基于飞行时间技术(Time of Flight, TOF)的正电子发射断层扫描仪(Positron Emission Tomography, PET)是PET的扩展,利用TOF技术可以测量出每个正电子湮没事件产生的光子到达探测器的时间差,并利用这个时间差来更好地定位湮没位置。TOF技术对系统的时间分辨要求很高,利用高的时间分辨可以选择更窄的时间窗,从而减少随机事件的计数率,将TOF信息运用到图像重建中可以减少噪声,缩短总的扫描时间。全面深入的分析TOF-PET性能需要获得完整的TOF-PET数据,而目前没有通用的TOF-PET模拟软件。本论文构建了TOF-PET模拟软件系统,并且利用Geant4蒙特卡罗模拟软件对环状人体TOF-PET探测器进行了模拟分析。本论文详细地介绍了基于Geant4的TOF-PET探测器的几何描述、材料的定义等,并且指定了模拟过程中可能用到的所有粒子以及物理相互作用过程。详细地阐述了模拟过程中击中信息的记录,同时设置对记录的击中信息进行数字化。由于TOF系统对探测器的时间分辨率要求很高,所以本论文在数字化的过程中对每个晶体条都设置了相应的时间分辨率。在论文的最后介绍了基于Gate的双平板TOF-PET的模拟,构建了双平板探测器的模型,为图像重建提供数据。本论文完成了完整的TOF-PET模拟软件程序的编写,为以后分析各项性能参数对TOF-PET探测器的影响提供坚实可靠的基础,是图像重建算法研究的前提保障。