SPECT-derived dose estimates in tissues of diameter less than 3× system resolution are subject to significant losses due to the limited spatial resolution of the gamma camera. Incorporating resolution modelling (RM) into the SPECT reconstruction has been proposed as a possible solution; however, the images produced are prone to noise amplification and Gibbs artefacts. We propose a novel approach to SPECT reconstruction in a theranostic setting, which we term SPECTRE (single photon emission computed theranostic reconstruction); using a diagnostic PET image, with its superior resolution, to guide the SPECT reconstruction of the therapeutic equivalent. This report demonstrates a proof in principle of this approach. We have employed the hybrid kernelised expectation maximisation (HKEM) algorithm implemented in STIR, with the aim of producing SPECT images with PET-equivalent resolution. We demonstrate its application in both a dual 68Ga/177Lu IEC phantom study and a clinical example using 64Cu/67Cu. SPECTRE is shown to produce images comparable in accuracy and recovery to PET with minimal introduction of artefacts and amplification of noise. The SPECTRE approach to image reconstruction shows improved quantitative accuracy with a reduction in noise amplification. SPECTRE shows great promise as a method of improving SPECT radioactivity concentrations, directly leading to more accurate dosimetry estimates in small structures and target lesions. Further investigation and optimisation of the algorithm parameters is needed before this reconstruction method can be utilised in a clinical setting.

中文翻译：

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术中SPECT重建以提高分辨率：在放射性核素治疗剂量学中的应用

直径小于3倍系统分辨率的组织中SPECT派生的剂量估计由于伽马相机的有限空间分辨率而遭受重大损失。已经提出将分辨率建模（RM）纳入SPECT重建作为一种可能的解决方案。但是，生成的图像容易出现噪声放大和吉布斯伪影。我们提出了一种新颖的方法来在电磁波治疗环境中重建SPECT，我们称其为SPECTER（单光子发射计算的电磁波恢复）。使用具有卓越分辨率的诊断性PET图像来指导治疗等效物的SPECT重建。该报告从原理上证明了这种方法。我们采用了STIR中实现的混合核化期望最大化（HKEM）算法，目的是产生具有PET等效分辨率的SPECT图像。我们在双重68Ga / 177Lu IEC幻像研究和使用64Cu / 67Cu的临床实例中展示了其应用。显示出SPECTER可以产生与PET相当的精度和回收率的图像，而引入的伪像和噪声的增加却最少。SPECTER图像重建方法显示出提高的定量精度，同时减少了噪声放大。SPECTER作为提高SPECT放射性浓度的一种方法具有广阔的前景，可直接导致对小结构和目标病变进行更精确的剂量测定。在将这种重建方法用于临床之前，需要进一步研究和优化算法参数。我们在双重68Ga / 177Lu IEC幻像研究和使用64Cu / 67Cu的临床实例中展示了其应用。显示出SPECTER可以产生与PET相当的精度和回收率的图像，而引入的伪像和噪声的增加却最少。SPECTER图像重建方法显示出提高的定量精度，同时减少了噪声放大。SPECTER作为提高SPECT放射性浓度的一种方法具有广阔的前景，可直接导致对小结构和目标病变进行更精确的剂量测定。在将这种重建方法用于临床之前，需要进一步研究和优化算法参数。我们在双重68Ga / 177Lu IEC幻像研究和使用64Cu / 67Cu的临床实例中展示了其应用。显示出SPECTER可以产生与PET相当的精度和回收率的图像，而引入的伪像和噪声的增加却最少。SPECTER图像重建方法显示出提高的定量精度，同时减少了噪声放大。SPECTER作为提高SPECT放射性浓度的一种方法具有广阔的前景，可直接导致对小结构和目标病变进行更精确的剂量测定。在将这种重建方法用于临床之前，需要进一步研究和优化算法参数。显示出SPECTER可以产生与PET相当的精度和回收率的图像，而引入的伪像和噪声的增加却最少。SPECTER图像重建方法显示出提高的定量精度，同时减少了噪声放大。SPECTER作为提高SPECT放射性浓度的一种方法具有广阔的前景，可直接导致对小结构和目标病变进行更精确的剂量测定。在将这种重建方法用于临床之前，需要进一步研究和优化算法参数。显示出SPECTER可以产生与PET相当的精度和回收率的图像，而引入的伪像和噪声的增加却最少。SPECTER图像重建方法显示出提高的定量精度，同时减少了噪声放大。SPECTER作为提高SPECT放射性浓度的一种方法具有广阔的前景，可直接导致对小结构和目标病变进行更精确的剂量测定。在将这种重建方法用于临床之前，需要进一步研究和优化算法参数。SPECTER作为提高SPECT放射性浓度的一种方法具有广阔的前景，可直接导致对小结构和目标病变进行更精确的剂量测定。在将这种重建方法用于临床之前，需要进一步研究和优化算法参数。SPECTER作为提高SPECT放射性浓度的一种方法具有广阔的前景，可直接导致对小结构和目标病变进行更精确的剂量测定。在将这种重建方法用于临床之前，需要进一步研究和优化算法参数。