本文工作是mPowerPET样机性能评估的理论基础,该课题由东软派斯通公司完全资助。正电子发射断层显像(Positron Emission Tomography,以下简称PET)技术是当今最高层次的核医学诊断与研究技术之一,它能够无创伤、定量、动态地评估动物／人体内各种器官的代谢水平、生化反应、功能活动等情况,并在重大疾病的预防和治疗中有独特的应用价值。本文在深入理解和分析PET原理及物理过程的基础上,运用GATE工具包对mPowerPET系统进行大量的分析与模拟。GATE(Geant4 Application for Tomographic Emission)是由Open GATE协作组织基于高能物理工具包Geant4基础上开发的一款蒙特卡罗模拟软件。现已广泛应用于新型的核医学成像设备(如：PET、SPECT等)、散射校正技术以及对系统的改进等方面。本论文以该软件工具包为基础,构建了mPowerPET样机的整个物理模拟过程。同时针对mPowerPET样机的几何特点,利用C语言程序,以离线处理方式对原始符合事件按照径向距离进行编码,然后将编码后的数据存放于Sino gram阵列中,并用弦图的形式显现出来。本文借助Linux虚拟工具,将GATE模拟工具包移植到Windows系统下,并增加了网络控制界面,实现GATE系统的并行化模拟,提高了GATE模拟的运算速度。在此基础上,本文对γ光子的偏向角、正电子发射位置与湮灭点位置的相对偏差进行了分析,同时还对LSO和BGO晶体的能量窗和有效利用率进行了模拟分析。分析结果表明,模拟数据对现实PET的研发有着很好的指导意义。