正电子发射断层扫描仪(PET,positron emission tomography)是一种目前最先进的核医学诊断设备,在基础医学研究、临床诊断、新药研发和疗效评价等方面具有重要的应用价值。在三维(3D)PET系统中,虽然灵敏度比2D-PET有很大的提高,但是散射数据的比例也大幅度提高,达到40％-50％。由于生物体组织结构比较复杂,为了得到高质量的重建图像,要求更高精度的散射校正算法。单次散射模拟校正(SSS,singlescatter simulation)算法假设被探测到的符合光子对中只有一个经过康普顿散射,并且只经过一次散射,然后,以经典的物理原理为基础,建立散射模型,估计出各条符合相应线(LOR,line of response)的散射事例数。SSS被认为是目前最准确有效的散射校正算法之一。但是,传统单次散射模拟校正算法还存在一些问题需要解决,主要包括:以未经散射校正的重建图像作为模拟计算的基础,并且忽略了视野(FOV,field ofview)外散射和多次散射。　　 本文首先对SSS算法进行了系统深入的研究,利用迭代法修正SSS算法中使用未经散射校正的重建图像作为模拟计算的基础所带来的误差,并将这一算法与OSEM重建算法结合。在此基础上,利用GATE模拟软件,研究了当放射源处于径向不同位置时的FOV外散射事例的径向分布和轴向分布；通过对几个典型的人体PET和小动物PET系统的模拟,探讨FOV外散射计数与探测器环直径和轴向FOV长度之比的关系；计算并比较了多次散射事例对PET计数的影响。基于以上模拟结果,提出了FOV外散射校正和二次散射模拟校正算法,提高了散射模拟校正的精度。另外,为了解决散射模拟校正算法在实际应用时计算速度慢的问题,将PET散射模拟校正算法改写成适合于在GPU上运行的程序,大大提高了计算速度。本文的算法已经应用于高能所自主研发的小动物PET/CT设备上,通过对小动物PET/CT扫描的phantom实验数据做散射模拟校正,进一步证实了该方法的效果良好。