随着目前口腔医学的快速发展,锥形束CT在口腔诊断领域中起着非常重要的作用。锥形束CT(Cone beam CT)诊断设备是目前口腔头颅影像设备中最有前途和实用性的医疗设备,其成像原理为射线源采用锥形X线束围绕目标旋转照射,利用小尺寸动态平板探测器采集数据,通过计算机重建,将各角度获取的二维投影图像转化成三维容积数据而显示出任意方向、层面的三维立体影像图。在锥束口腔CT系统中,射线源、面阵探测器以及扫描机构的组合对设备性能起着关键性作用。在研发口腔CT系统时,高精度的机械装置、几何参数的校正、扫描系统中X射线源、面阵探测器以及电机的三者协同控制等都是需要解决的关键技术问题。本论文针对以上关键技术问题,做了以下工作:通过对口腔CT成像原理以及目前设备现状进行分析和探索,针对成像过程中机械精度要求,构建该装置总体设计方案,并对其扫描成像系统传动装置进行了相关设计,改善目前设备中的传动方案,采用Solidworks虚拟样机技术完成了三维建模,运用Adams动力学仿真软件对传动装置进行了动力学仿真。运用Ansys Workbench对其结构进行了拓扑优化,使得本设计结构在保证其安全稳定性的同时,使质量达到最轻,减少相关成本,并运用Ansys软件对锥束口腔CT三维模型进行静力学分析和模态分析,结果表明本设计满足强度要求、刚度要求和医用要求。分析锥束CT成像系统中关键参数,针对FDK算法要求的条件以及现有的几何参数获取方法,本文提出了一种基于四椭圆快速获取全参数的方法,根据四椭圆全参数获取原理设计出通用标定模体。分析标定模体在空间的几何关系精确获取系统中所有的几何参数。最后对该方法进行了实验论证,实验结果表明,本方法获取的几何参数精度高、能满足正常医用要求。口腔CT成像系统中,X射线源、面阵探测器和电机三者的协同控制是保证扫描成像图像质量精确的前提条件,本文采用STM32F407系列微控制器作为主控芯片,完成X射线源、探测器和电机三者的协同控制,并针对系统选用电机启停和调速特点进行深度分析,提出基于GA优化BP神经网络PID的控制方法,并进行了仿真实验。结果标明文中提出控制方法具有较快的动态响应、电磁转矩波动幅值较小、抗干扰能力较强,具有一定的应用价值。本文研究了锥束口腔CT机械结构、几何参数标定方法以及扫描成像系统的协同控制方法。经过软件仿真和实验验证,表明本文设计的机械结构、几何参数标定算法以及成像系统协同控制方法是有效的、可行的,解决了口腔CT面临的实际问题。但仍然存在机械机构制造工艺考虑不全、安装参数标定前提条件要求苛刻、人机交互界面有待优化等问题。