專利名稱：聲波成像裝置和聲波成像方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種聲波成像裝置和聲波成像方法。
背景技術：
使用聲波(諸如超聲波)產(chǎn)生物體內部的三維結構圖像的聲波成像裝置(在使用超聲波的情況下，超聲波成像裝置)作為產(chǎn)生很少副作用的便宜的醫(yī)學圖像診斷裝置被廣泛用于醫(yī)學領域中。由于聲波成像技術的改進，醫(yī)學圖像診斷裝置的性能毎年改進。作為進一步改進性能的一種技術，使用CMP (功率的約束最小化)方法的圖像重構技術正在研究中。CMP方法是作為一種自適應天線技術而被開發(fā)的信號處理技術。CMP方法是這種的接收方法，所述方法在來自所期望的方向的無線電波的接收增益必須恒定的約束下自適應地調整接收的方向性，以便一直使所有的接收信號(包括干渉波)的功率最小。根據(jù)該方法，因為可使干渉波的功率與接收功率的比率最小，所以可接收到具有良好SN比的信號。 自適應天線技術基于使用由多個接收元件構成的陣列天線的假設，并且CMP方法的具體計算通常如下。假設陣列天線的η個數(shù)量的接收元件的接收信號是復信號形式的x[k，t](k=l, 2,…，η)。假設η個數(shù)量的復數(shù)的權重是w[k] (k=l，2，· · ·，n)。在這種情況下，陣列天線的輸出s[t]可由表達式⑴給出。數(shù)學式I^ w=X {た]* ズ[m…(1)
k瞬時接收功率P [t]由表達式(2)給出。變量的右肩處的星號(”表示復共軛。數(shù)學式2
2
_2] PW=^…(2)
2k如果用于CMP方法的接收功率P被定義為預先確定的時間內的瞬時接收功率P [t]的積分值，則接收功率P由表達式(3)以向量形式給出。數(shù)學式3Σ^]
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2- ΣΣ<ん?！
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權利要求
1.一種聲波成像裝置，包括 多個聲波接收元件，每個聲波接收元件接收從物體發(fā)射的聲波，并且將所述聲波轉換為接收信號； 相位對準單元，其使從所述多個聲波接收元件獲得的多個接收信號的相位對準； 復信號獲取單元，其從通過所述相位對準單元獲得的相位對準的接收信號產(chǎn)生復信號，并且獲取多個復信號； 相關矩陣計算單元，其計算所述多個復信號的相關矩陣；和 電功率計算單元，其使用所述相關矩陣和預先確定的約束向量來計算所述接收信號的約束最小功率， 其中， 所述相關矩陣計算單元以預先確定的周期計算所述相關矩陣，并且順序地將所計算的相關矩陣輸出到所述電功率計算單元，并且 所述電功率計算單元通過使用所輸出的相關矩陣來并行地計算多個約束最小功率，所述多個約束最小功率分別對應于所輸出的相關矩陣。
2.根據(jù)權利要求I所述的聲波成像裝置，其中， N>=Tp/Tm 成立， 其中，Tm是計算所述相關矩陣的相關矩陣計算單元的周期，Tp是從當所述電功率計算單元接收所述相關矩陣的輸入時到當所述電功率計算單元計算約束最小功率并且輸出該功率時的時間，N是所述電功率計算單元并行計算的多個約束最小功率的數(shù)量。
3.根據(jù)權利要求I所述的聲波成像裝置， 其中，所述相關矩陣計算單元以5MHz或更快的周期計算所述相關矩陣。
4.根據(jù)權利要求I至3中的任一項所述的聲波成像裝置， 其中，當計算所述約束最小功率時，所述電功率計算單元執(zhí)行QR分解處理和后退代入處理。
5.根據(jù)權利要求4所述的聲波成像裝置， 其中，所述電功率計算單元通過數(shù)字電路至少執(zhí)行所述QR分解處理。
6.根據(jù)權利要求4所述的聲波成像裝置， 其中，所述電功率計算單元通過流水線型電路執(zhí)行所述QR分解處理和所述后退代入處理中的至少一個。
7.根據(jù)權利要求I所述的聲波成像裝置，其中， 所述電功率計算單元基于所述相關矩陣和預先確定的約束向量來確定分別應用于所述多個復信號的權重向量，并且計算所述接收信號的約束最小功率。
8.根據(jù)權利要求I至7中的任一項所述的聲波成像裝置， 其中，所述聲波是通過所述聲波接收元件發(fā)送的聲波，并且在所述物體內部被反射。
9.根據(jù)權利要求I至7中的任一項所述的聲波成像裝置， 其中，所述聲波是當所述物體吸收從光源輻射的光時所產(chǎn)生的光聲波。
10.一種聲波成像方法，包括 接收步驟，其通過多個聲波接收元件中的每個接收從物體內發(fā)射的聲波，并且將所述聲波轉換為多個接收信號；相位對準步驟，其使從所述多個聲波接收元件獲得的所述多個接收信號的相位對準；復信號獲取步驟，其從在所述相位對準步驟中獲得的相位對準的接收信號產(chǎn)生復信號，并且獲取多個復信號； 相關矩陣計算步驟，其計算所述多個復信號的相關矩陣；和 電功率計算步驟，其使用所述相關矩陣和預先確定的約束向量計算所述接收信號的約束最小功率， 其中， 在所述相關矩陣計算步驟中，以預先確定的周期計算所述相關矩陣，并且順序地輸出所述相關矩陣，并且 在所述電功率計算步驟中，通過使用所輸出的相關矩陣來并行地計算多個約束最小功率，所述多個約束最小功率分別對應于所輸出的相關矩陣。
全文摘要
一種聲波成像裝置具有相位對準單元(9)，其使通過多個聲波接收元件(5)獲得的接收信號的相位對準；復信號獲取單元(21)，其從所述相位對準的接收信號產(chǎn)生復信號；相關矩陣計算單元(22)，其計算所述復信號的相關矩陣；和電功率計算單元(24a、24b、24c、24d)，其使用所述相關矩陣和預先確定的約束向量計算所述接收信號的約束最小功率，其中，所述相關矩陣計算單元(22)以預先確定的周期計算所述相關矩陣，并且以預先確定的周期順序地將所計算的相關矩陣輸出到所述電功率計算單元(24a、24b、24c、24d)，并且所述電功率計算單元(24a、24b、24c、24d)通過使用所計算的相關矩陣來并行地計算多個約束最小功率，所述多個約束最小功率分別對應于所述相關矩陣。
文檔編號A61B8/14GK102834707SQ20118001826
公開日2012年12月19日 申請日期2011年3月28日 優(yōu)先權日2010年4月12日
發(fā)明者依田晴夫, 長永兼一 申請人:佳能株式會社