1 DICOM中數字影像的表達
在DICOM膠片打印管理中，有一個表達LUP（Look Up Table） SOP （Service Object Pair）類，這就是數字影像表達。數字影像表達是DICOM標準中一項重要的內容，也是數字影像應用的最終目的。任何醫學影像信息只有通過軟拷貝（顯示器顯示）或硬拷貝（膠片打印）的方式才能得以應用。由於醫學影像的發展，出現了多種成像顯示方式，應用最多的還是灰度圖像，所以我們在這裏討論灰度圖像打印的有關影像表達。
一個標準的DICOM的數字影像表達流程如圖1所示［1］。
圖1 DICOM的數學影像表達流程
當影像獲取設備獲得數字化的醫學影像後，DICOM通過所定義的灰度標準顯示函數將P值（Prosentatmn Value）轉換成亮度信息輸出到標準顯示系統進行影像的表達。在DICOM數字影像的表達中，P值是一個重要的概念，是一個設備無關的線性表達值，作爲DICOM表達層的輸出和標準顯示錶達系統的輸入。儘管顯示方式有軟、硬拷貝的不同，但只要輸出的P值範圍確定，影像的表達就可確定。
標準灰度顯示函數的數學表達有通用公式、透射型（膠片）打印表達公式、反射型（紙張）打印表達公式三種。我們在網絡打印中應用的爲透射型打印表達公式，對於圖像的亮度與膠片的密度之間的關係可用下式表達：
L＝La+L0×l0-D （1）
其中：L—爲圖像像素的亮度
L0—爲閱片燈沒有膠片時的亮度
La—爲閱片環境對膠片的影響亮度
D（Density）爲膠片光學密度
在實際應用中，在不同的顯示錶達系統間選擇一個合適的函數，因爲如果沒有標準顯示的線性函數，在網絡環境中進行顯示系統的調節將會十分困難。下面我們來探討如何選取標準的線性函數。
假設膠片的密度從Dmin到Dmax，那麼圖像亮度範圍爲：
Lmin=La+L0·10-Dmax，Lmax=La+L0·10-Dmin （2）
Lmin爲最小亮度，Lmax爲最大亮度
設j（Just-Noticeable Difference，正好能分辯的差值）的最小值爲jmin＝j（Lmin），最大值jmax＝j（Lmax）
如果j用一個n位二進制的P值來表示，範圍從jmin＝0到jmax＝2n－1，則j與P的關係可表示爲：
j（p）＝jmin?＋P·（jmin＋jmax）/（2N-1） （3）
因此由（1）和（3）可得
D（P）＝-Log10｛［L（j（P））－La］/L0｝ （4）
其中：LO和La的典型值爲：
LO＝2000cd/㎡
La＝10cd/㎡
（4）式就是我們得到的P值與膠片密度D之間一一對應的一個表達函數，每一個P值對應於一個膠片密度值D。P的值爲。至2n－1，其中n：爲圖像像素的位數，因此只要知道圖像的像素值，通過P即可轉換成膠片密度D值，實現數字影像膠片（硬拷貝）的表達。
那麼如何選擇P和D值，在PACS中對DICOM網絡打印的膠片打印質量影響是非常大的。密度值D的範圍對於不同的相機來說是不同的：如KODAKl60爲0—399，KODAKPACSLink 9410控制器的密度最小爲0，最大爲170—350可選［2］，AGFA LA型激光相機的最小最大密度值與用一定大小、一定類型的膠片校準後有關［3］。而P值的範圍0－2n－1對於PACS網上的不同圖像來說也是不同的，如MR、Cr的圖像像素的位數一般爲12位，NUP的範圍爲0—4095；而數字胃腸的圖像像素的位數一般爲8位，則P的範圍爲0—256。PACS中DICOM網絡打印管理可以在同一平臺下對不同設備的圖像進行打印，在網上從不同廠家、不同型號的相機出膠片。因此在網上對於各種不同圖像選擇不同相機進行打印時，一定要合理選擇P值和D值，也就是說當需要打印的圖像和相機變化時，需要對打印參數進行合理的調整和選擇，才能達到最佳打印質量，實現影像信息的正確表達。
2 DICOM打印圖像的測試
正如前面所述，膠片是信息的一個最終載體，它直接影響到醫生對影像信息的判斷、對疾病的確診。尤其在一個網絡環境中，涉及到多種模態的設備和不同廠家、不同型號的DI。 COM相機，如何保證打印圖像的一致性，是一個很重要的問題。我們注意到，DICOM標準在質量保證體系方向的內容正在不斷加重，建立在DICOM、HL7（Healthcare Level 7）的標準體系基礎上的IHE（Integrating the Healthcare Enterprise）也將此作爲一個重點發展方向。
因此，遵循DICOM的打印測試在實現網絡打印質量控制的過程中是一項不可或缺的工作。根據國際上標準的測試方法，打印測試分爲定標和驗證兩部分。定標即廠商對打印設備自身的校正，主要和設備相關；而驗證指的是在DICOM網絡打印環境中所支持的相應打印服務類以及是否正確執行了表達LUT，從而評估打印機是否可以進行一致性表達。和打印實現過程類似，網絡打印的DICOM測試也需要從DICOM PMS（打印管理服務）的SCU（Service Class User）、SCP（Service ClassPro rider）兩方面來考慮。
SCP端即打印機，這是影響打印質量的一個重要環節。但由於該方面和硬件結合得較緊密，不容有太多的介入調節，所以相對於DICOM網絡構架中的數據流控制來說，僅僅是一個次要方面。在SCP端，可進行的測試包括：
2．1 打印機的DICOM協議測試。要實現DICOM打印，需要對打印機各項參數有一個預先了解，這些信息都包含在打印機的DICOM一致性聲明中，如AE（Application Entitle）標題，執行類UID（Unique ldentification）等。在這裏，有一個方法是利用一個打印結構取回（Printer Configuration Retrieval）SOP類，從而獲得打印機更多的細節信息，但這一選項在實際應用中並沒有被廣泛支持。
圖2 SMPTE樣片
2．2 測試打印機是否支持一些諸如打印方向選擇、最大／最小密度定義、反相、collation（在單個打印任務中打印多幅）、8／12位圖像的像素處理變換等功能。通過樣片來測定。通常使用的有SMPTE（Society of Motion Pictureand Television Engineers）美國電影與電視工程師協會樣片（見圖2）。同時各設備廠商也提供自己的樣片，圖3是KODAK公司提供的校準測試片。目的都是利用密度儀測試通過不同的灰階的表達方式定量體現打印質量。
2．3 如果要嚴格做到對打印SCP端的測試，還需要通過一些不常用的 DICOM服務來測試打印機對 Presentation LUT執行支持的完整性（如：測試 11位、13位 圖3 KODAK公司測試校準樣片等特殊像素位數的LUT）。由於我們主要的工作是在SCU端進行，因此相對SCP端來說，從SCU端來進行測試有較多的自由度。
圖3 KODAK公司測試校準樣片
測試是按DICOM的基本灰度打印SOP類兩大部分（基本灰度打印管理類和表達LUT類）進行，可以進行的測試包括：對PresentationLUT的支持、佈局格式的支持、一些基本屬性及可選屬性的支持（邊界密度、空圖密度、方向、大小、放大類型、平滑類型、媒體類型、最大／最小密度、邊界修整等）、網絡協議的支持（例如測試在N—CREATE消息響應中是否包含SOP類 UID）等。我們測試了多臺打印設備，包括KODAK 8100和160以及AGFALA5200相機。通過測試，發現一般打印設備都可以遵循DICOM的基本灰度打印管理服務，完成膠片打印，但在 DICOM遵循性上卻不盡相同。有的設備支持的服務類更多， AGFA（DICOM執行版本名MG3000-VERSION-3）可以支持相關灰度打印管理類（Reference Gray Print Managemem Meta）等，甚至還支持Cr、CR等設備模態的STORE服務類，這爲網絡化打印及其它PACS應用提供了有利條件。
DICOM對象是非常複雜的，還有衆多的SOP類，不可能通過一個簡單的應用測試出所有的DICOM遵循性。DICOM對象和服務還在不斷的發展中，需要不斷髮展完善。目前國際上有針對遵循性測試（Conformance testing）的ISO 9646－1標準，同時還有不少測試機構提供完善的測試方案，包括北美放射學會（RSNA）中央測試結點（CTN）的DICOM遵循性測試等引。我們與之還有較大差距，這裏有硬件設備等方面的原因，更主要的還是觀念意識上的差距。
3 DICOM圖像打印環節上的質量控制
前面瞭解了DICOM中數字影像的表達和遵循DICOM的打印測試方法，下面我們探討從DICOM圖像打印的部分環節對打印圖像的質量進行控制和管理。DICOM圖像打印的主要環節有熒光圖像的後處理、激光打印機的調試和校準以及洗片機沖洗性能的綜合管理等［5］。
3．1 熒光圖像的後處理質量控制 DICOM打印圖像效果的好壞，看其拷貝後影片能否真實地將熒光屏圖像中所有信息再現於影片中。因此獲得高質量的熒屏圖像是控制影片質量的關鍵。熒光圖像的質量除了採集以外，圖像的後處理是一個的重要因素，在PACS網上有O、MR、DR等不同設備產生的熒光圖像，對這些不同圖像所顯示的內容或感興趣區等對診斷有價值的部分做適當的和不同的後處理，進行圖像修正或調節窗寬窗位等手段，能很好的提高圖像打印的質量。
3．2 激光打印機的調試和校準控制 在第二部分對打印圖像所能進行的測試進行了詳細的說明，不過一般用戶由於技術水平和條件的限制，不可能對所有的項目一一測試，但激光打印機安裝完畢後，結合當時的具體情況和條件，如需要打印的叮、MR等圖像類型、洗片機類型、沖洗藥液和膠片型號、打印圖像的最大密度、最小密度、對比度等，因地制宜地進行認真調試和校準，還是很有必要。調試時可用激光打印機內存QC圖樣爲樣片，確定出一個最佳標準值，作爲以後機器調整的質控標準。浙江大學醫學院附院的工作人員對KODAK和AGFA激光相機的背景密度、灰階響應特性、圖形幾何結構、小對比度變化、分辨率等指標進行了檢測，結果發現有37。5％不符合要求［6］，因此激光打印機安裝完後，根據相關的國際標準進行驗收檢測是必須的，這可以保證激光打印膠片質量的穩定可靠。
3．3 洗片機沖洗性能控制和管理 除了乾式DICOM相機打印的膠片外，其他相機打印後的膠片需經過顯影、定影處理才能實現原設置膠片標準值，因此對洗片機沖洗性能諸因素的穩定是非常重要，要保證這一點，必須做到，儘量減少可變因素，如洗片機循環時間、顯定影及水的溫度、補充量大小、藥液性能、膠片的感光性能等。同時做好日常的監測和校準，把日常質控人員的工作落到實處，確保沖洗質量的一致性、連貫性。
總之，隨着PACS的日臻成熟，其應用層次也將日益廣泛和深入。作爲PACS重要組成部分網絡打印的實現會帶來影像質量的保證問題，PACS同樣有不斷出現的新問題需要完善和解決，PACS相關的QA、QC工作將是PACS實施後一項重要的任務，這也是符合事物發展規律的。因此要求PACS的設計者、使用者共同努力，才能使其發揮出最佳效益，帶來數字化醫學影像領域的春天。
