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正电子发射断层成像(Positron Emission Tomography，PET)作为先进的功能性影像手段在临床诊断、药物研究和科学实验研究等领域发挥着重要的作用。尤其在癌症、肿瘤等重大疾病的诊断中，PET相比于结构成像不可替代。随着飞行时间（Time-of-Flight，TOF）PET的发展,list-mode数据因包含时间、能量和位置等信息，使得list-mode重建相比于sinogram重建具有显著优势。同时PET系统的空间分辨率严重影响图像的分析和判断，尤其是在早期癌症或肿瘤小病灶时期，要求PET具有高分辨率性能。本研究基于点扩展函数(Point Spread Function，PSF)方法提出一种基于位置单侧光子入射响应模型(Positional Single Photon Incidence Respond，P-SPIR)精确、快速生成系统矩阵(PSF-based System Matrix，PSF-SM)的普适性方法，以实现高分辨的基于list-mode的PET图像重建。 P-SPIR模型同时考虑光子入射晶体条的角度及位置，即将晶体条细分为N个分位置，使得其响应分布符合实际情况。响应分布基于GATE(Geant4Application for Emission Tomography)蒙特卡罗模拟平台，用源偏置替代准直器的方式限定射线发射方向。在保证模拟精度的同时，其模拟时间在1秒左右。该方法进一步考虑了缝隙穿透效应及探测器效率的归一化问题，提高了P-SPIR方法的在环形PET中的精确性。在模拟法获取光子入射晶体阵列响应分布(Single-Response Function，SRF)后，采用均一化模型的方式获取点扩展函数(Point Spread Function)生成系统矩阵。均一化模型获取系统矩阵方式精确度与实验测量法和模拟法相似，但是耗时却远低于实验测量法和模拟法，便于移植和扩展。 基于PSF-SM，进行了系统矩阵精确性的验证及PSF List-mode重建的实现。点源半高宽及点阵分辨结果表明，该方法可有效提高空间分辨率。将由像素驱动系统矩阵转换得到射线驱动系统矩阵，对list-mode重建进行了图像性能分析及连续扫描重建的实现。本研究方法可有效提高PET系统的空间分辨率，并用于基于list-mode数据模式的连续扫描等应用场景。