從影像診斷作業角度而言，醫學影像診斷可解析成三個環節:
(1)影像生成(Generation);
(2)影像認知(Perception);
(3)影像解讀(詮釋)及交流(Interpretation and Comunication)。
其中每一環節都會影響診斷質量。近年來由于數字化放射科實施進程的加速，影像學醫師認知影像的載體正在經歷由照片—燈箱的閱讀模式向顯示器屏幕的“軟閱讀”(軟拷貝閱讀Soft-Copy Reading)模式轉化。了解新的閱讀模式，掌握相關器械設備的性能及應用，有助于專業人士盡快擺脫傳統習慣的影響，充分發揮“軟閱讀”的優越性。
一 “軟閱讀”是影像學發展的必然
隨著影像設備的發展，影像生成的方式及內涵也在發生根本性的變化。主要體現在下列幾方面:
1.影像數量大幅度增加。由于CT技術的發展，快速掃描多層CT技術生成的影像數量是原有技術的幾十倍甚至上千倍。據資深專家估計，到2004年每次CT檢查預計最多可能達到5000幀圖像。
2.數字化影像的動態范圍寬。目前的CT、MRI數字圖像一般均具有0~ 4095個灰度級，但在打印成膠片時是在設定的窗寬、窗位條件下成像的。這樣必定會帶來圖像信息的丟失，即灰度級由0~4095減至0~255，且不能調整窗寬、窗位。另外，量大面廣的胸部攝影由于臟器間的密度差別懸殊，需要較寬的動態范圍才能在同一幅圖像中清晰顯示肺野、縱隔及脊柱。這在傳統方式的X射線照片上是無法實現的，在“軟閱讀”中則能夠解決。主要歸因于數字化圖像較傳統模擬圖像有更大的動態范圍(見圖1)。“軟閱讀”顯示器動態范圍寬達5個數量級。見圖2、3(由星光1號數字攝影裝置拍攝)。臨床實踐中不乏來影像科檢查脊柱的病人，結果在“軟閱讀”中調整窗寬、窗位后發現肺癌的病例。
3.目前的成像設備(如CT、MRI、DSA等)都能提供三維乃至四維的動態圖像，傳統的閱讀模式則無法讀取這些動態信息。
根據筆者的經驗，為數不少的影像專業人員在兩種閱讀模式的轉換過程中，需要一段適應的過程。特別是在PACS運行的初期，更為明顯。以上海第二醫科大學瑞金醫院為例，該院200多個工作點上均有影像科醫師及非影像科的臨床醫師，在運用新的閱讀模式讀取醫學影像。筆者在考察我國臺灣地區高雄醫科大學附屬中和紀念醫院時，了解到該院每天有多達700幀圖像在全院的顯示器在線流動。實踐證明: 通過培訓，不論專業、年齡及不同層次的醫師都能適應并運用自如。
二 顯示器的分類
由于彩色顯示器的亮度僅及灰度顯示器(即日常所稱黑白顯示器)的1/8左右。另外，由于彩色顯示器是由紅、綠、藍三個單元組成一個象素，空間分辨率也不及灰度顯示器，所以用于放射影像診斷的顯示器均為灰度顯示器。
1.按照分辨率分類(見表1)。
2.按照技術類型分類，可分為陰極射線管型(CRT)及液晶屏型(LCD)。
3.按顯示屏面分類，可分為直畫面的“肖像型”(Portrait)及橫畫面的“風景型”(Landscape)兩種。
三 灰度顯示器的臨床應用
傳統的顯示器為灰階CRT類型，采用磷涂層系統，如P45及P104，這類顯示器具有大尺寸黑白電視機的物理特性，重量超過40kg，應用過程中會產生大量的熱，需在較暗的光環境中使用。目前市場銷售磷涂層顯示器主要用的是P45這類，主要因為該顯示器使用壽命長及在使用期中圖像質量穩定。
磷光體類型的選擇還應從正確性的角度考慮。Arizona大學的Kuprinski醫生曾作過有關研究，發現當讓有經驗的放射科醫師閱讀20份有肺部結節的后前位胸片時，采用P45顯示器者準確率為93%，P104顯示器者則為87%，而彩色顯示器的診斷準確率僅為76%。在購置CRT時應考慮其最高亮度，當一般CRT在使用時一直采用接近其最高亮度，比起高亮度性能的CRT，其老化及損壞來得快。目前多數專家認為如CRT的亮度在使用中已較其正常的亮度低10%時提示該顯示器不應再使用，所以在購置顯示器時應考慮其亮度，以維持較長期的使用。
近2年來1.5K(2048×1536)的高分辨率灰階LCD已進入市場并被專業人士所接受。筆者注意到: 2001年87屆RSNA主要影像產品的展臺上幾乎全用LCD顯示器。在購置LCD時應注意LCD存在的問題及了解其細節，如灰階的深度、雙顯示裝置亮度的調節、LCD屏的保護等，均應在購置時進行評估。LCD顯示器對于圖像顯示卡非常敏感，PACS軟件可驅動顯示器通過256灰階達到1024或更高灰階。采用LCD技術，JND(Just Noticeable Difference)主要位于256至1024灰階，因此購買者應確認自己的硬件，更重要的是要知道其PACS軟件能達到完全的1024灰階水平。
關于LCD和CRT診斷質量的比較，有過不少的討論。馬里蘭大學Eliot Siegel博士認為:“在LCD和CRT讀片的對照中，發現其敏感性和特異性無明顯的不同。他認為兩者的測定均達80%左右。在CRT上平均的讀片時間為35.4s，在LCD上則為35.6s。”LCD與CRT在其他方面相比具有許多優點: 產熱少、體積小、重量輕、使用壽命長、圖像質量穩定、較少需調節等。但從經濟角度考慮則最主要的問題是價格，目前是CRT的兩倍。但如長期運行，由于較長的使用壽命可使其相比之下并不昂貴。
由于顯示器的質量及市場價格存在較大的差異，選購時應根據臨床需求而定。據研究結果: 用于一般CT、MRI、DSA、PET及超聲診斷時，1K與2K顯示器的“操作者特性曲線(ROC)”是重合的。這個研究結果說明1K顯示器即可滿足上述圖像的診斷要求。但對X射線胸片作精細的診斷則必須應用2K的顯示器。
四 灰度圖像顯示器的主要參數
1. 亮度
是用來表征CRT發出的可見光的數量，以英尺—朗伯(fL)為單位，也可用(新)燭光/m2(cd/m2)計量。人眼進行圖像分辨的主要參數為: 物體與背景的亮度差; 人眼檢測細節的能力(即視覺靈敏度)。前者可用“恰能分辨的亮度差”JND量度(注: 筆者建議是否可改用“亮度差分辨閾值”這一名詞？在此就教于同道。)分析證明，在一定視覺靈敏度下，背景亮度越高，JND也越大。因此應在分辨細節、背景亮度及絕對亮度差這三個參量之間綜合考慮。人眼分辨細節的能力對骨小梁結構觀察及細小的骨質病變的發現至關重要，而分辨亮度差的能力對檢測肺小結節等軟組織微小差異很關鍵。背景亮度太小帶來的問題是，醫生不習慣且環境影響大。目前高分辨率灰度顯示器最大亮度約200fL，比讀片燈箱亮度500fL低得多。CRT顯示屏大面積亮度均勻性不好，壽命也短。均有待改進。
2. 噪聲
從數字圖像的形成，再到CRT顯示，這個過程將引入下列噪聲:
(1)成像設備引入的噪聲;
(2)由模/數轉換引入的量化噪聲;
(3)由顯示器亮度漲落引入的噪聲。包括: CRT電子線路噪聲、電子束散彈噪聲以及電子束偏轉電路噪聲等。
這些噪聲常歸之于時間噪聲。還有一類噪聲稱為空間噪聲，這是由于CRT熒光材料的顆粒結構引起的。
3. 分辨力
分辨力包括密度分辨力及空間分辨力。后者常以描述物體的象素總量來度量。與此相關的是可尋址象素的數目與可分辨象素的數目。高分辨力CRT的可尋址象素矩陣高達2048×2560，但其可分辨矩陣遠小于此值。光柵掃描CRT的分辨象素數由電子束點尺寸，顯示信號的帶寬和每一刷新周期內光柵數確定。
一個矩形光柵具有2048條光柵線，每一根線有2048個象素，如此共有4194304個象素。對19英寸顯示器，其有用光柵尺寸為13.4英寸×13.4英寸，若每一顯示象素呈方形，則象素的邊長為0.0065英寸(0.166mm)。但顯示器屏幕上顯示的象素圖像不是正方形，而是由呈二維高斯分布的(電子束)電子密度形成，這樣電子束在象素上產生的亮度幾乎也是作高斯分布的，因此顯示亮度是不均勻的。觀察者可看到掃描線。為降低這一影響，可讓各象素間和各掃描線間有少許重疊。
密度分辨力用離散灰度級的總數來度量，例如CT數用12bit表示，其最高密度分辨力為1/212。一張X射線照片經激光掃描數字化并幅度量化后也有212(4096)級灰度。
4. 失真
幾何失真系一種像差，它引起顯示的圖像與原像在幾何形狀上的失真。顯示在灰度顯示器上的圖像失真是指某象素偏移其校正位置的距離。通常用一幅失真后柵格的二維圖相對于理想的柵格圖作對比來表征，以用象素數目表示的最大的偏移來定量說明失真的程度。失真主要有兩類:“像散失真”和“場失真”。所謂“像散失真”是指軸向目標線(即穿過CRT中心射束線)的焦距和與之垂直的目標線的焦距不同。“場失真”是由電子束偏轉場引起，形成枕形(向顯示屏中心凹進去)特性與桶形(自顯示屏中心凸出)特性。實際應用中失真不是干擾信息的主要因素。
5. 灰度標準顯示函數
圖像產生的數字信號可以客觀地、精確地測量、傳輸和復制。但該信號的視覺銓釋決定于顯示該圖像的不同系統的特性。同一信號的圖像常在不同顯示裝置上產生完全不同的視覺表現、視覺信息與特性。在醫學圖像中，對任一給定的數字圖像不論顯示在監視器上，還是從讀片燈箱觀察，在視覺上應是一致的。因此希望有一個標準，以管轄在任何顯示裝置上表達的可視圖像。DICOM 3.0第14部分PS3.14提供了一個客觀的、定量的辦法，將數字圖像值映射到給定的亮度范圍。對于某一具體應用，如果知道數字值與顯示亮度之間的關系，則不論在何種顯示裝置上顯示均可產生一致的視覺效果。PS3.14所定義的關系式是在一個寬度區內，根據人們的感知測量與模型做出的，而不是根據哪種圖像顯示裝置或哪一成像模式決定，也與閱讀者的習慣與主觀偏愛無關。后者可用DICOM顯示查找表作適當處理來考慮。為此，PS3.14專門定義了“灰度標準顯示函數”作為表征。
