PET的定量技术是临床应用和科学研究的有力工具，其灵敏度和空间分辨率都优于SPECT。PET显像需要回旋加速器，设备昂贵且生产工艺较为复杂，只有较大的医学中心才能配备，限制了PET的应用。SPECT价格相对低廉、药物合成简便等优点促进了SPECT定量技术的发展，其中较为重要的技术包括物理校正（光子衰减、散射衰减的校正等）、图像重建算法等。

1 SPECT硬件提升

新型SPECT的准直器孔数增加，使重建分辨率及灵敏度得到了提升，红外线全身轮廓跟踪系统使探头更贴近患者，最小距离可达到1.1 cm，新型SPECT探头的灵敏度和图像质量得到了提高，减少了摆位时间，提高了工作效率，降低了操作人员受到的辐射剂量。有研究报道，新型SPECT扫描仪对光子的灵敏度提高了7倍，图像分辨率提高了2倍^[1]，同时在一定程度上提升了SPECT的时间分辨率^[2]。与传统SPECT相比，IQ·SPECT与碲锌镉（CZT）探测器具有灵敏度高、空间分辨率高、采集时间短、注射显像剂剂量少及辐射剂量低的优点^[3]。与传统的NaI晶体SPECT相比，碲锌镉SPECT心肌灌注显像在性能上有显著提高，γ光子的探测灵敏度明显高于传统SPECT，在相同注射剂量下，碲锌镉SPECT采集得到的心肌放射性计数是后者的5倍，空间分辨率约为后者的2倍，能量分辨率为1.65倍^[4]。随着通用型半导体SPECT的出现，SPECT定量技术将更加准确，目前有研究报道其误差可以控制在±10%以内^[5]。

2 物理校正与图像重建算法

SPECT显像受多个物理因素的影响，主要包括光子衰减、散射衰减、准直误差等。光子衰减是SPECT显像中影响影像正确性的物理现象，其低估程度与光子能量、组织部位有关^[2]，此时CT在SPECT定量中的作用就显得尤为重要^[6]。CT数据可以提供被检者的密度信息，进一步用于电子在体内的康普顿效应及电子衰减的补偿计算。当然CT数据不能完全反映这一过程^[5]，随着技术的不断发展，模拟过程将更加接近实际情况。光子衰减和散射大部分由康普顿效应引起，他们都是一体两面的物理效应，在影像中，某个区域经散射过程而衰减的光子可造成其他区域光子的增加。为了补偿散射衰减，目前普遍用单指数函数对全部投影层面进行估算，与此同时，结合传输数据，在非均匀密度的对象中可以实现精确的散射补偿^[7-8]。Holen等^[9]的研究模型更为复杂，但其准确性更好。在冠状动脉粥样硬化性心脏病的SPECT定量研究中，散射校正可以明显改善对比度和绝对定量，但在靶心图均匀性或空间分辨率方面基本无影响，并会导致信噪比的下降。深度依赖准直器模糊的校正可以改善空间分辨率、绝对定量及对比度，但也会造成信噪比下降。衰减校正可以提高靶心图的均匀性，使绝对定量更精确^[10]。物理校正在SPECT定量分析中非常重要，但不管是哪种方式，都是利用更多的模拟数据和更加完善的解决方案来提高定量的准确性^[11-13]。

目前，SPECT在临床应用中主要采用的重建方法是滤波反投影法^[14-16]和迭代法^{[12, 16-17]}，滤波反投影法属于解析变换方法，其主要优点为图像重建的速度快、时间短、SUV计算准确，但存在高分辨与低噪声的矛盾，特别是在放射性分布急剧变化的相邻部位会出现明显的伪影。涉及到SPECT相关物理校正（光子衰减、散射衰减和准直误差）时常选择有序子集最大期望值迭代法（OSEM）^[18-19]，该法有诸多的优点，能够模拟数据获取过程中的物理特征，提高图像的质量和准确性，同时能够更好地控制图像的信噪比^[3]。近年来，有学者提出三维有序子集最大期望值迭代法（OSEM-3D），其在图像质量及准确性方面有了进一步的提高^[20]。

3 SPECT的定量测量

PET的定量是指影像能够以Bq/mL的物理单位呈现药物在人体内的分布情况，其主要特点是通过重建算法补偿体内的光子吸收，消除散射影响，计算出放射性浓度（kBq/cm³）。目前SPECT定量主要沿用PET的定量方法，即重建影像去除物理干扰后，影像的像素值和人体内的放射性药物的浓度将呈线性关系，通过这一线性关系，影像能够以kBq/cm³物理单位表示药物在人体内的分布^{[2, 5, 17-20]}。根据文献报道，定量方法用1个大球体注入放射性液体，记录注射的放射性液体的浓度、注射后延迟显像时间等参数，对球体按临床显像的采集程序进行显像，再用SPECT的数据经有序子集最大期望值迭代法进行重建，通过CT数据对衰减和散射进行校正，最终实现SPECT的定量测量^[5]。

4 定量分析在临床中的应用 4.1 诊断冠状动脉粥样硬化性心脏病

SPECT/CT和PET/CT都可以诊断冠状动脉粥样硬化性心脏病。但PET/CT可以进行定量分析，特别是N-13 Ammonia及O-15 Water PET是公认的心肌血流非侵入性测量的金标准。目前，SPECT/CT也可以进行心肌血流定量分析。Ito等^[21]研究表明，⁹⁹Tc^m-MIBI显像测得的心肌血流量和心肌血流储备与O-15 Water PET^[22]的结果有很好的相关性（r=0.845，P < 0.01）。目前动态定量应用比较多的是测定心肌血流量和心肌血流储备。Hsu等^[2]的研究中，患者心肌血流储备≤2.0考虑患有冠状动脉粥样硬化性心脏病，SPECT的灵敏度、特异度、阳性预测值和阴性预测值分别为84.6%、100%、100%和80%。心肌血流量的临界值≤1.96 mL·g^-1·min^-1时，SPECT的灵敏度、特异度、阳性预测值和阴性预测值分别为84.5%、100%、100%和79.6%。心肌灌注储备的量化是核心脏病学中一个新兴的课题，对于严重的冠状动脉疾病患者具有良好的诊断价值和预后价值。Ben等^[23]的研究纳入23例多支冠状动脉疾病的患者，并进行了前瞻性研究，与冠状动脉造影比较，心肌灌注储备在多支冠状动脉血管病变中发现梗阻血管的灵敏度、特异度、准确率分别为80%、85%、81%，发现部分异常血流储备分数的灵敏度、特异度、准确率分别为89%、82%、85%。

4.2 嗜铬细胞瘤及副神经肿瘤（(pheochromocytoma and paraganglioma，PPGL）中的应用

Nakamoto等^[24]对68例临床怀疑为PPGL的患者在注射药物后6 h及24 h行¹²³I标记的间位磺代苄胍局部平面显像及局部断层显像，并进行低剂量非增强CT扫描（用于衰减校正）。对腹膜后肿瘤（包括PPGL），以及正常肾上腺进行SUV的测量，PPGL的SUV_max（9.97±3.86）明显高于其他腹膜后肿瘤（3.85±1.51）和正常肾上腺组织（3.91±1.20）。如果SUV≥6.57，¹²³I标记的间位磺代苄胍6 h SPECT/CT对PPGL的灵敏度、特异度、准确率分别为78.6%、96.3%、92.6%。定量分析与视觉分析在灵敏度方面没有明显差异，但在6 h及24 h显像中，定量评估的特异度均好于视觉分析，分别为96.3% vs. 90.7%及91.2% vs. 82.4%。

4.3 骨转移的疗效评价

全身骨骼显像对于乳腺癌及前列腺癌的骨转移有很高的灵敏度，但在评价骨转移的疗效方面缺乏标准，只能通过代谢的高低来评价——即视觉评价。Beck等^[25]对19例患者共52个病灶进行研究，在10.3个月内进行2次显像，SUV_max分别为20.4±20.8和16.4±11.5，平均SUV分别为5.9±1.9和4.9±2.2。SUV_max及平均SUV在转移病灶与本底间有高度的相关性，r分别是0.99和0.92（P < 0.01），定量分析组k值为0.94，而视觉SPECT/CT评价组k值仅为0.36。

4.4 神经内分泌肿瘤的治疗评价

放射性核素（如¹²³I、¹⁷⁷Lu等）在神经内分泌肿瘤治疗中扮演着非常重要的角色。Bailey等^[26]在¹⁷⁷Lu治疗神经内分泌肿瘤患者过程中，对患者行SPECT平面显像，测量体内的放射性活度，可精确到4.6%±5.9%（-17.1%~11.2%），而在断层显像中，心脏血池的放射性活度可以精确到-4.0%±7.8%（-16.1%~7.5%）。SPECT可以监测体内的药物浓度，未来可用于指导放射性药物在治疗中的使用剂量。

5 定量方法的不足和挑战

目前，SPECT定量在不同的显像条件下可以控制体内的误差在±10%以内。在PET系统中，所有厂商已将PET有关校正因素的程序整合至图像重建的软件中，PET/CT在假体中定量的准确率在±5%以内，SPECT还需要进一步降低。另外，目前定量SPECT研究特别是SPECT/CT显像，主要集中在⁹⁹Tc^m，因此要想让定量SPECT成为常规，还需扩展其他放射性核素。

6 小结与展望

综上所述，SPECT/CT性能的提升，重建算法及各项物理校正的不断完善使SPECT/CT定量技术取得了巨大的突破。但是SPECT定量技术的临床应用还较少，同时，在衰减校正及重建算法等方面还有一些问题有待于进一步的解决及完善，但总体来说，SPECT/CT定量技术在不久的将来将更加简便和准确。

利益冲突 本研究由署名作者按以下贡献声明独立开展，不涉及任何利益冲突。

作者贡献声明 王涛负责论文撰写与修订、资料的收集与汇总；王相成、王城负责资料的收集与汇总；王雪梅负责研究命题的提出、论文的审阅。