PET/CT已成为临床肿瘤诊断、治疗及预后评价必不可少的影像设备^[1-2]。PET的空间分辨率是决定小病灶探测及图像质量至关重要的因素^[3-9]。多项研究表明采集、重建参数影响着PET图像的空间分辨率，特别是，迭代次数^[10]、矩阵大小^[11]和平滑滤波器^[12]对图像空间分辨率的影响较大。前期研究结果表明PSF技术、重建算法、不同位置均对PET/CT空间分辨率有影响^[13-15]。本研究用2种型号的PET/CT设备，探讨不同成像条件（采集时间、床位重叠、重建矩阵、迭代次数、滤波核以及衰减校正）对PET图像空间分辨率的影响，为临床最优化选择采集条件提供参考。

1 材料与方法 1.1 模体

采用椭圆柱分辨率模型^[16]，长轴内径约34 cm，短轴内径21.5 cm；沿椭圆柱内一侧的长轴上，从中心向外周分布平行于柱体轴的5个内径约1.0 mm线源，相邻线源间距离为4.0 cm。实验时向线源内注入¹⁸F-FDG溶液5mCi，模型内注满无放射性的水，模拟人体有散射的状态。模型放置于视野中心，使椭圆长轴与检查床面相平行。

1.2 PET-CT设备和扫描方法

采用PET-CT（GE Discovery Elite型、GE Discovery ST-16型）对分辨率模体分别进行1个床位和2个床位扫描。1个床位扫描时，将模体置于1个床位的中心；2个床位扫描时，将模体中心置于2个床位的重叠处。先进行模拟定位，然后行CT衰减校正（CT Attenuation Correction，CTAC）和PET扫描，PET图像采集使用List mode模式，采集时间为6 min。2台PET/CT均在质控合格的条件下进行的测试。

1.3 图像重建

不同重建条件下的迭代算法（Elite型：VPFX-S算法，即VUE Point HD算法 + TOF技术 + PSF技术；ST-16型：VUE Point HD 算法 + PSF技术），分别对每个床位采集1 min、2 min、3 min、4 min、5 min及6 min的数据进行重建。不同重建条件为：迭代次数分别选取为2、4、6、8、10次迭代；重建矩阵：ST-16型为128 × 128、256 × 256，Elite型为128 × 128、192 × 192、256 × 256；滤波核为2.0 mm、4.0 mm、6.0 mm、8.0 mm、10.0 mm（Elite型）。

1.4 数据处理

选取重建图像中的5层横断面，提取沿椭圆长半轴分布的5条线源即径向的剖线数据，用高斯函数拟合每条剖线数据，从而得到每个线源横向的扩展函数，求每个扩展函数的半高宽(full width at half maximum，FWHM)，计算FWHM平均值，并进行统计学分析。FWHMx表示径向的空间分辨率。FWHM越小表示图像空间分辨率越高，FWHM越大，图像空间分辨率越低。

1.5 统计学处理

采用IBM SPSS 23.0软件分析数据符，合正态分布的计量数据表示，对同一机型不同成像条件下计算的FWHMx比较采用单因素方差分析、配对t检验，2种机型间数据比较采用两样本t检验，检验水准α = 0.05。

2 结　果 2.1 采集时间对空间分辨率的影响

不同采集时间下，重建图像中线源的FWHM计算结果见表1。2种机型均采用临床常用重建条件（Elite型：VPFX-S算法、2次迭代、192×192矩阵、24个子集，滤波核4.0 mm；ST-16型：VUE Point算法、2次迭代、128 × 128矩阵、21个子集）。表1可知，同一机型同一位置不同采集时间的线源径向FWHM差异无统计学意义（ST-16型：F = 0.13，P > 0.05；Elite型：F = 1.13，P > 0.05），即随采集时间的延长，空间分辨率变化幅度不明显。图1、2为距中心位置0 cm、12 cm处2种机型径向半高宽随着采集时间的变化趋势。ST-16型临床常用采集时间为2.5 min，采集时间为2 min、3 min时所获得图像各位置FWHMx（平均值）如图3。Elite型临床常用采集时间为2 min，图4为临床常用采集时间下所获得图像各位置FWHMx（平均值）。相同采集时间下，Elite型PET/CT的半高宽与ST-16型有差异，差异有统计学意义（t = 14.35，P < 0.05），即Elite型的空间分辨率明显高于ST-16型。

2.2 床位重叠对图像空间分辨率的影响

采用CTAC时，分别采用1个床位及2个床位对分辨率模型采集。1个床位时分析床位中部的线源，2个床位时分析床位重叠部位的线源。床位重叠和不重叠2种方式下，5个位置线源的FWHMx平均值及标准差见表2。床位是否存在重叠时，同一机型相同位置的FWHM差异无统计学意义（ST-16型：t = 1.87，P > 0.05；Elite型：t = −1.56，P > 0.05），即床位是否存在重叠对PET/CT空间分辨率无明显影响。

2.3 重建矩阵对空间分辨率的影响

ST-16 型与Elite型在不同矩阵下，不同位置线源的FWHMx（ $\bar x \pm s $ ，mm）如表3。分别对ST-16型2种矩阵、Elite型3种矩阵下FWHMx进行统计分析。ST-16型2种矩阵下，FWHMx有差异（t = 12.07，P < 0.05），即256 × 256矩阵时，ST-16型图像空间分辨率明显好于128 × 128矩阵。Elite型采集矩阵128 × 128、192 × 192、256 × 256图像重建后，所得到的FWHMx进行方差分析，可知FWHM _{128 × 128}分别与FWHM_{192 × 192}、FWHM_{256 × 256}有差异，且差异有统计学意义（P = 0.005、0.001均小于0.05）。各位置FWHM_{192 × 192}、FWHM_{256 × 256}虽有差异，但差异无统计学意义（P = 0.239 > 0.05）。可以认为，同一机型矩阵为256 × 256所达到的图像，图像空间分辨率优于矩阵为128 × 128，但Elite型矩阵为192 × 192所得到的图像空间分辨率较矩阵为256 × 256稍差，但两者差异无统计学意义（2种机型不同矩阵下，半高宽变化见 图5）。

2.4 迭代次数对空间分辨率的影响

ST-16型、Elite型PET/CT图像FWHM随不同迭代次数的变化如表4。对5种迭代次数，同一机型同一位置不同迭代次数线源的FWHM进行单因素方差分析，结果表示5种迭代次数下，FWHM差异无统计学意义（F _Elite = 1.33，P > 0.05；F_ST-16 = 0.08，P > 0.05）。表明随着迭代次数的增加，PET图像空间分辨率变化不明显。Elite型在临床中实际运用2次迭代进行图像重建，此时，距中心各个位置，FWHMx分别为（4.17 ± 0.27） mm、（4.26 ± 0.34） mm、（4.58 ± 0.28） mm、（5.04 ± 0.10） mm、（4.92 ± 0.04） mm。

2.5 滤波核对空间分辨率的影响

Elite型PET/CT图像空间分辨率随不同滤波核的变化如表5、图6。对5种滤波核，不同位置的FWHMx进行单因素方差分析，结果表示5种滤波核下，各组FWHMx不完全相同（F = 124.46，P < 0.05）。表明滤波核对PET图像空间分辨率有明显影响。各组间进行两两比较，核为6.0 mm组与核为2.0 mm、4.0 mm、10.0 mm 3组FWHMx差异均有统计学意义（ P < 0.05），与核为8.0 mm组有差异，但差异无统计学意义。核为4.0 mm时，FWHMx与核为6.0 mm、10.0 mm组差异有统计学意义，与其他2组有差异，但差异无统计学意义。

2.6 衰减校正对空间分辨率的影响

Elite型临床常用采用扫描重建条件下，有无衰减校正时PET图像空间分辨率如表6。中心位置处CTAC、NAC的FWHMx进行配对t检验，分析有无衰减校正重建所得图像空间分辨率有差异，且差异有统计学意义（t = 3.31，P < 0.05）。虽在统计学上差异有意义，但空间分辨率的改善程度非常有限，在距中心位置12 cm处，使用衰减校正所得图像空间分辨率较不使用衰减校正提高最明显，也仅达3.99%，其他位置提高约0.47%～3.38%。

3 讨　论

成像条件对PET/CT图像空间分辨率、图像质量以及PET SUV有重要影响^[17-19]。本研究使用线源作为扫描对象，模拟临床情境下，探究不同成像条件对PET/CT图像空间分辨率的影响。由实验结果可知，图像重建矩阵、滤波核是图像重建中影响空间分辨率的重要因素。

重建矩阵是反映重建图像大小的参数，常认为和图像的空间分辨率等性能有关^[20]。通常认为在扫描时提高重建矩阵，可获得空间分辨率更好的图像^[21]。本研究发现随着重建矩阵的提高，PET图像空间分辨率也随之提高，ST-16型256 × 256矩阵较128 × 128矩阵图像空间分辨率提高约32.10%～80.66%，Elite型256 × 256矩阵较128 × 128矩阵图像空间分辨率明显提高，较192 × 192矩阵所得图像空间分辨率稍好，但两者差异无统计学意义。吴萍等^[11]关于重建矩阵对PET/MR图像质量的影响的研究指出，增大图像重建矩阵可提高PET图像质量，2种较大矩阵之间的图像质量差异不明显。因此，在临床使用PET/CT时，应选取适当大的矩阵，以得到更高的图像空间分辨率、更好的图像质量。

有研究指出，不同滤波方法、截止频率对PET图像质量、SUV值^[22]及空间分辨率的影响较大；相同的滤波函数随着截止频率的增加，FWHM越小，PET图像空间分辨率越高^[12]。骆飞等^[23]关于滤波核对SPECT断层分辨率的研究结果表明，随着滤波核的增大，重建图像的分辨率变差。但本研究结果并未表现出此变化趋势。在本研究中，Elite型滤波核为6.0 mm时，PET图像空间分辨率最佳，较临床常用滤波核4.0 mm提高约2.22%～20.19%。有研究指出，当重建滤波核宽度小于6.0 mm时，得到图像的放射组学特征具有可靠性^[22]，故仍需进一步研究。

庄静文等^[10]研究显示，在使用PSF（point spread function）技术重建时，迭代次数越大，点源FWHM越小，图像空间分辨率越高，不使用PSF技术重建时，点源FWHM大小无此规律。本实验中，使用临床常用重建条件，即采用VPFX-S算法，结果表明迭代次数与线源FWHM大小无明显规律，即迭代次数对图像空间分辨率无明显影响。

衰减校正使重建后的图像有精准定量化的功能。一些研究表明，CTAC可提高图像质量和诊断精准度^[24]。有研究表明，衰减校正对图像空间分辨率影响不明显^[10]。本研究结果显示，有衰减校正较不使用衰减校正所获得图像FWHM稍低，即使用衰减校正可使PET图像空间分辨率获得一定改善，这种改善仍有限。但无衰减校正时，视野周边的信息量低于视野中心，并且离中心越远，信息量越低。衰减校正使视野中心的计数增加4～6倍，因此尽管衰减校正影响空间分辨率不明显，但其影响图像的质量。故建议在临床采集时使用衰减校正。

PET是通过放射性核素在体内的聚集显像，反映人体生命代谢活动的情况。故人体内一定活度的放射性核素以及一定的图像采集时间是获得高质量PET图像的前提和保证。采集时间越长，PET图像的计数率越高。多项研究表明，不同采集时间对PET图像质量、SUV值影响较大^[25-26]。但尚无采集时间对PET空间分辨率影响的研究。本研究结果显示，不同采集时间下，PET/CT图像空间分辨率无明显差异，即采集时间对PET图像空间分辨率无明显影响。临床常用情境下，Elite型空间分辨率约4.05～4.57 mm，ST-16型约5.72～8.34 mm。

临床中进行全身PET/CT扫描时，因其轴向视野有限，所以需要行多个床位进行联合扫描。床位重叠是PET/CT扫描时为增加图像信噪比、改善图像轴向一致性、提高床位拼接处病灶检出率的必要措施。但床位重叠对PET图像空间分辨率是否有影响、有怎样的影响，目前尚无这方面的系统研究。本研究结果显示，床位是否存在重叠对PET图像空间分辨率影响不明显。

本研究采用的2种机型出厂时间相差10年，10年间PET/CT技术有了很大发展，相对新的机型Elite较旧机型ST-16中配置许多新技术，如新晶体、TOF技术等，因此Elite型空间分辨率优于ST-16型。

目前我国各地公立和民营医院医学及影像中心竞相配置PET/CT设备^[27]，因此研究成像条件对PET/CT图像空间分辨率的影响有十分重要的意义。重建矩阵、重建滤波核对PET/CT图像空间分辨率影响明显，采集时间、床位重叠、衰减校正对PET图像空间分辨率影响不明显。故在具体PET/CT采集时，应该结合实际情况，综合考量。