六分钟了解核医学(五)：SPECT空间分辨率

第四期我们介绍了   SPECT的眼睛——准直器，这一期我们接着上一期的话题继续分享SPECT空间分辨率的内容，固有、几何、系统空间分辨率，你弄清楚了吗？     

SPECT性能参数  

SPECT的中文全称是单光子发射计算机成像系统，是核医学科最常见的设备。如何判断一台SPECT的好坏呢？SPECT的使命就是得到能够反映微小病灶和细节信息的图像，而空间分辨率是图像中可辨别的最小细节的度量。毫无疑问，空间分辨率就是判断SPECT好坏的重要参数啦。

SPECT分辨率  

作为一台由准直器、晶体、电子架构和数据重建整个影像链组成的成像系统，空间分辨率远远比某度上解释的复杂得多。请看下图：

在不使用准直器时，单纯晶体的分辨率称为固有空间分辨率，单纯准直器的分辨率称为几何空间分辨率。而临床显像中必须要装有准直器，因此系统空间分辨率才能反映晶体和准直器的综合性能（公式如下）：

那么系统空间分辨率是否为最终体现临床效能的参数呢？显然不是的，这是因为最终临床图像的生成一定要有重建算法，重建空间分辨率才真正反应SPECT临床性能。

重建空间分辨率  

我们可以与单反相机构造做一个类比，镜头类似于SPECT的准直器，感光器件类似于SPECT的晶体，镜头和感光器件共同决定了相机的拍照性能。但是最终图像的质量还跟单反相机内部芯片的图像处理方式有关，比如强光、弱光、抖动以及夜景等拍摄场景下，我们需要选择不同的图像处理方式以呈现最佳的成片效果。所以说，在同样的相机性能条件下，图像的处理方式才是决定最终照片质量的关键因素。

早期SPECT采用FBP重建算法，重建空间分辨率在7.5mm左右，部分容积效应严重，图像模糊。所以FBP重建算法现已很少用于临床。与FBP相比，OSEM在相对低计数的核医学应用场景下能够呈现出更高质量的图像，因此已成为PET和SPECT最常用的图像重建算法。为了实现更好的重建空间分辨率，SPECT厂家陆续引入3D OSEM高级三维迭代重建，包括西门子的Flash 3D和GE的Evolution[1,2]。以Flash 3D为例，在3D OSEM重建算法的基础上，引入了衰减校正、散射校正、3D降噪模型、探头方向和位置信息的校正，可以带来最佳约4mm的重建空间分辨率。   

小 结  

这次内容介绍了SPECT空间分辨率。晶体决定固有分辨率，准直器决定几何分辨率，二者共同决定了SPECT的系统分辨率。而实际临床应用场景中，SPECT需要配合高质量的图像重建算法，也就是OSEM算法，才能最终获得最佳的重建空间分辨率，从而得到最佳的图像质量。

参考文献：   

[1] Okuda K , Nakajima K , Yamada M , et al. Optimization of iterative reconstruction parameters with attenuation correction, scatter correction and resolution recovery in myocardial perfusion SPECT/CT[J]. Annals of Nuclear Medicine, 2014, 28(1).   

[2] Hughes T , Shcherbinin S , Celler A . A multi-center phantom study comparing image resolution from three state-of-the-art SPECT-CT systems[J]. Journal of Nuclear Cardiology, 2009, 16(6):914-926.  

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