当前CT成像技术研究已经从传统单能谱CT向光子计数型多能谱CT发展,针对光子计数型的多能谱CT研究已经取得一定进展,但大多停留在理论阶段,还需要大量的实验获取客观数据加以验证,但是这需要耗费大量时间及成本。为解决这些问题,需要寻求一种价格低廉且效率更高的实验手段,而通过计算机搭建模拟仿真平台成为理想的途径。本文利用Geant4和GATE数据包在计算机上搭建蒙特卡罗模拟平台,采用虚拟仿真技术研究光子计数型多能谱CT成像。(1)利用Geant4和GATE数据包搭建蒙特卡罗模拟平台,进而构建了三层闪烁探测器,每层探测器分别由尺寸相同的三种晶体材料组成,利用不同晶体对能谱的识别来同时获得多个能谱下的CT测量数据,并通过对比各能谱的投影和重建切片图像验证了基于多层闪烁探测器的能谱CT的可行性。(2)构建了以碲锌镉(CZT)为材料的光子计数探测器,模拟基于光子计数探测器的多能谱CT成像过程,并通过计算能谱的投影和重建切片图像验证了该过程的可行性,研究了能谱阈值的选择对投影图像的影响。针对窄谱CT测量数据噪声较大的问题,利用基于非线性偏微分方程(PM)降噪算法对测量数据的噪声进行抑制,得到较好的重建结果。