基于伪影的评估：lutetium-177单光子发射计算机断层成像中病变大小的阈值优化

《Nuclear Medicine Communications》：Threshold optimization for lesion size in lutetium-177 single-photon emission computed tomography imaging: a phantom-based evaluation

精准估算卢瑟福-177放射治疗病灶体积需动态调整阈值，固定40%阈值导致小病灶体积误差达45%，自适应阈值结合优化重建参数可提升临床剂量计算的准确性。

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摘要 通俗语言总结

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背景

在Lu-177放射性核素治疗中，准确的病变体积估计对于基于体素的剂量测定至关重要。传统的固定阈值分割方法——尤其是常用的40%阈值——由于部分体积效应，可能会显著低估小病变的体积，从而导致基于SPECT的定量剂量测定出现较大误差。

目的

本研究系统地评估了Lu-177 SPECT/CT成像中病变大小与最佳阈值之间的关系，量化了固定40%阈值所带来的偏差，并确定了针对不同病变大小的适应性阈值，以提高分割和活性恢复的准确性。

方法

使用一个包含六个球形插入物的NEMA IEC人体模型（体积范围为0.52–26.5立方厘米），向模型内注入20 mCi（740 MBq）的Lu-177，病变与背景的比例为8:1。采用60–90个投影角度进行SPECT/CT数据采集，每帧采集时间为10–20秒。图像重建时考虑了180种不同的参数组合、迭代次数和滤波器设置。对于每个球形插入物，分别使用固定40%阈值（40%ThS）和自适应体积匹配阈值（AV%ThS）进行分割，后者能够准确反映真实的物理体积。

结果

最佳阈值与病变大小呈强烈负相关，当病变体积从约1.15立方厘米（对应83%阈值）减小到约26.5立方厘米时，最佳阈值降至约42%。固定40%阈值显著低估了体积小于25立方厘米的病变，其定量偏差达到45%，而使用自适应阈值AV%ThS时偏差明显降低。最佳定量结果是在60个投影角度、每次采集20秒、OSEM重建10次迭代、每次迭代使用10个子集以及应用0.45周期/厘米（10阶）巴特沃斯滤波器的情况下获得的。

结论

对于不同大小的病变，单一的固定阈值不足以实现准确的Lu-177 SPECT/CT剂量测定。结合自适应阈值调整和优化的重建参数，可以改善病变的界定，提高定量准确性，并减少临床实践中的剂量不确定性。

通俗语言总结本研究指出了在Lu-177 SPECT/CT成像中使用固定40%阈值进行病变体积估计的局限性，这种方法尤其会导致小病变的体积被严重低估。研究发现，最佳阈值与病变大小呈反比关系，因此根据病变大小调整阈值可以提高测量准确性。通过使用NEMA IEC人体模型并测试多种成像参数，研究人员证实固定40%阈值显著低估了体积小于25立方厘米的病变，其定量偏差高达45%，而自适应阈值则能更准确地反映病变体积。这种方法可以通过提供更可靠的剂量数据来改善Lu-177放射性核素治疗的临床效果，尤其是在病变大小多样化的情况下。

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