重建参数对于基于CZT半导体探测器SPECT/CT系统锝绝对定量准确性的影响

摘要

目的基于数字化碲-锌-镉(Cadmium-Zinc-Telluride,CZT)半导体探测器的单光子发射计算机断层扫描(Single Photon Emission Computed Tomography,SPECT)/CT系统具有良好的空间分辨率和能量分辨率等优点,但不同的重建参数对CZT SPECT/CT定量的影响还需要进一步验证,本研究旨在评估重建参数(迭代次数、迭代子集、后滤波和图像校正方法)对CZT SPECT/CT锝定量准确性的影响。方法采用锝液将体模填充为32∶1靶本(Target to Background,T/B)比。测量平均摄取值,以评估不同采集和重建参数下的恢复系数(Recovery Coefficients,RCs)的变化。图像质量采用美国电气制造商协会NU 2-2012标准进行评估。结果迭代次数与RCs之间存在显著的相关性(1~35次,r=0.58~0.92;35~90次,r=0.97~0.99),高斯滤波器的半高宽值与RCs之间也存在显著相关性(r=-0.87~-1.00,P<0.05)。回归分析中,1~35次迭代的β值高于35~90次迭代的β值(0.63~1.60 vs.0.02~0.15)。在所有T/B比值中,衰减校正(Attenuation Correction,AC)+散射校正(Scatter Correction,SC)+分辨率恢复校正(Resolution Recovery Correction,RR)组合计算的RCs精度更高(67.80%~106.70%)(P<0.001)。同时,AC+SC+RR组合的图像视觉质量和对比度最好(AC+SC+RR vs.AC+RR;AC+SC+RR vs.AC+SC,P<0.0.001)。结论迭代次数对于绝对定量有很大的影响,较小的病灶需要更大的迭代次数来提高定量准确性,其影响主要集中在35次迭代范围内;子集数对于绝对定量的影响较小,RCs在20个子集后已无明显变化;高斯滤波器的FWHM值对于绝对定量的影响最大,RCs随着FWHM值的增加而显著降低且无平台期可供选择。图像校正方法对于绝对定量也有较大的影响。其中,AC+SC+RR组合下的绝对定量更接近于真实值且图像质量相对较好。CZTSPECT/CT显示了良好的定量准确度,且35次迭代、20个子集、AC+SC+RR校正组合和不进行滤波是较好的重建参数。