專利名稱：聲波成像裝置和聲波成像方法
技術(shù)領(lǐng)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(shù)：
使用聲波(諸如超聲波)產(chǎn)生物體內(nèi)部的三維結(jié)構(gòu)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(xué)圖像診斷裝置被廣泛用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中。由于聲波成像技術(shù)的改進(jìn)，醫(yī)學(xué)圖像診斷裝置的性能毎年改進(jìn)。作為進(jìn)一步改進(jìn)性能的一種技術(shù)，使用CMP (功率的約束最小化)方法的圖像重構(gòu)技術(shù)正在研究中。CMP方法是作為一種自適應(yīng)天線技術(shù)而被開發(fā)的信號處理技術(shù)。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(yīng)地調(diào)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?yàn)榭墒垢蓽h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(yīng)天線技術(shù)基于使用由多個(gè)接收元件構(gòu)成的陣列天線的假設(shè)，并且CMP方法的具體計(jì)算通常如下。假設(shè)陣列天線的η個(gè)數(shù)量的接收元件的接收信號是復(fù)信號形式的x[k，t](k=l, 2,…，η)。假設(shè)η個(gè)數(shù)量的復(fù)數(shù)的權(quán)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(dá)式⑴給出。數(shù)學(xué)式I^ w=X {た]* ズ[m…(1)
k瞬時(shí)接收功率P [t]由表達(dá)式(2)給出。變量的右肩處的星號(”表示復(fù)共軛。數(shù)學(xué)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(yù)先確定的時(shí)間內(nèi)的瞬時(shí)接收功率P [t]的積分值，則接收功率P由表達(dá)式(3)以向量形式給出。數(shù)學(xué)式3Σ^]
t
2- ΣΣ<ん?！
ノ t k
權(quán)利要求
1.一種聲波成像裝置，包括 多個(gè)聲波接收元件，每個(gè)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(zhuǎn)換為接收信號； 相位對準(zhǔn)單元，其使從所述多個(gè)聲波接收元件獲得的多個(gè)接收信號的相位對準(zhǔn)； 復(fù)信號獲取單元，其從通過所述相位對準(zhǔn)單元獲得的相位對準(zhǔn)的接收信號產(chǎn)生復(fù)信號，并且獲取多個(gè)復(fù)信號； 相關(guān)矩陣計(jì)算單元，其計(jì)算所述多個(gè)復(fù)信號的相關(guān)矩陣；和 電功率計(jì)算單元，其使用所述相關(guān)矩陣和預(yù)先確定的約束向量來計(jì)算所述接收信號的約束最小功率， 其中， 所述相關(guān)矩陣計(jì)算單元以預(yù)先確定的周期計(jì)算所述相關(guān)矩陣，并且順序地將所計(jì)算的相關(guān)矩陣輸出到所述電功率計(jì)算單元，并且 所述電功率計(jì)算單元通過使用所輸出的相關(guān)矩陣來并行地計(jì)算多個(gè)約束最小功率，所述多個(gè)約束最小功率分別對應(yīng)于所輸出的相關(guān)矩陣。
2.根據(jù)權(quán)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(jì)算所述相關(guān)矩陣的相關(guān)矩陣計(jì)算單元的周期，Tp是從當(dāng)所述電功率計(jì)算單元接收所述相關(guān)矩陣的輸入時(shí)到當(dāng)所述電功率計(jì)算單元計(jì)算約束最小功率并且輸出該功率時(shí)的時(shí)間，N是所述電功率計(jì)算單元并行計(jì)算的多個(gè)約束最小功率的數(shù)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聲波成像裝置， 其中，所述相關(guān)矩陣計(jì)算單元以5MHz或更快的周期計(jì)算所述相關(guān)矩陣。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中的任一項(xiàng)所述的聲波成像裝置， 其中，當(dāng)計(jì)算所述約束最小功率時(shí)，所述電功率計(jì)算單元執(zhí)行QR分解處理和后退代入處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聲波成像裝置， 其中，所述電功率計(jì)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(quán)利要求4所述的聲波成像裝置， 其中，所述電功率計(jì)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(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聲波成像裝置，其中， 所述電功率計(jì)算單元基于所述相關(guān)矩陣和預(yù)先確定的約束向量來確定分別應(yīng)用于所述多個(gè)復(fù)信號的權(quán)重向量，并且計(jì)算所述接收信號的約束最小功率。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中的任一項(xiàng)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(nèi)部被反射。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至7中的任一項(xiàng)所述的聲波成像裝置， 其中，所述聲波是當(dāng)所述物體吸收從光源輻射的光時(shí)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(gè)聲波接收元件中的每個(gè)接收從物體內(nèi)發(fā)射的聲波，并且將所述聲波轉(zhuǎn)換為多個(gè)接收信號；相位對準(zhǔn)步驟，其使從所述多個(gè)聲波接收元件獲得的所述多個(gè)接收信號的相位對準(zhǔn)；復(fù)信號獲取步驟，其從在所述相位對準(zhǔn)步驟中獲得的相位對準(zhǔn)的接收信號產(chǎn)生復(fù)信號，并且獲取多個(gè)復(fù)信號； 相關(guān)矩陣計(jì)算步驟，其計(jì)算所述多個(gè)復(fù)信號的相關(guān)矩陣；和 電功率計(jì)算步驟，其使用所述相關(guān)矩陣和預(yù)先確定的約束向量計(jì)算所述接收信號的約束最小功率， 其中， 在所述相關(guān)矩陣計(jì)算步驟中，以預(yù)先確定的周期計(jì)算所述相關(guān)矩陣，并且順序地輸出所述相關(guān)矩陣，并且 在所述電功率計(jì)算步驟中，通過使用所輸出的相關(guān)矩陣來并行地計(jì)算多個(gè)約束最小功率，所述多個(gè)約束最小功率分別對應(yīng)于所輸出的相關(guān)矩陣。
全文摘要
一種聲波成像裝置具有相位對準(zhǔn)單元(9)，其使通過多個(gè)聲波接收元件(5)獲得的接收信號的相位對準(zhǔn)；復(fù)信號獲取單元(21)，其從所述相位對準(zhǔn)的接收信號產(chǎn)生復(fù)信號；相關(guān)矩陣計(jì)算單元(22)，其計(jì)算所述復(fù)信號的相關(guān)矩陣；和電功率計(jì)算單元(24a、24b、24c、24d)，其使用所述相關(guān)矩陣和預(yù)先確定的約束向量計(jì)算所述接收信號的約束最小功率，其中，所述相關(guān)矩陣計(jì)算單元(22)以預(yù)先確定的周期計(jì)算所述相關(guān)矩陣，并且以預(yù)先確定的周期順序地將所計(jì)算的相關(guān)矩陣輸出到所述電功率計(jì)算單元(24a、24b、24c、24d)，并且所述電功率計(jì)算單元(24a、24b、24c、24d)通過使用所計(jì)算的相關(guān)矩陣來并行地計(jì)算多個(gè)約束最小功率，所述多個(gè)約束最小功率分別對應(yīng)于所述相關(guān)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(quán)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(huì)社