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正电子发射断层扫描成像(positron emission tomography,PET)技术是一种对生化过程非常敏感的影像技术,它能够实现心血管疾病、肿瘤等重大疾病的病灶早期精确诊断。小动物PET在以小动物模型为基础的临床前研究中有着极为重要的地位。在实际工程应用中,使用一对或者多对的平板探测器的小动物PET系统,由于其结构相对简单,工程上易于实现,且具有开放性和可调节性等特点,使其备受关注。本论文致力于高分辨率、高成像质量的小动物平板PET系统研制,同时对研制完成的小动物平板PET系统进行了归一化校正以及性能评估。本文完成的工作主要分为以下几部分:1.小动物平板PET成像系统的设计与实现完成了小动物平板PET系统的硬件系统构建、系统控制软件操作平台实现、数据预处理工作。在硬件系统构建方面,基于PET基本探测单元(basic detection modules,BDM),设计并构建了一套小动物平板PET成像系统。在控制软件方面,基于Qt开发平台,完成了小动物平板PET系统集成控制软件的开发。在数据预处理过程中,对采集得到的入射γ光子的位置、能量、时间等信息进行处理,根据系统的能量分辨率以及时间分辨率设定的符合时间窗和能量窗来获取符合事件。2.小动物平板PET系统归一化校正针对于小动物平板PET系统各响应线(1ine of response,LOR)效率不一致问题,对系统进行了归一化校正,实现了一种基于组件的最大似然估计(maximum-likelihood estimation,ML)归一化方法。在校正过程中提出采用蒙特卡罗(monte carlo,MC)仿真实现前向投影的计算,使得后续的归一化校正工作相对简便。文中通过实验将基于组件的归一化方法与另一种常用的直接归一化(direct normalization)方法进行了对比,发现基于组件的归一化方法具有更好的校正效果。3.小动物平板PET成像系统的性能评估完成了小动物平板PET系统的灵敏度、空间分辨率的测试工作。分别对由2个BDM和4个BDM组成的平板PET系统的灵敏度和空间分辨率进行测试,两系统中心视野的灵敏度分别可以达到3.13%和4.97%,空间分辨率可达1mm。实验中进一步验证了基于组件的归一化校正方法对去除重建图像伪影有着显著效果。