正电子发射断层成像是一种无创的分子影像技术,可以提供活体的功能信息,在现代医学的诊断和治疗中均发挥着重要的作用。GATE(Geant4application for tomographic emission)基于通用代码Geant4,是一个专门针对PET和SPECT的蒙特卡罗仿真工具,可用于开发新的成像设备,优化数据采集协议,发展和评估图像重建算法及校正技术等。　　 本文的工作基于GATE,以西门子公司的PET扫描仪ECAT EXACT HR+和PET／CT Biograph2为原型,分别使用GATE实现其系统的完整仿真,并依据NEMA NU2-2001标准对仿真系统的性能进行评估。本文的工作主要包括以下两个方面:　　 第一,使用GATE对扫描仪ECAT EXACT HR+和Biograph2的几何结构及电子学电路进行模拟,包括探测器环、晶体模块、脉冲幅度分析器、符合判断器等。此外,还对放射源、粒子输运参数、输出数据格式等进行设置。仿真过程尽可能地接近实际扫描仪。由于无法得到详细的电子学电路参数,我们在数字化模块的设置中使用了一些估计值,在参数选择上以仿真结果和实验结果尽可能一致为原则。　　 第二,仿真系统完成后,本文依据NEMA NU2-2001标准,将仿真系统的主要性能参数和实验结果进行比对,包括空间分辨率、散射分数和灵敏度。在仿真系统的性能测试过程中,对测试幻影和放射源进行了近似化处理。空间分辨率测试中本文使用背对背光子源,并将输出设为LMF格式,使用STIR直接对输出数据进行重建。空间分辨率的仿真结果优于实验结果,其差值小于0.87mm。散射分数和灵敏度测试中,将输出设为ROOT格式,使用面向对象的数据分析工具ROOT直接对输出数据进行分析。仿真结果表明,两个扫描仪的散射分数测试值和实验值的差异均小于试验结果的3％,灵敏度测试值和实验值的差异小于实验结果的4％,仿真结果和实验结果具有良好的一致性。此外,本文还比较了HR+在不同采集模式下的散射分数和灵敏度的变化。　　 最后,本文对影响仿真近似度的几个可能因素进行了初步探讨,为下一步工作提供参考。