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(kāi)發(fā)的信號(hào)處理技術(shù)。CMP方法是這種的接收方法，所述方法在來(lái)自所期望的方向的無(wú)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(hào)(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(hào)。 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(hào)是復(fù)信號(hào)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(hào)(”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^]
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2- ΣΣ<ん?！?duì)M
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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(hào)； 相位對(duì)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(hào)的相位對(duì)準(zhǔn)； 復(fù)信號(hào)獲取單元，其從通過(guò)所述相位對(duì)準(zhǔn)單元獲得的相位對(duì)準(zhǔn)的接收信號(hào)產(chǎn)生復(fù)信號(hào)，并且獲取多個(gè)復(fù)信號(hào)； 相關(guān)矩陣計(jì)算單元，其計(jì)算所述多個(gè)復(fù)信號(hào)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(lái)計(jì)算所述接收信號(hào)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(guò)使用所輸出的相關(guān)矩陣來(lái)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(duì)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(guò)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(guò)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(lái)確定分別應(yīng)用于所述多個(gè)復(fù)信號(hào)的權(quán)重向量，并且計(jì)算所述接收信號(hào)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(guò)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(guò)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(hào)；相位對(duì)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(hào)的相位對(duì)準(zhǔn)；復(fù)信號(hào)獲取步驟，其從在所述相位對(duì)準(zhǔn)步驟中獲得的相位對(duì)準(zhǔn)的接收信號(hào)產(chǎn)生復(fù)信號(hào)，并且獲取多個(gè)復(fù)信號(hào)； 相關(guān)矩陣計(jì)算步驟，其計(jì)算所述多個(gè)復(fù)信號(hào)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(hào)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(guò)使用所輸出的相關(guān)矩陣來(lái)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(duì)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(duì)準(zhǔn)單元(9)，其使通過(guò)多個(gè)聲波接收元件(5)獲得的接收信號(hào)的相位對(duì)準(zhǔn)；復(fù)信號(hào)獲取單元(21)，其從所述相位對(duì)準(zhǔn)的接收信號(hào)產(chǎn)生復(fù)信號(hào)；相關(guān)矩陣計(jì)算單元(22)，其計(jì)算所述復(fù)信號(hào)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(hào)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(guò)使用所計(jì)算的相關(guān)矩陣來(lái)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(duì)應(yīng)于所述相關(guān)矩陣。
文檔編號(hào)A61B8/14GK102834707SQ20118001826
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)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(zhǎng)永兼一 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社