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为提高正电子发射断层成像系统的探测灵敏度，增加探测器的立体角覆盖比例，提出了全覆盖型动物PET系统结构：在原有的环形PET探测器两端对称添加平板探测器。本论文基于Monte Carlo模拟对全覆盖型动物PET系统的性能和成像方法进行了研究，验证其可行性。利用GATE软件对全覆盖型动物PET系统进行仿真：建立环状探测器的模型，在两端对称添加矩形探测器阵列。对模型进行简单模拟，根据探测到的γ光子的坐标生成图像检验仿真模型的正确性。对全覆盖型PET系统，在点源，面源和体源三种类型的放射源条件下进行Monte Carlo模拟，研究全覆盖型PET系统的探测灵敏度。提取碰撞事件的有效信息生成符合事件，结果表明：物理结构上的改进有效地提高了PET系统的灵敏度，使总符合事件数为传统的Micro PET的4.48倍，可以用于图像重建的符合事件数为micro PET的2.22倍；同时点源和面源的模拟结果说明，全覆盖型PET系统的探测器结构使得整个探测区域空间均匀性变好，有利于数据采集和图像重建。采用SSRB算法对模拟采集得到的表模式数据重组生成正弦图，基于Siddon算法生成系统矩阵，并实现了MLEM迭代图像重建算法。放射源为放置在FOV中心的点源和小体积圆柱体源。通过比较传统PET结构和全覆盖型结构的重建图像，结果说明：加入平板探测器的DOI信息，全覆盖型系统能改善径向的空间分辨率；保留与轴向夹角范围较小的板间符合事件，与环内符合生成的图像标准差变小，说明全覆盖型结构能够减小统计涨落对图像质量的影响，改善图像的均匀性。综上，采用适当的重建方法，全覆盖型动物PET系统能够提高图像径向空间分辨率和均匀性，这种新型结构的探测器设计对于提高PET系统的性能是非常有意义的。