专利名称：声波成像装置和声波成像方法
技术领域：
本发明涉及一种声波成像装置和声波成像方法。
背景技术：
使用声波(诸如超声波)产生物体内部的三维结构图像的声波成像装置(在使用超声波的情况下，超声波成像装置)作为产生很少副作用的便宜的医学图像诊断装置被广泛用于医学领域中。由于声波成像技术的改进，医学图像诊断装置的性能毎年改进。作为进一步改进性能的一种技术，使用CMP (功率的约束最小化)方法的图像重构技术正在研究中。CMP方法是作为一种自适应天线技术而被开发的信号处理技术。CMP方法是这种的接收方法，所述方法在来自所期望的方向的无线电波的接收增益必须恒定的约束下自适应地调整接收的方向性，以便一直使所有的接收信号(包括干渉波)的功率最小。根据该方法，因为可使干渉波的功率与接收功率的比率最小，所以可接收到具有良好SN比的信号。 自适应天线技术基于使用由多个接收元件构成的阵列天线的假设，并且CMP方法的具体计算通常如下。假设阵列天线的η个数量的接收元件的接收信号是复信号形式的x[k，t](k=l, 2,…，η)。假设η个数量的复数的权重是w[k] (k=l，2，· · ·，n)。在这种情况下，阵列天线的输出s[t]可由表达式⑴给出。数学式I^ w=X {た]* ズ[m…(1)
k瞬时接收功率P [t]由表达式(2)给出。变量的右肩处的星号(”表示复共轭。数学式2
2
_2] PW=^…(2)
2k如果用于CMP方法的接收功率P被定义为预先确定的时间内的瞬时接收功率P [t]的积分值，则接收功率P由表达式(3)以向量形式给出。数学式3Σ^]
t
2- ΣΣ<んィ·对M
ノ t k
权利要求
1.一种声波成像装置，包括 多个声波接收元件，每个声波接收元件接收从物体发射的声波，并且将所述声波转换为接收信号； 相位对准单元，其使从所述多个声波接收元件获得的多个接收信号的相位对准； 复信号获取单元，其从通过所述相位对准单元获得的相位对准的接收信号产生复信号，并且获取多个复信号； 相关矩阵计算单元，其计算所述多个复信号的相关矩阵；和 电功率计算单元，其使用所述相关矩阵和预先确定的约束向量来计算所述接收信号的约束最小功率， 其中， 所述相关矩阵计算单元以预先确定的周期计算所述相关矩阵，并且顺序地将所计算的相关矩阵输出到所述电功率计算单元，并且 所述电功率计算单元通过使用所输出的相关矩阵来并行地计算多个约束最小功率，所述多个约束最小功率分别对应于所输出的相关矩阵。
2.根据权利要求I所述的声波成像装置，其中， N>=Tp/Tm 成立， 其中，Tm是计算所述相关矩阵的相关矩阵计算单元的周期，Tp是从当所述电功率计算单元接收所述相关矩阵的输入时到当所述电功率计算单元计算约束最小功率并且输出该功率时的时间，N是所述电功率计算单元并行计算的多个约束最小功率的数量。
3.根据权利要求I所述的声波成像装置， 其中，所述相关矩阵计算单元以5MHz或更快的周期计算所述相关矩阵。
4.根据权利要求I至3中的任一项所述的声波成像装置， 其中，当计算所述约束最小功率时，所述电功率计算单元执行QR分解处理和后退代入处理。
5.根据权利要求4所述的声波成像装置， 其中，所述电功率计算单元通过数字电路至少执行所述QR分解处理。
6.根据权利要求4所述的声波成像装置， 其中，所述电功率计算单元通过流水线型电路执行所述QR分解处理和所述后退代入处理中的至少一个。
7.根据权利要求I所述的声波成像装置，其中， 所述电功率计算单元基于所述相关矩阵和预先确定的约束向量来确定分别应用于所述多个复信号的权重向量，并且计算所述接收信号的约束最小功率。
8.根据权利要求I至7中的任一项所述的声波成像装置， 其中，所述声波是通过所述声波接收元件发送的声波，并且在所述物体内部被反射。
9.根据权利要求I至7中的任一项所述的声波成像装置， 其中，所述声波是当所述物体吸收从光源辐射的光时所产生的光声波。
10.一种声波成像方法，包括 接收步骤，其通过多个声波接收元件中的每个接收从物体内发射的声波，并且将所述声波转换为多个接收信号；相位对准步骤，其使从所述多个声波接收元件获得的所述多个接收信号的相位对准；复信号获取步骤，其从在所述相位对准步骤中获得的相位对准的接收信号产生复信号，并且获取多个复信号； 相关矩阵计算步骤，其计算所述多个复信号的相关矩阵；和 电功率计算步骤，其使用所述相关矩阵和预先确定的约束向量计算所述接收信号的约束最小功率， 其中， 在所述相关矩阵计算步骤中，以预先确定的周期计算所述相关矩阵，并且顺序地输出所述相关矩阵，并且 在所述电功率计算步骤中，通过使用所输出的相关矩阵来并行地计算多个约束最小功率，所述多个约束最小功率分别对应于所输出的相关矩阵。
全文摘要
一种声波成像装置具有相位对准单元(9)，其使通过多个声波接收元件(5)获得的接收信号的相位对准；复信号获取单元(21)，其从所述相位对准的接收信号产生复信号；相关矩阵计算单元(22)，其计算所述复信号的相关矩阵；和电功率计算单元(24a、24b、24c、24d)，其使用所述相关矩阵和预先确定的约束向量计算所述接收信号的约束最小功率，其中，所述相关矩阵计算单元(22)以预先确定的周期计算所述相关矩阵，并且以预先确定的周期顺序地将所计算的相关矩阵输出到所述电功率计算单元(24a、24b、24c、24d)，并且所述电功率计算单元(24a、24b、24c、24d)通过使用所计算的相关矩阵来并行地计算多个约束最小功率，所述多个约束最小功率分别对应于所述相关矩阵。
文档编号A61B8/14GK102834707SQ20118001826
公开日2012年12月19日 申请日期2011年3月28日 优先权日2010年4月12日
发明者依田晴夫, 长永兼一 申请人:佳能株式会社