近年来,PET技术在核医学领域扮演的角色越来越重要,其应用也愈加广泛。通过向生物体注射带有放射性核素的药物,PET可以对生物体无创、准确的成像,反映出生物体的代谢情况,判断肿瘤的存在与否,检查神经疾病和心血管疾病等等。平板PET系统因其独特的结构,在PET领域具有重要应用价值和市场前景。小动物平板PET系统中,对于原始数据的预处理以及后续的图像分析等工作是必不可少的,本文将对于这些工作展开相关的研究。针对实验中小动物平板PET系统采集的大量原始数据,提出适用于平板PET系统数据的离线快速预处理方法。通过该处理可以很快得到前项数据,从而便于后续的重建以及图像分析等工作。快速预处理主要通过对PET数据先进行时间符合,去掉大部分无效数据,然后再进行位置校正、能量校正以及晶体编码,最后获取LOR信息。结果显示,本文的离线快速预处理方法176秒就可以将13.5GB的PET原始数据处理完毕,基本达到快速处理的目的。在离线快速预处理的基础上,本文提出了PET数据的在线预处理方法。在线预处理方法首先将采集的数据存储在电脑内存缓冲器中,然后通过多线程对数据进行预处理,最终将处理完毕的符合数据写入硬盘中保存。该方法有效避免了将大量原始数据写入硬盘,同时也避免了硬盘读写慢的问题。并且数据采集的同时,基本可以同步进行预处理,充分提高了PET系统的整体效率。针对平板PET系统中探测器模块之间存在的缝隙影响成像质量的问题,本文通过一系列的仿真实验,在数据预处理过程中人为添加不同宽度的缝隙,对PET系统的灵敏度、空间分辨率、图像对比度和变异系数等性能进行了研究。结果显示,平板PET系统之间存在的约4mm宽度的缝隙对于系统性能基本无影响;当晶体之间的缝隙宽度达到16mm的时候,对于PET系统的灵敏度、图像对比度有轻微影响,对PET系统的空间分辨率基本没有影响;当缝隙宽度大于20mm之后,对PET系统性能影响较大。最后经过合适的建模,解决了因探测器模块之间存在的缝隙导致重建图像变形的问题。为测试自主构建的PET系统的整体性能,设计实施了空间分辨率实验、灵敏度实验以及肿瘤裸鼠实验,并与商用的PET系统进行性能对比。实验结果显示,自制PET系统空间分辨率为1.2mm,中心灵敏度为12%,肿瘤裸鼠成像良好,总体来说双平板PET系统性能完全不弱于商用设备。