单光子发射计算机断层成像系统(SPECT)在国内大多数大型医院核医学科已经成为一种常规的诊断系统，无论是人体的解剖学信息还是脏器的生理功能信息，都可以利用核素药物实现无创的显像。特别是SPECT提供的生理功能信息，在临床诊断心脏疾病、脑部疾病以及肿瘤等方面已成为非常重要的依据。　　 SPECT的成像过程可以分为几个关键步骤：投影数据采集、图像重建和线性衰减校正，本论文的日的是研究这几个步骤中涉及到的关键算法。　　 第一部分详细的讨论了Y光子的定位算法。Y光子与闪烁晶体相互作用的准确位置是投影数据的来源，是SPECT成像过程中的第一步，它的准确性直接影响着最终的重建图像的质量。本文仔细研究了质心加权法、最大似然法等定位算法，在分析了它们的优缺点之后提出了质心引导的最大似然定位算法，新算法结合了质心加权法运算速度快和最大似然法计算精度高的优点，具有极好的应用价值。　　 第二部分简要的研究多种重建算法，并详细探讨了有序子集期望值最大化算法(OSEM)的实现过程。OSEM重建中最重要的一步就是系统矩阵的计算，本文在这一关键问题上分析了常用的微分法和解析法，并最终提出基于MonteCarlo模拟的系统矩阵解析算法。提出的新算法融合Monte Carlo模拟信息真实和解析算法运算速度快的优点，具备了临床应用价值。　　 第三部分详细探讨了线性衰减校正算法。本文在分析了许多中衰减校正算法之后，对基于OSEM的衰减校正迭代算法作了深入的研究，提出了中值积分定理算法，改进了射线跟踪算法，并利用均匀泛源模型和Shepp-Logan心脏模型对非均匀衰减校正算法进行了检验。　　 论文最后一部分总结了本文的研究工作，并分析了MicroSPECT的研究和应用前景，对进一步的研究工作进行了规划。