SPECT是目前核医学影像领域代表性设备之一,被广泛应用于大脑、内脏、骨骼等人体器官的成像,能够为临床诊断或研究提供生理进程信息。出于安全考虑,人体成像时服用的放射性药剂的活度被控制在阈值以下,导致探测系统接收到的光子数量极其有限,使重建的放射性药剂分布图像质量不佳。为了提高准直器的分辨率-灵敏度权衡,本文提出了多通道平行束准直器的设计思路,通过蒙卡模拟的实验数据和重建结果比较了多通道平行束准直器和平行束准直器的特性。文章首先给出多通道平行束准直器的设计思路:在平行束准直器轴向和横向断层引入Y射线通道。接着给出多通道平行束准直器的点源扩展函数的计算公式,在此基础上计算了点放射源情形下准直器的灵敏度以及均方根形式的空间分辨率。讨论了本文准直器设计的视野扩展函数和点源扩展函数的关系并推导了准直器孔对面源的响应。为了验证理论计算正确性,利用GATE软件进行了探测系统接收点源发出射线过程的蒙特卡罗模拟。利用模拟得到的投影数据作出点源扩展函数的实验值图像并和公式的计算值作比较。为了比较多通道平行束准直器和平行束准直器的分辨率-灵敏度权衡,蒙卡模拟了一系列不同准直器孔参数的平行束准直器、横向断层引入γ射线通道以及轴向和横向断层引入γ射线通道的多通道平行束准直器接收点源射线的过程。根据投影图像作了分辨率和灵敏度关系图,以此讨论三种准直器的分辨率-灵敏度权衡。为了研究多通道平行束准直器重建三维放射源分布的本领,本文作了圆柱体模具下的多通道平行束准直器和平行束准直器蒙卡模拟。用OS-EM迭代算法处理投影数据获得重建图像。并从对比度、信噪比和归一化标准偏差三个角度定量对比两种准直器的重建图像。多通道平行束准直器和平行束准直器相比有如下的特性:引入γ射线通道的多通道平行束准直器具有更好的分辨率-灵敏度权衡,因为γ射线通道可以补偿为了提高分辨率而损失的灵敏度;多通道平行束准直器系统重建的图像中热源对比度在相同噪声水平下高于平行束系统,对于小半径热源这个优势更加明显;多通道平行束系统冷源的对比度在相同噪声水平下低于平行束系统。重建过程中,多通道平行束系统图像的收敛速度略慢于平行束系统而且噪声传播速度快于平行束系统。