SPECT、正电子符合电路和PET的图像质量受采集方法、射线在体内的衰减以及图像重建方法等因素的影响。如果假设图像采集方法和射线在体内衰减因素不变情况下，选用不同的重建方法会明显影响重建所得图像的质量。GE公司在MillenniumVG系统采用滑环采集技术开发出专利图像重建方法——COSEM。 COSEM方法明显改进了SPECT、正电子符合电路以及PET断层重建图像的质量，特别是正电子符合电路和PET重建图像的质量。为了更好提高 COSEM图像重建方法的临床应用，我们对COSEM图像重建原理进行探讨。

一、SPECT常用的滤波反投影技术(FBP：Filtered Back Projection)

目前在临床上常用的图像重建方法仍然是FBP。FBP方法是把探头采集到的二维投影数据经过预滤波降低统计噪声后，将二维投影数据反投影到预先设定的三维矩阵过程。FBP重建方法的优点：计算过程简单，重建速度快，重建后的SPECT图像分辨率能够满足临床需要。其缺点为：该方法重建的图像存在固有星状伪影，重建后的图像分辨率较差。随着多探头SPECT的普及，特别是正电子符合电路系统和PET在临床的广泛应用，极大地推动了新的图像重建方法的研究。

二、 GE专利技术——预先分组最大期望值符合电路成像图像的重建方法 ( COSEM：Coincidence and Continuous Ordered Subsets Expectation Maximization)

采用代数迭代重建(Algebraic Iterative Reconstruction)方法可以得到高质量的重建影像，能够消除FBP图像重建方法所不能解决的星状伪影，一定程度上补偿了放射性核素衰减。但是代数迭代重建方法存在以下的问题：要得到完全反映真实情况的图像，迭代的次数就越多，重建所用的时间也就越长，太长的重建时间是临床所不能接受的。但若减少迭代的次数，所得到的重建图像又不一定能满足临床的要求。因此，存在着这样一个问题，即如何在保证重建图像的精确度的同时减少图像重建的时间。 GE公司的专利技术：COSEM(预先分组最大期望值符合电路图像成像)技术。该技术是在滑环技术的基础上，对符合电路图像进行高精确度快速重建。采用最大期望值(EM:Expectation Maximization)法可以保证重建图像精确度，通过预先分组(OS：Ordered Subsets)法可提高图像重建的速度。以下我们分三部分介绍COSEM技术。

1、预先分组(OS)：所谓预先分组是指对采集的原始投影按照预先设计次序进行分组。对于常规的SPECT采用OS分组是非常容易的。对于脑显像，假如我们用64矩阵采集了64幅SPECT二维投影图像，我们从0度开始将对称的投影组成一组，就可以将原64幅投影重新分组后组成32组投影图像。这样投影图像重建的速度就提高了一倍，如果再将上述的32幅投影图像对称部分再分组，原64幅投影图像就变成16组投影图像，这时进行迭代重建就会提高2倍重建速度。当然也可以从90度或任何一个角度开始对原始投影进行重新分组。符合电路和PET图像的采集方式与SPECT图像采集方式不同。符合电路和PET图像是通过表模式采集，再进行采集数据符合计算才能进行数据的重新分组。所以，采集数据0位置的确定有很大的随机性，在0位置确定后就要对原始数据进行分组。我们同样可以将对称位置或垂直位置的投影数据相组合，以达到对数据进行重新分组的目的。在对数据进行分组时我们应当注意：首先不能有原始投影数据的重叠，应当是对360度采集的数据进行重新分组。通过预先对投影数据进行分组明显减少了迭代重建数据量(一般能够减少一半数据)，因此能够加快图像重建的速度。

2、最大期望值(EM)：就是使重建的图像和原始图像之间的误差最小。要能够达到重建后的图像和原始图像之间的误差最小，最准确的方法是我们要能够知道原始图像，而在核医学图像重建过程前或后我们是无法知道原始图像的。若我们将重建后的图像进行再投影，用再投影后的投影和原始图像的投影进行比较，这样就能知道重建后的图像和原始图像之间的差异。将上述过程简化，即：迭代重建图像?进行再投影?比较原始图像的投影和重建后再投影图像的误差并记录误差值?重复上述过程，直至找到最小的误差值为止。这就是最大期望值迭代重建过程。

3、预先分组最大期望值符合电路图像成像图像重建方法(COSEM)：对预先分组及最大期望值（OSEM）已经了解后，我们需要解释C的含义。C代表了利用滑环技术对符合电路成像(Coincidence)连续(Continuous)采集时对采集的数据实时进行校正（Correction）。所以，字符“C”其实代表了“3个C”的意义。采用滑环技术能够连续采集数据(特别是将每个360度采集的数据进行单独保存，这样有利于消除图像伪影，提高采集计数，消除短半衰期核素在体内生物衰减对图像的影响和保证采集到的数据具有高度的准确性)，能够在重建时利用表模式保存的数据(这样有利于提高分组数据的精确性)。而对符合电路采用常规非滑环技术采集只能像SPECT投影数据分组那样进行OSEM处理，这种采集方法采集的数据精确性非常差。常规的核医学衰减校正需采用不同的放射性核素对低能和高能的核医学图像分别进行衰减校正，对中能采集的图像目前沿无法进行准确的衰减校正。另外，采用放射性核素进行衰减校正时，所采集到的信息量即采集的计数不可能很高，无法清晰显示人体轮廓，因此，此种方法进行的衰减校正存在着明显的随机性；且在一定时间后要更换放射源。所以，采用放射性核素对核医学图像进行衰减校正的技术将会被X线CT技术所取代，这已经是无可争议的事实。

COSEM是GE公司专利技术产品。下图分别表明COSEM原理。在滑环机架基础上采用X线CT技术对核医学断层图像进行衰减校正和解剖定位明显提高了图像质量。

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