正电子发射断层成像（Positron Emission Tomography）是核医学领域目前最高水平的功能成像技术。PET设备在肿瘤及心脑血管疾病诊断、研究和新型药物研发中具有重要作用及广泛应用前景。PET探测器和电路设计是系统设计的重要组成部分，本文着重描述了探测器模块、地址编码及前端电路的设计和实现。PET的探测器通常是由多个探测器模块排列组成环状，称为探测器环。探测器环断层数量及每个断层的厚度决定了PET系统的轴向视野，探测器环上单个探测器模块的分辨率决定了PET系统横断面的分辨率。探测器模块通常由闪烁体耦合光电探测器组成，γ光子与闪烁体作用产生闪烁光，光电探测器探测到闪烁光，并将光信号转换为电信号供后续电路处理。符合的两个探测器之间的连线称为响应线，响应线反映了湮灭事件发生的位置信息。对响应线的位置进行编码称为地址编码，地址编码必须保证响应线和编码的唯一对应关系。地址编码应用于符合甄别电路部分和数据处理部分，是PET系统应用电子准直技术的必要组成。前端电路包括信号放大、时间信息提取、符合甄别、输出编码等几部分。光电探测器输出的电信号通常非常微弱，需要放大到与常用电子器件兼容的规格。提取不同探测器输出信号产生时间的信息，送入时间窗内甄别是否符合的过程称为符合探测，具有电子准直的作用。符合的一对电信号对应一次符合事件，符合电路对符合事件对应的响应线根据地址编码规则进行编码，编码送入计算机进行后续处理。我们在实现过程中使用了LYSO闪烁晶体耦合SiPM（Silicon Photomultiplier）光电探测器的探测器模块结构设计，探测器系统由27个探测器模块排列成圆环状，有8个断层。电路设计大量使用FPGA及专用集成芯片，大大降低了电路复杂度，增加了电路灵活性。为了满足小动物PET对分辨率的高要求，我们在探测器结构上采用了跨接晶体提高分辨率的技术，该技术已经申报国家发明专利。