při dodržení výše uvedených hodnot bude samozřejmě vyšší), nižší hodnota činí viditelnost nízkokontrastních lézí horší
• Diagnostický displej kalibrovaný dle tzv. DICOM GSDF křivky.

Únava očí se kumuluje v čase. Aby se zabránilo únavě očí, doporučuje se zkrácení doby popisu bez přestávky na cca 30 min. Poté by měla následovat krátká přestávka, postačují i desítky sekund. Lze použít pravidlo 20 : 20 : 20 – po každých 20 minutách pohled na objekt vzdálený 20 stop (cca 60 cm) po dobu 20 sekund. Únavu také zhoršuje větší okolní osvětlení, proto právě doporučená hodnota 20-40 luxů.

Nevhodné okolní osvětlení a suboptimální nastavení diagnostického displeje zhoršuje detekovatelnost nízkokontrastních lézí (např. jaterních metastáz na CT, pneumotoraxu na skiagrafickém obrazu), nepříznivě ovlivňuje detekovatelnost malých lézí (např. plicních nodulů na CT), zvyšuje počet falešně negativních nálezů a také prodlužuje čas popisu.

V průběhu popisu je vhodné vyhnout se náhlým a velkým změnám jasu, způsobeným např. pohledem na kancelářský displej při popisu vyšetření v nemocničním informačním systému. Při těchto změnách je velmi dlouhá doba adaptace na menší okolní osvětlení. Adaptace vizuálního systému člověka z denního slunce na zatemněnou popisovnu může dokonce trvat až 15 minut.  

Použitá literatura
[1] Bevins NB, Silosky MS, Badano A, Marsh RM, Flynn MJ, Walz-Flannigan AI. Practical application of AAPM Report 270 in display quality assurance: A report of Task Group 270 [published correction appears in Med Phys. 2021 Mar;48(3):1456. doi: 10.1002/mp.14629.]. Med Phys. 2020;47(9):e920-e928. doi:10.1002/mp.14227
[2] AAPM REPORT NO. 270. https://www.aapm.org/pubs/reports/RPT_270.pdf
[3] https://www.barco.com/en/support/knowledge-base/3872-what-is-ambient-light-compensation-and-why-is-it-so-important
[4] Liukkonen E, Jartti A, Haapea M, et al. Effect of display type and room illuminance in chest radiographs. Eur Radiol. 2016;26(9):3171-3179. doi:10.1007/s00330-015-4150-0