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在18F-FDG PET 成像中，BMI 增加会使 OSEM 重建图像质量下降，影响病变诊断。研究人员开展 “Enhancing 18F -FDG PET image quality and lesion diagnostic performance across different body mass index using the deep progressive learning reconstruction algorithm” 研究，发现 DPL 算法优于 OSEM，意义重大。
在医学影像学领域，正电子发射断层显像融合计算机断层扫描（PET/CT）是一项极为重要的非侵入性分子成像技术。它在肿瘤学、神经病学和心脏病学等众多医学领域发挥着关键作用，能够助力医生早期发现肿瘤、准确进行肿瘤分期以及有效监测治疗效果。PET/CT 成像的质量和准确性直接关系到对肿瘤代谢的量化分析，在这方面，它比传统诊断方法更具优势。
然而，目前 PET/CT 成像面临着一些挑战。其中，PET 图像的重建算法对成像质量影响重大。在众多重建算法中，有序子集期望最大化（OSEM）算法应用最为广泛。该算法虽然处理图像速度较快，但在体重指数（BMI）较高的患者中，其重建的图像质量往往较差。为了降低图像噪声，人们常常会使用后平滑滤波器，可这又会导致空间分辨率降低，还可能低估标准化摄取值（SUV，反映肿瘤对放射性示踪剂摄取情况的指标）。此外，像 Q.Clear 算法、HYPER Iterative 算法等虽在一定程度上能改善图像质量，但受罚函数影响，使用时需要依据临床经验进行调整。
在此背景下，为了提升 PET 图像质量，增强对不同 BMI 患者的病变诊断能力，复旦大学附属肿瘤医院等机构的研究人员开展了一项研究。他们致力于探究深度学习驱动的深度渐进学习（DPL）算法在 PET 图像重建中的应用效果。该研究成果发表在《Cancer Imaging》上，为 PET/CT 成像技术的发展提供了新的思路和方法。
研究人员采用了多种关键技术方法来开展此项研究。首先，选取了 150 例肿瘤患者作为样本队列，这些患者均接受了临床18F -FDG PET/CT 扫描。依据 WHO 指南，患者被分为体重过低、正常体重和超重 / 肥胖三组。其次，利用 OSEM 和 DPL 两种算法对 PET 图像进行重建。最后，通过视觉分析和定量分析两种方式来评估图像质量。视觉分析由两位经验丰富的核医学医生进行，采用 5 分李克特量表对图像的整体质量、清晰度、噪声和诊断信心进行评价；定量分析则由第三位医生负责，通过测量肝脏实质内感兴趣区域的 SUV 相关参数，计算图像均匀性指数（IUILiver）和信噪比（SNRLiver） 等指标。
研究结果主要从以下几个方面展开：
- 视觉图像分析：在所有 BMI 类别中，DPL 在总体评分、图像清晰度、图像噪声和诊断信心方面均优于 OSEM。随着 BMI 增加，DPL 和 OSEM 的各项视觉质量指标虽均有所下降，但 DPL 的下降幅度明显小于 OSEM。例如，在超重组中，DPL 在总体评分、图像清晰度、图像噪声和诊断信心方面相较于 OSEM 的提升分别达到 31.82%、29.38%、51.69% 和 18.96% 。
- 定量图像质量分析：DPL 在所有 BMI 组中都能保持较高的定量图像质量，而 OSEM 重建的图像质量则会随着 BMI 的增加显著下降。具体表现为，DPL 图像的 IUILiver相较于 OSEM 显著降低，SNRLiver显著增加。并且，在 OSEM 组中，不同 BMI 类别间的 SNRLiver存在显著差异，而 DPL 组则无明显差异。
- 病变诊断性能：在所有病变大小和 BMI 组中，DPL 算法得到的病变信号与背景比（SBRLesion）、信噪比（SNRLesion）、对比与背景比（CBRLesion）、对比噪声比（CNRLesion）和最大标准摄取值（SUVLesionmax）均显著高于 OSEM。这表明 DPL 算法在病变诊断方面具有更好的性能。
研究结论和讨论部分指出，DPL 在图像质量和病变诊断性能方面全面优于 OSEM，且受 BMI 增加的影响较小。DPL 能够有效减少图像噪声、增强图像质量，在超重患者中，其图像质量与正常体重患者相近。此外，DPL 还能显著提高病变的对比度和 SUVLesionmax值，对亚厘米级病变的提升效果更为明显。这一研究成果为18F -FDG PET 成像提供了更优的重建算法选择，有助于提高肿瘤诊断的准确性，为临床治疗决策提供更可靠的依据，对推动肿瘤诊断技术的发展具有重要意义。不过，该研究也存在一定局限性，如超重组中 BMI<30 的患者较多、研究受体重影响 SUV 值、数据采集时间有限、存在潜在的环状伪影以及 DPL 算法适用范围较窄等问题。但总体而言，这项研究为后续进一步优化 PET 成像技术指明了方向，具有重要的参考价值 。
