成像大视野物体的系统和方法.pdf

本发明主要涉及一种成像装置和相关方法，包括投射射线束在第一轨道的源；探测器，与源相隔一定距离安置，在第一轨道内接收射线束；在源与探测器之间的成像区域，来自源的射线束在被探测器收到前，通过一部分的成像区域，探测器定位器使探测器转移至在实质上对第一轨道垂直的第一方向内的第二位置；并且，射线束定位器转换射线束的轨道以使射线束定向在位于第二位置的探测器上。射线源可以是X光锥形射线源，探测器可以是二维平面嵌板探测器排列。本发明可被用于成像大于探测器视野的物体，通过使探测器排列转移至多个位置，并在每个位置获得图像，只用单一的相对小尺寸的探测器排列在有效的大视野中取得该效果。射线定位器允许射线的轨道可以跟随探测器转移的路径，这使得用量可以更安全和有效，因为通常只有局部的物体在探测器的视野中，在给定的时间会暴露在潜在危险的射线中。

1.  一种成像装置，其中包括：
源，在第一轨道内投射射线束；
探测器，与源相隔一定距离安置，在第一轨道内接收射线束；
在源与探测器之间的成像区域，来自源的射线束在被探测器收到前，通过一部分的成像区域；
探测器定位器，使探测器转移至在实质上对第一轨道垂直的第一方向内的第二位置；以及
射线束定位器，转换射线束的轨道以使射线束定向在位于第二位置的探测器上。

2.  根据权利要求1的装置，其中的探测器是沿圆弧移动。

3.  根据权利要求1的装置，其中的探测器是沿直线移动。

4.  根据权利要求1的装置，其中的探测器是二维探测器。

5.  根据权利要求4的装置，其中的探测器是二维平面嵌板探测器排列。

6.  根据权利要求1的装置，其中所述的源是X-光源。

7.  根据权利要求1的装置，其中成像区域被设定为接收被成像的物体，在所述探测器的一个以上的可移动的方向上，所述物体比探测器的视野更宽广。

8.  根据权利要求1的装置，其中探测器定位器包括定位器框架以及使探测器在定位器框架内移动的马达。

9.  根据权利要求1的装置，其中探测器定位器包括导轨和一个以上与导轨紧密配合的轴承，当探测器移动时引导探测器。

10.  根据权利要求1的装置，进一步包括定位反馈系统，指示探测器移动时的探测器位置。

11.  根据权利要求10的装置，其中定位反馈系统包括线性编码器和读取头部。

12.  根据权利要求10的装置，其中定位反馈系统包括可旋转的编码器和摩擦轮。

13.  根据权利要求1的装置，其中探测器移动所沿的圆弧的半径是以源的焦点为中心的。

14.  根据权利要求1的装置，其中所述的射线束定位器引导射线束，以致当探测器移动时，射线束的中心线保持定向于探测器的几何中心。

15.  根据权利要求1的装置，其中的射线束定位器引导射线束至多个投射位置，同时源的焦点保持固定。

16.  根据权利要求1的装置，其中射线束定位装置包括倾斜系统，用于倾斜源。

17.  根据权利要求16的装置，其中所述的倾斜系统绕源的焦点倾斜源。

18.  根据权利要求16的装置，其中倾斜系统包括线性驱动器，线性驱动器一端连接可倾斜的源，另一端连接支撑，驱动器的长度限定源倾斜的角度。

19.  根据权利要求16的装置，其中的倾斜系统包括连接X-光源的机械化的滑轮。

20.  根据权利要求1的装置，其中射线束定位器包括可移动的瞄准仪，瞄准仪的位置限定射线束的轨道。

21.  根据权利要求1的装置，进一步包括在成像区域内，相对于物体旋转源和驱动器的手段。

22.  根据权利要求21的装置，其中的旋转的手段包括机械化的转子，源和探测器安装在转子上。

23.  根据权利要求22的装置，进一步包括O-形的构架，机械化的转子在构架内转动。

24.  根据权利要求21的装置，其中的旋转的手段包括可旋转件，用于相对源和探测器旋转物体。

25.  根据权利要求1的装置，其中探测到的射线用于获得成像区域内的物体的二维的平面图像。

26.  根据权利要求1的装置，其中的探测到的射线用于获得在成像区域内的物体的三维的计算机处理的断层摄影再现。

27.  一种对物体成像的方法，包括：
在第一轨道内投射射线束，射线束通过物体的第一区域，
到位于第一位置的探测器上；
移动探测器至实质上垂直于第一轨道的的方向上的第二位置；以及
转换射线束的轨道，以致射线束通过物体的第二区域，到位于第二位置的探测器上。

28.  根据权利要求27的方法，其中探测器沿圆弧移动。

29.  根据权利要求27的方法，其中探测器沿直线移动。

30.  根据权利要求27的方法，其中所述的源是X-光源。

31.  根据权利要求27的方法，其中被成像的物体比探测器的视野宽，并且探测器被移动到多个位置以致整个物体被成像。

32.  根据权利要求27的方法，其中探测器是二维探测器。

33.  根据权利要求27的方法，其中探测器是通过探测器定位器移动，探测器定位器包括定位框架和在框架内移动探测器的马达。

34.  根据权利要求27的方法，其中射线束通过源投射，并且射线束的轨道通过旋转源来变换。

35.  根据权利要求34的方法，其中的源绕其焦点倾斜。

36.  根据权利要求27的方法，进一步包括：
在成像区域内相对于物体旋转源和探测器以从多个投射角度获得图像。

37.  根据权利要求36的方法，其中源和探测器被旋转至多个投射角度。

38.  根据权利要求37的方法，包括旋转源和探测器被至多个投射角度，并且在每个投射角度移动探测器和变换射线束的轨道。

39.  根据权利要求38的方法，包括在第一投射角度移动和转换射线束的投射，旋转源和探测器至第二投射角度，并重复移动探测器和转换射线束投射的步骤。

40.  根据权利要求27的方法，其中探测到的射线被用于获取二维平面的物体图像。

41.  根据权利要求27的方法，其中探测到的射线被用于获取三维的计算机处理的断层摄影的物体再现。

42.  一种用于对物体成像的探测器系统，包括：
探测器，用于探测来自物体的射线的；
定位器框架，支撑探测器和限定探测器的移动路径；以及
马达，安置于一个以上的探测器和定位器框架，用于沿移动的路径移动探测器至多个位置。

43.  根据权利要求42的探测器系统，其中定位器框架包括一个以上导轨以限定移动路径，所述探测器系统还进一步包括紧密结合于一个以上的导轨的轴承，当探测器在定位器框架内移动时引导探测器。

44.  根据权利要求43的探测器系统，其中的马达驱动摩擦轮相对于定位器框架的一个以上的导轨移动探测器。

45.  根据权利要求42的探测器系统，进一步包括定位反馈系统以指示探测器的位置，当探测器移动时。

46.  根据权利要求45的探测器系统，其中的定位反馈系统包括线性编码器带和读取头部。

47.  根据权利要求45的探测器系统，其中定位反馈系统包括可旋转的编码器和摩擦轮。

48.  一种用于在多个轨道上投射射线的系统，包括：
源，在第一轨道投射射线束；
容纳源的框架，框架连接于源以允许源作为中枢的相对于框架运动；以及
机械化系统连接于框架和源，机械化系统使源相对于框架在枢轴上转动以转换射线束的轨道。

49.  根据权利要求48的系统，其中的机械化系统包括线性驱动器，线性驱动器的长度控制源相对于框架在枢轴上转动的角度。

50.  根据权利要求49的系统，其中源是围绕射线束的焦点在枢轴上转动的。

51.  根据权利要求48的系统，其中的源是X-光源。

52.  一种成像装置，包括：
用于在第一轨道投射射线束的手段，射线束通过物体的第一区域并落在位于第一位置的探测器上；
移动探测器至实质上垂直于第一轨道的方向上的第二位置的手段；
转换射线束的轨道的手段，以致射线束通过物体的第二区域并落在位于第二位置的探测器上。

53.  一种用于成像受射线的影响的物体的，所述物体大于探测器视野的装置，包括：
用于移动探测器至不同位置和在每个位置获取图像的探测器定位手段；
用于转换成像的射线束的轨道以沿着经过每个位置的路径，并由此产生更安全和更有效的用量使用的射线束定位的手段。

成像大视野物体的系统和方法
本发明的相关申请
本发明要求美国申请60/366,062，提交于2002年3月19日的临时申请的权益，其全部理论引述合并入本文。
本发明的背景
在传统的应用于医疗和工业应用的计算机处理的X线断层摄影术，X射线扇形射线束和线性排列的探测器被采用，以取得二维轴向成像。尽管只有当一次一个切片被摄影时，这些二维(2D)图像的质量高。为取得三维(3D)数据，需要按顺序的获得一系列的2D图像，这里被称为“叠层切片”技术。这种方法的一个缺点是一次一个切片的取得3D数据是一个太缓慢的过程。这种传统X线断层摄影术有一些问题，例如，由于切片不能被同时成像的事实带来的运动虚像增加，并且由于交迭的对一些区域X-光投射带来的过度暴露于X-光辐射的问题。
另一种3D计算机处理的X线断层摄影术是锥形-射线束X-光成像。在采用锥形-射线束几何形状的系统中，X-光源投射锥形地X-光射线束穿过目标物体并投射在探测器的2D区域上。目标物体优选的在360度范围内被扫描，或者通过在围绕固定物体的扫描圆周内移动X-光源和探测器；或者通过转动物体而源和探测器保持固定。在两种情况中，都是在源和物体之间相对运动完成扫描。相对于用2D“叠层切片”的途径来3D成像，锥形-射线束的几何形状可以使3D图像在较短时间内取得、同时最小化暴露于辐射。一个使用平面嵌板图像接收器，通过锥形射线束X-光系统来取得3D体的图像的例子是授予Roos等的美国专利6,041,097。
现有的锥形-射线束重建技术的一个重要的限制出现于当被成像的物体大于探测器的视野的时候，这在工业和医疗的成像应用中是较普遍的情况。在这种情况下，一些被测量的物体包含能看到的视野内的信息和视野外的物体的区域的信息。能看到的视野内的得到的图像因此被之外的材料得到的数据破坏。
几个途径被采用以成像超过成像系统视野的物体。授予Eberhard等的美国专利5,032,990为例，描述了2D成像物体的技术，其中物体比线性排列的探测器宽得多，探测器不能充足的横越被测物体或被测物体的部分。这一方法涉及成功的扫描物体及在多个相对物体的不同位置取得部分成批数据，X-光源和探测器排列。授予Eberhard等的美国专利5,187,659描述了当对大于视野的物体实施3D CT扫描时避免破坏数据的技术。这一技术涉及用多扫描轨道扫描物体，使用一个以上X-光源和探测器在相对目标物体的不同轨道旋转。还有一个技术是授予Eberhard等的美国专利5,319,693。这一专利描述了使用相对小范围的探测器模拟一个相对大范围的探测器，或相对探测器的范围移动物体。所有这些技术都是通过综合一个以上的X-光源、探测器和被成像物体的相对移动为特征。而且，这些技术中的每个中，一些区域被交迭投射以致目标物体被暴露于超量的X-射线辐射。
到此为止，这些技术都不是采用简单直接的方式、将目标物体暴露于辐射减至最小的、用于成像大于视野的物体的射线系统。
本发明的概述
本发明涉及放射线-基成像，包括3D计算机处理的X线断层摄影术和2D平面X-光成像。尤其是本发明涉及使数据的丢失减至最小同时当锥形射线束被应用于成像超过视野的一部分物体时避免被破坏和图像重建时产生虚像。
一方面，成像装置包括源，在第一轨道投射射线束；探测器，与源相隔一定距离安置，在第一轨道内接收射线束；在源与探测器之间的成像区域，来自源的射线束在被探测器收到前，通过一部分的成像区域；探测器定位器使探测器转移至在实质上对第一轨道垂直的第一方向内的第二位置；并且，射线束定位器转换射线束的轨道以使射线束定向在位于第二位置的探测器上。射线源可以是X光锥形射线源，探测器可以是二维平面嵌板探测器排列。
通过沿直线或与射线源相对的圆弧移动限定尺寸的探测器，并在沿着移动路径的多个位置上取得物体图像，取得有效的大视野。在一个实施方案中，用于移动探测器的探测器定位器包括定位器框架，支撑探测器并限定移动路径，和当探测器在定位器框架内移动时驱动探测器的马达。定位反馈系统，包括线性编码器带和读取头，可以被用于在定位器框架内准确定位探测器。其它编码器系统也可被应用于定位反馈系统，例如旋转定位器和摩擦轮。
射线源，例如X-光射线源，包括射线束定位机构，以转变从固定的焦点的发射的射线束的轨道。这使得射线束可以扫描过一个成像区域，并跟随移动目标的路径，例如移动的探测器排列。在一方面，由于射线束定位器允许射线束顺序的扫描过目标物体的限定的区域，本发明的射线束定位机构能更安全和更有效的用量使用。
在一个实施方案中，倾斜射线束定位的机构包括框架，框架提供射线源的外壳，并且机械化系统连接框架和源，在那里，机械化系统相对于框架在其枢轴上转动或倾斜源来改变从源投射的射线束的轨道。在优选的方案中，源绕其投射的射线束的焦点转动。倾斜机械化系统包括。例如，线性驱动器连接于固定的框架一端，另一端连接于源，驱动器的长度控制源的倾斜的角度，或一个机械化的滑轮用于倾斜源。在另一个实施方案中，可移动的瞄准仪由马达驱动以改变输出射线束的轨道。
在另一方面，本发明包括相对于要获取图像的物体，在整个360度扫描上不同的投射角度上旋转源和移动探测器。在一个实施方案中，源和探测器在构架中，例如实质上是O-形的构架环，并且源和探测器可在构架环内转动。源和探测器可被安装于机械化的转子，转子围绕构架环在轨道和轴承系统上转动。在另一个实施方案中，当物体处于旋转的状态时，源和可移动的探测器保持固定在支撑上，例如桌子。
本发明也涉及物体成像的方法，包括在第一轨道投射射线束，射线束穿过物体的第一区域并落在位于第一位置的探测器上；移动探测器至第二位置在一个实质上对于第一轨道垂直的方向；转换射线束的轨道，以至射线束通过物体的第二区域并落在位于第二位置的探测器上。优选的，射线束包括X-光射线的锥形射线束或扇形射线束，并且被探测到的射线用于产生二维平面的或三维的计算机控制的断层扫描(CT)物体图像。
在一个方面，本发明可以对大于探测器视野的物体成像，用简单并直接的方式，通过使用探测器定位器来移动探测器排列至多个位置，这样，使用单一的具有相对小的尺寸的探测器排列提供有效的大视野。此外，射线束定位器允许射线束的轨道跟随移动的探测器的路径，这有利的使更安全和更有效的用量被使用，同时，只有部分区域的目标物体在探测器的视野中在需要的时间内会被暴露于有害的辐射。
附图简要说明
如附图中展示的本发明的各部分的不同视图，本发明的目标、特征和优点将由以下的详尽描述而变得更为清晰。附图不必限于比例，附图的重点是展示本发明的机理。
图1A-C是本发明的一个实施方案的移动的探测器排列的X光扫描系统的示意图；
图2A-D是展示图1中的系统的X-光源和探测器的侧视和局部视图；
图3展示了移动探测器系统的本发明的可取得的宽视野；
图4是展示本发明的一个实施方案的X-光扫描系统的数据收集矩阵；
图5根据一个实施方案的X-光探测器定位分段的分解的视图；
图6A-C展示了X-光定位分段移动至三个位置；
图7是本发明的一个实施方案的X-光源和源的定位分段的分解的视图；
图8是集中的X-光源和定位分段的局部视图；
图9A-C展示了本发明的一个实施方案的通过线性驱动器将X-光源倾斜至三个位置；
图10展示了根据另一个实施方案的用于倾斜X-光源至多个位置的机械化的带和滑轮系统；
图11展示了根据另一个实施方案的用于定向X-光射线束至多个探测器位置的机械化的变化的瞄准仪；
图12是在构架环中用于旋转X-光源和探测器的转子装置；
图13是展示构架环中的转子机构的刨视侧视图；
图14是根据一个实施方案的用于大视野物体的断层和平面成像的可移动的推车和构架装置的示意图；以及
图15是展示根据另一个实施方案的具有用于大视野物体的断层摄影和平面成像的桌面X-光装置。
本发明的详细描述
本发明的优选的实施方案的详细描述如下。
图1A-C示意展示了本发明的一个实施方案的具有移动的探测器排列的X-光扫描系统。展示于图1A-C的扫描系统包括构架11，在本实施方案中构架包括总体环形，或“O-形”的壳体，具有中心的开口，被成像的物体置于其中。构架环11包括X-光源13(例如可旋转的阳极脉冲调制的X-光源)投射X-光射线束至构架环的中心开口中，通过被成像的物体，到位于构架相对一端的探测器排列14(例如平面嵌板数据探测器排列)上。被探测器14接收到的X-光可被用于采用公知技术产生2D或3D断层的物体重建图像。
探测器14沿直线或圆弧方向被移动至多个位置，这对于射线束15的投射是垂直的。这允许探测器可以捕捉宽于探测器视野的物体的图像。图1A-1C展示了当探测器移动至沿圆弧相对于X-光源的3个位置。这在图2A-C，探测器转移至3个不同位置的源和探测器的侧视图，中更清晰的展示。图2D是展示通过结合在3个源和探测器的位置而产生的大的成像。如图2A-C，当探测器移动到每一个顺序的位置，最后的探测器象系列41被置于靠近第一位的象素列42相对于在先的探测器位置，由此，提供一个具有宽的视野的大的“有效的”探测器，如图2D所示。获取的图像是相互毗邻的3个图像的结合，只使用单一的具有相对小的尺寸的探测器排列产生大的视野。
源13优选的包括射线束定位机构，用于从固定的焦点40改变投射的射线束15，以致当探测器移动时射线束跟随探测器，如图1A-C所示。这允许更安全和更有效的用量使用，如通常只有局部的在探测器视野中的目标物体在给定的时间会暴露于潜在有害的辐射。
优选的是，探测器和X-光射线束的投射的移动可以自动的协调并由计算机控制的电机控制系统控制。
图3展示了本发明的使用移动的探测器排列取得的大视野，比较同样排列的传统的静态结构的视野。小的和大的圆圈代表不同的直径的成像区域的轴心为中心的区域，成像区域分别位于不可移动的和可移动的探测器排列的视野中。成像区域的直径接近探测器宽度的一半，由于当射线束从源的焦点投射到探测器排列时射线束以锥形发射。如图3所示，投射区域的直径通过移动探测器排列和沿着共性框架的直线和弧线的多个位置扫描X-光射线束可以大大的增加。
在一个方面，X-光源13和可移动的探测器14可围绕构架环内部旋转，优选的是在驱动的转子上，以从部分或全360度旋转取得大视野的X-光成像。在遍及360度旋转上收集多个投射产生用于目标物体的三维锥形射线束断层图像重建的足够数据。
如图4中的矩阵图所示，有至少两个用于在部分或全360度扫描取得大视野的物体图像的方法。在第一个方法中，构架环内的源和探测器的每一个转角，探测器被移动至两个以上位置，在每一个探测器位置捕获X-光图像。这在图4中的矩阵图的顶行中展示，探测器在分段中移动至探测器位置1-3。转子携带X-光源和探测器分段转至构架环的第二个位置，这一进程不断重复当X-光源和探测器段旋转通过第N个构架环上的转子位置以取得全360度扫描上的大视野物体图像。
在第二方法中，探测器移动的每一个位置，源和探测器段实施围绕目标物体的全360度旋转的一部分。这在图4的矩阵图中的左列中展示，图中的探测器保持在探测器位置1，同时源和探测器段在构架环内从转子角度0至N旋转。这个过程在每个探测器排列移动位置重复，源和探测器段在每个探测器位置完成目标物体的部分或整体的扫描。
在图5中，根据本发明的一个方面，X-光探测器定位器100以分解的形式展示。定位段包括探测器架101用于支持探测器，摩擦驱动102连在驱动器架上，和定位器框103，探测器架可移动的安装在定位器框上。定位器框包括两个平行的侧面104，基础105和一系列的侧框106延伸至侧面之间。内部的侧面104包括三个主同心表面延伸至框的长度。在侧面104的顶部是平的表面，其上的摩擦轮109被驱动，在中心是V-槽轨道，V-槽轨道上是一双V-槽滚轮110，在底部是另一个平的表面，其上安装有线性编码器带。
在所示的优选的实施方案中，弯曲的侧轨道的同心的半径由X-光射线源的外切圆的功能的不同而不同。中心的射线或直线连接焦点至探测器排列的中心轴是本质上垂直于探测器排列的平面的。通过沿着限定的弯曲的侧轨道移动移动的探测器组件，探测器的表面成切线的移动至圆周，该圆周外切于连接的探测器排列的中心轴至焦点的射线或直线。其它的方案包括具有无限半径的圆，弯曲的侧轨道沿平面或直线成为伸直的。
摩擦驱动102包括补助马达间接变速装置，传动装置头，带驱动，轴和摩擦轮109。摩擦驱动通过支架107安装于探测机架101。摩擦轮109优选的是弹簧-加载的并偏依在顶平面的侧面104上。滚轮110安装在支架107上，并压入定位器侧面104的中心的V-槽。V-槽滚轮110准确的坐落在探测器架101上，也允许安装在其它方位，这样使得移动的探测器排列准确的定位独立于构架环的角度或位置。摩擦轮109在定位系统中的间隙最小化。此外，读取头108被置于探测器支架107上以读取安装在定位器侧面104底部的平面上的编码器带。读取头108提供位置反馈信息至补助马达间接变速装置以准确的沿着运动的中心轴定位探测器支架。X-光探测器定位器100也可包括轴承29连接于侧面104用于围绕构架环内部旋转整个探测器集成，以下进一步详细的描述。
参见图6A-C，组合的探测器定位器100被展示移动探测器支架101至沿着圆弧的多个位置。在操作中，探测器支架101和摩擦驱动集成102通过补助马达间接变速装置准确的沿着定位框架的中心轴移动并由线性的编码器系统准确的定位。三个位置如图6A-C所示，尽管探测器支架101可被准确的沿着定位器框架103限定的任何点定位。摩擦驱动102的紧凑的特性允许探测器支架101最大的移动，同时驱动102保持完全装入定位器框架103中，并允许探测器支架的末梢延伸超过定位器框架的末端(如图6A和6C)，以进一步提高探测器取得的视野的有效性。
如上所述，本发明的成像系统优选的包括具有射线束定位机构的射线源，定位机构用于变换从固定的焦点发射的射线的投射，以致射线束可扫描过多个位置。具有射线束定位机构的X-光源段200的一个方案如图7所示。段包括外部的面框架201(以分解的形式展示)，面框架201装有X-光源13，转动的X-光源座202，和补助马达间接变速装置线性驱动器203。X-光源由源座202在底部和一对轴衬座206在侧向支撑。轴衬座206通过压-装入轴衬205的精确销钉204连接于外部面框架201。销钉204允许轴衬座206，并因此X-光源13和源座202，相应外面框架201的转动而转动。这个转动动作优选的是以X-光源的焦点为中心。
精确补助马达间接变速装置线性驱动器203一端附于外面框架，并在另一端附于旋转X-光源座202。通过驱动的线性驱动器203的长度，源座202和X-光源13可被装在销钉204上，以在控制方式下相对其焦点倾斜X-光源。整体组合的X-光源段如图8所示。
X-光源和倾斜射线束定位机构的操纵如图9A-9C所示。当线性驱动器从完全缩回的位置(图9A)移动至完全伸出的位置(图9C)，X-光源绕其焦点旋转，这样转变发射的射线束的投射。在这个方案中，旋转点代表圆周的中心，具有被焦点至探测器排列的中心象素的距离的半径。旋转的角度是通过由连接X-光源探测器的焦点和探测器排列的中心象素的距离限定的角度决定的。计算出的运动控制系统可被用于同步X-光源的倾斜角与移动的探测器排列的位置，以致X-光射线束保持在探测器的中心，即使探测器转移至不同位置。
不同的其它的X-光射线束定位器的方案可根据本发明被采用。例如，如图10所示，X-光源可通过驱动的带和滑轮系统被倾斜至多个位置。在如图11所示的另一个方案中，X-光射线束的投射通过由补助马达间接变速装置变化的瞄准仪改变。
如图12所示，X-光源段200和X-光探测器定位器100可通过弯曲的支架集成301被结合在一起，以产生C-形的驱动的转子集成33。刚性的支架301保持源和探测器相互对置，并且整个转子集成可在O-形X-光构架环内转动。转子集成33也可包括电机31和驱动轮32附于转子的一端以驱动转子集成围绕构架环的内部。
图13是构架环11的刨视侧视图，包括C-形机械化的转子33。构架环的内侧面包括弯曲的轨道27在连续的环绕构架环内部的循环延伸。转子集成33的驱动轮32接触构架的弯曲的轨道27，并使用轨道来驱动转子集成环绕构架环的内部。旋转的增加的编码器可被用于准确的测量构架环内的转子集成的角度位置。增加的编码器可由摩擦轮驱动，摩擦轮在位于构架环侧面的同心轨道上转动。转子集成33也包括轴承29，与构架环的弯曲的轨道紧密的结合以帮助引导转子集成33，当转子集成33在构架环内转动时。构架环11的内部包括滑环以保持与转子集成33的电接触，以提供X-光源、探测器、探测器定位器和/或射线束定位器运行所需的能量，并使整个集成在构架环内旋转。滑环可进一步被用于转移控制信号至转子，以及X-光成像数据从探测器至构架环外部的分散进程单元。滑环的任何或所有的功能可由其它方式实施，例如，附于转子的柔性导线。
尽管优选的实施方案中的转子集成是C-形转子，应该理解，其它的转子形式，例如O-形转子也可被采用。例如，第二弯曲的支架301可以被附着以关闭和打开转子的末端，并提供整天为O-形的转子。此外，X-光源和探测器可相互独立的旋转，使用分离的机械系统。
根据本发明的一个方面的X-光扫描系统10通常包括固定于支撑结构的构架环11，支撑结构可以是移动或固定的推车、患者的桌子、墙、地面或天花板。如图14所示，构架环11以悬臂的方式经过环定位单元20固定在可移动推车12上。在某个实施方案中，环定位单元20使构架11能相对于支撑结构移动和/或转动，包括，例如，沿一个以上X、Y和Z轴移动和/或围绕一个以上X和Y转动。具有悬臂的X-光扫描装置，多自由度的可移动的构架在提交于2002年6月11日的美国临时专利60/388,063和提交于2002年8月21日的60/405,098中有所描述，其全部内容通过引述合并于本文。
图14中的可移动的推车12包括电源供应，X-光电源发电机和计算机系统以控制X-光扫描装置的运转，包括探测器的移动和X-光源的倾斜移动。计算机系统也可实施不同数据的处理功能，例如图像处理，和X-光图像存储。可移动的推车12优选的包括显示系统60，例如平面显示器，以展示通过X-光扫描仪获取的图像。显示器也可包括用户界面功能，例如触摸屏控制器，使用户能交互作用并控制扫描系统的功能。在一个实施方案中，用户控制的悬挂物或脚踏板可控制扫描系统的功能。应该理解，一个以上的固定的单元也可实施可移动的推车12的任何功能。
O形框架环可包括扇形，该扇形至少部分的可从框架环分离以提供开口或“缺口”，通过该扇形，被成像的物体可沿径向进出框架环的中心成像区域。这种类型装置的一个有点是巧妙处理X-光框架环围绕目标物体，例如病人，并然后关闭框架环围绕物体，造成对物体的最小干扰，以实施X-光成像。用于X-光成像的“可断开的”框架环装置在提交于2002年12月12日的美国专利10/319,407中有所描述，其全部内容通过引述合并于本文。
也应该理解的是，尽管在此展示的实施方案包括具有O-形框架环的X-光成像装置，其它的框架环结构也可被采用，包括断开的环状框架，具有全360度旋转能力。
参见图15，桌面版的大视野扫描装置被展示。在这个实施方案中，连接器支架、框架环和转子摩擦驱动被刚性的桌面支座302和位于视野中心的可转件303取代。可转件转动被成像物体在全360度角度旋转以从任何角度捕捉投射图像。探测器和源定位集成100，200被固定的安装在相互固定的距离。可转件303可被固定的安装在桌面的任何点上，沿着射线连接的X-光焦点和探测器定位集成的中心。这个实施方案的数据收集技术实质上与那些描述过的X-光框架环的相同，除了这个方案中，是物体相对于源和探测器转动，而不是源和探测器相对于物体转动，这影响X-光扫描。
在此描述的X-光成像的系统和方法可有利的采用二维和/或三围X-光扫描。从沿着框架环转动的预设角度的单独的二维投射可以被看到，或被收集的多投射部分或全旋转可被重建，使用锥形或扇形射线束断层扫描重建技术。这个发明可被用于在准同步方式取得多平面X-光图像，例如在题为“准同步多平面X-光成像的系统和方法”(律师摘要号No3349.1001-001)提交于2003年3月13日的申请，其全部内容通过引述合并于本文。同时，在每个探测器位置取得的图像可以被重投射至实质等距的或等角的探测器排列，先于实施标准过滤的后投射断层成像重建技术，如共同拥有的提交于2002年8月21日的美国临时申请No.60/405,096所描述的。
在此描述的探测器排列包括二维平面嵌板固态探测器排列。应该理解的是，然而，不同的探测器和探测器排列可被应用于本发明，包括在典型的诊断用扇形射线束或锥形射线束的成像系统中的任何探测器结构，例如C-臂荧光检查器。优选的探测器是二维薄片晶体管X-光探测器，使用闪烁物不定型硅技术。
本发明通过以上优选的实施方案进行了详尽的展示和说明，本领域普通技术人员应该理解，不同的形式和细节的变化可以在此作出而不脱离本发明如权利要求的范围。例如，尽管在此展示和描述的特别的实施方案相关于计算机控制的断层摄影(CT)X-光成像应用，应该进一步理解，本发明的原理也可延伸至其它医疗和非医疗成像应用，包括，例如，磁共振成像(MRI)，正电子放射断层摄影(PET)，单光子放射计算机控制的断层摄影(SPECT)，超频音响成像和照相成像。
同时，虽然在此描述的实施方案相关于医疗成像，应该理解，本发明可被使用于大量其它应用，包括工业应用，例如测试和分析材料，容器检查和成像大物体。