脑功能的定位是脑科学研究领域内的重要课题.PET被广泛地应用于脑功能的研究和相关的临床诊断.本文针对目前广泛用以分析PET图像的基于体素形态测量法(Voxel Based Morphometry,VBM)的不足,建立了基于脑区形态测量法(Region Based Morphometry,RBM).作为对VBM的补充,RBM是有效分析PET图像的一种可供选择的新方法. 本文的研究主要涉及以下四个方面: 1、本文对BEAK方法加以改进,建立了autoBEAK方法,实现对PET图像的自动盲恢复,解决了因正电子射程而导致.PET图像模糊问题.建立了基于三维Levy分布的BEAK-3D方法,对以三维采集方式得到的PET图像进行自动盲恢复.以两种实验(主观评判和测量模型几何参数)验证了autoBEAK方法和BEAK-3D方法对PET图像进行盲恢复的效果,验证结果表明这两种方法的图像恢复效果均优于BEAK方法. 2、重点研究了PET图像与Talairach图谱的空间归一化问题.将空间归一化分为全局配准和局部非线性配准两个步骤:先用互信息算法实现图像的全局配准,再以弯曲能量为形变域约束准则,并用基于DCT基函数的方法实现图像的局部非线性配准,从而将PET图像映射到Talairach图谱,使不同个体的PEI、图像可以在标准空间中进行比对. 3、利用药代动力学的二室模型,分析了PET图像灰度值与图像采集时间之间的关系.利用此模型校正不同采集时间对 PET 图像灰度值的影响. 4、在上述各项研究的基础上,建立了分析PET图像的基于脑区形态测量法RBM.以实验分析比较了RBM和VBM的性能. 本文囿于实验条件(小动物PET),无法进行动物模型实验；因受医学伦理的约束,也不能在人体上进行可控实验,所以本文对已有临床数据作了回顾性研究.研究中,分别以治疗帕金森病的脑深部电刺激、光刺激和随意运动为干预手段,使用RBM方法和VBM方法分别检测响应脑区的位置；并对照医学知识和临床诊断,比较RBM和VBM两种检测方法的性能,从而验证和评价RBM方法的有效性. RBM方法提高了脑功能定位的特异性,可以作为VBM方法的补充,应用于脑部PET的分析和研究.