正电子发射断层扫描仪(Position Emission Tomography,以下简称PET)是当今医学影像学重要成像手段之一,它从活体生物分子水平上,反映生物体功能的变化,在癌症的早期诊断和治疗中发挥重要作用。传统PET是环形的,成本高,难以广泛普及,平板PET与环形PET相比成本低,而且具有较高的灵活性,在对人体具体器官和小动物模型检测中具有优势。所以本论文针对的是平板PET的研究。由于湮灭光子倾斜入射到探测器上极有可能造成的视差错误的存在严重影响了图像的空间分辨率和均匀性。传统降低视差错误的方法是用一个比视野(Field Of View,以下简称FOV)大得多的探测器环,但是却增加了系统成本,降低了系统的灵敏度,而本论文研究的反应深度信息(Depth of Interaction,以下简称DOI)已被证明可以在不增加系统成本和牺牲系统灵敏度的基础上,降低视差错误,改善图像的空间分辨率和均匀性。本论文通过设计两种平板PET结构,证明了基于DOI约束信息的重建方法较传统重建方法明显改善了图像质量,另外由于两个平板和四个平板所设计的结构不同,它们重建的结果及空间分辨率也不一样。对于本论文所设计的两个平板的结构,晶体厚度为15mm,如果DOI信息不能精确到5mm以内,重建结果的空间分辨率几乎没有什么改进,如果在5mm以内,重建结果的空间分辨率变化幅度较大;而对于四个平板的结构,如果DOI信息能精确到4mm以内,空间分辨率改进较大,否则变化幅度缓慢。指出只有当DOI信息达到一定程度时,才能显著改善系统的空间分辨率,否则空间分辨率的改进不大。重建结果也表明,当DOI信息小于一定的范围,空间质量改善幅度大,而后随着模糊程度的增加,图像质量变化不大。