正电子发射断层成像（positron emission tomography，简称PET）作为重要的分子影像设备，在核医学成像中占有重要的地位。它在基础医学研究、临床诊断、药物研发等方面都起到了重要作用。PET成像的空间分辨率受到诸多因素影响，使其明显不如其他影像设备，总结起来这些因素包括正电子发射过程，射线探测过程，以及图像重建过程。受这些因素影响，点源成像之后都会产生一定的扩展，这样的扩展被称为点扩展函数（point spread function简称PSF）。重建算法中的迭代重建算法所用到的系统矩阵可以将上述影响空间分辨率的因素包含在内，更加准确地描述投影空间的PSF，系统矩阵对PSF的描述越接近真实情况，重建出的图像质量相应越好。因而精确的描述系统的PSF来进行高精度图像重建已成为提高PET成像空间分辨率的研究热点。　　本文主要研究了一种基于PSF的高精度图像重建算法，校正由DOI效应等造成的图像模糊，提高成像的空间分辨率。对于给定的PET系统，其空间分辨率退化的最主要原因是γ光子倾斜入射晶体条时的穿透引起的深度效应（depth of interaction，简称DOI），尤其是在大角度入射的情况下，造成严重的图像模糊、分辨率极度退化和点源定位严重误差。根据这一研究结论，本文提出了一种基于单侧γ光子入射晶体条阵列的PSF重建方法。首先用蒙特卡罗仿真得到γ光子不同角度入射晶体条阵列的响应（detector response function，简称DRF）;然后根据PET系统符合探测的两个背对背的γ光子与两端探测器的入射角，在上述响应中拣选出对应的DRF生成符合探测系统响应（coincidence response fuction，简称CRF）;将这些带有DOI模糊信息的CRF加入到迭代算法的几何系统响应中，生成同样带有模糊信息的PSF;最后将PSF用于迭代重建算法的正投影和反投影中重建出高精度图像。本方法的创新点和优点在于单侧γ光子入射晶体条阵列并没有涉及符合过程，仿真模拟过程快速;生成的CRF包含投影空间的径向模糊和角度模糊，模糊信息包含全面;并且γ光子入射晶体条阵列只依赖于闪烁晶体条规格，其DRF可以用在具有相同晶体条规格的不同形状的基于block的探测器中。　　本文结合中国科学院高能物理研究所自主研发的PET系统，对本方法进行详细的设计、分析和评价，并对成像结果进行定性和定量的评价与分析。本方法十分有效的提高了重建图像的空间分辨率和热源的对比度恢复，校正了由DOI造成的图像模糊现象，使得空间分辨率在PET视野中分布更均匀，大大减小了定位误差，同时成像视觉体验也更加良好，对临床具有一定的指导意义。所以本方法是一种有效的提高PET图像质量的高精度图像重建算法。