CN106999089A - 用于在电子设备中分析身体组织层的装置和方法 - Google Patents

用于在电子设备中分析身体组织层的装置和方法 Download PDF

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Abstract

一种电子设备，包括接收器，所述接收器被配置为接收从对象反射的信号；以及控制器，所述控制器被配置为基于所述信号和所述电子设备的多个位置生成与所述对象的至少一个组织层对应的信息，其中所述多个位置在电子设备移动时被确定。

Description

用于在电子设备中分析身体组织层的装置和方法
技术领域
本公开涉及在电子设备中分析身体组织层。
背景技术
个性化地监测健康参数对于每个人来说有重要的优先级：身体脂肪量监测、用于肿瘤检测的头部成像系统、用于乳腺癌的胸部成像系统、心脏功能和血管运动分析等对于医疗保健来说是至关重要的。
据说中心型肥胖引起与生活方式有关的疾病，例如，糖尿病、高血压和高脂血症。可以通过监测内脏脂肪、或积聚在腹部肌肉和背部肌肉内侧的内脏器官周围且与位于靠近躯干区域表面的皮下脂肪不同的脂肪来有效地防止中心型肥胖。
到目前为止，没有在家里定期监测脂肪厚度的电器。医学成像利用3D重建系统，其需要复杂且昂贵的硬件及处理算法实现方式。需要可以以毫米精度检测脂肪厚度的变化并且可被用于日常个人使用的新方法。由于大量的研究已证实对于肥胖症状的早期检测可以导致最有效的治疗，因而需要脂肪监测系统。
在美国专利No.7,725,150 B2中，描述了被称为微功率脉冲传感器的UWB传感器的变体，其与先进的信号处理技术结合以提供包括频谱分析的新型医学成像技术以及现代统计过滤技术来搜索、获取、跟踪或询问生理数据。诸如US 7,725,150 B2的现有实施方案的缺点可能包括以下内容：
接收器由基带脉冲串的延迟版本触发；深度信息分析需要在延迟范围内连续扫描延迟值。需要对每个延迟值进行数据处理和统计过滤，因此该过程是耗时的。用于生理数据提取的方法需要UWB传感器在皮肤表面上的固定位置。不支持沿身体器官的表面扫描生理数据。
该设备应固定放置在感兴趣的区域上并且在时域上重建生命(vital)信号。
由于身体器官深度扫描过程(测距模式)和UWB传感器相对于表面的机械位移之间未提供同步，所以UWB传感器的位移会中断测量。因此，不支持沿身体器官的表面扫描生理数据。在这种情况下，不能重建3D或2D中的组织结构图像。
在UWB传感器沿着人体表面连续移动期间，不能够测量生理参数。
在美国专利No.8,089,396 B2中描述了用于UWB传感器中的体(volume)可视化方法及其系统。该专利描述了用于测量结果处理和3D数据表示的方法。
US 8,089,396的以下缺点限制了其适用性：
UWB传感器相对于可视化体的固定位置限制了3D可视化的分辨率。仅在天线阵列结构具有与待可视化的整个体相同的大小时可获得可接受的分辨率。因此，脂肪扫描任务将需要相比于整个人体大小的庞大的设备尺寸。
所公开的UWB传感器的接收天线阵列由于遮蔽效应而不能从位于其侧面处的对象接收信号。因此，不可能与人体直接接触地使用US 8,089,396的UWB传感器。
由于所提及的缺点，US 8,089,396中提出的方法对于本公开中所公开的应用不是最佳的。
在专利文献JP5224454中，多个发送和接收天线被固定在固定测试体周围的预定位置中。身体组织必须紧紧地放置在该测试体之内。人体模体(phantom)组织用于JP5224454的测量系统的校准。在校准期间，测试体完全被用人体模体组织填充。
JP5224454的以下缺点限制了其适用性：
天线结构应具有与成像下的身体器官相同的大小。因此，脂肪扫描任务将需要相比于人体大小的庞大的设备尺寸。
在测量之前，需要利用人体模体组织进行在家庭条件下无法进行的校准。
固定的测试体应具有对应的人体部位的特定尺寸。因此，在各种身体部位(即，腹部、腿部、手部、颈部)处的脂肪测量是不可能的。
请求保护了癌组织检测；但是，正常组织厚度测量是完全不同的任务，其需要另一测量方法。
在专利申请文件US 2010/0274145 A1中描述了使用UWB医疗传感器的胎儿和/或母体监测设备、系统及方法。该设备的主要应用是检测生命信号。以下缺点限制了其对组织结构可视化的应用：
该装置应被固定放置在感兴趣的区域上并且在时域中重建生命信号。
接收器由基带脉冲串的延迟版本触发；深度信息分析需要在延迟范围内连续扫描延迟值。需要对每个延迟值进行数据处理和统计过滤，从而该过程是耗时的。用于生理数据提取的方法需要UWB传感器在皮肤表面上的固定位置。
由于身体器官深度扫描过程(测距模式)和UWB传感器相对于表面的机械位移之间未提供同步，所以UWB传感器的位移会中断测量。因此，不支持沿身体器官表面扫描生理数据。在这种情况下，不能重建3D或2D中的组织结构图像。
在UWB传感器沿着人体表面连续移动期间，不可能测量生理参数。
几种算法可用于从收集的数据中重建2D或3D图像。在各种文献中描述了许多重建算法，例如，Jack E.Bridges等人的美国专利No.6,061,589、Lopez-Sanchez，J.M、Fortuny-Guasch，1.的“3-D Radar Imaging using Range Migration Techniques”，ISSN 0018-926X(IEEE Transactions on Antennas and Propagation，vol.48，no.5，May 2000)。这些算法使用其天线辐射图案(pattern)、基于远场区域中的天线特征，并且不适用于在组织层内感应的近场电磁波的分析。
发明内容
[问题的解决方案]
根据示例实施例的一方面，电子设备包括：接收器，所述接收器被配置为接收从对象反射的信号；以及控制器，所述控制器被配置为基于所述信号和所述电子设备的多个位置生成与所述对象的至少一个组织层相对应的信息，其中在所述电子设备移动时确定所述多个位置。
所述对象可以包括身体，其中所述至少一个组织层可以包括肌肉、皮肤和脂肪中的至少一种，并且其中所述信息可以包括与所述至少一个组织层相关联的厚度。
所述电子设备还可以包括：发送器，被配置为在所述电子设备沿所述对象的表面移动时将所述信号辐射到对象。
所述电子设备还可以包括：运动传感器，被配置为在所述电子设备移动时确定所述多个位置。
所述电子设备还可以包括：显示器，被配置为显示表示所述信息的图像。
所述电子设备还可以包括：通信器，被配置为将所述信息发送到另一电子设备。
所述电子设备还可以包括：至少一个天线，被配置为辐射信号并且检测从对象反射的信号，并且所述至少一个天线可以包括柔性材料。
所述电子设备还可以包括：基准耦合器，被配置为生成用于与所述信号相关联的信号延迟有关的校准的标记信号。
所述控制器还可以被配置为测量所述信号的幅度衰减和相位延迟。
所述信息可以基于所述信号的幅度衰减和相位延迟、以及与至少一个组织层的厚度相对应的信号衰减的估计而生成。
根据示例实施例的另一方面，一种用于操作电子设备的方法，包括：接收从对象反射的信号；以及基于所述信号和所述电子设备的多个位置生成与所述对象的至少一个组织层相对应的信息，其中在所述电子设备移动时确定所述多个位置。
所述对象可以包括身体，并且所述至少一个组织层可以包括肌肉、皮肤和脂肪中的至少一种，并且所述信息可以包括与所述至少一个组织层相关联的厚度。
该方法还可以包括：当所述电子设备沿所述对象的表面移动时，将所述信号辐射到对象。
该方法还可以包括：在所述电子设备移动时确定所述多个位置。
该方法还可以包括：显示表示所述信息的图像。
该方法还可以包括将所述信息发送到另一电子设备。
所述信号可以通过至少一个天线来辐射和检测，并且所述至少一个天线可以包括柔性材料。
该方法还可以包括：生成用于与所述信号相关联的信号延迟有关的校准的标记信号。
该方法还可以包括：测量所述信号的幅度衰减和相位延迟。
所述信息可以基于所述信号的幅度衰减和相位延迟以及与所述至少一个组织层的厚度相对应的信号衰减的估计而生成。
本公开公开了微波组织层侧貌确定及成像设备，其使得能够用于身体组织层重建的二维(2D)或三维(3D)“部分”对象结构成像。本发明还公开了微波成像设备，其显示内脏脂肪和皮下脂肪的区域，并且以直观的形式提供检查结果以便于理解。
超宽带(UWB)医疗保健或医疗应用监测设备能够沿着表面进行非侵入性身体组织层厚度侧貌测量，所述监测设备包括包含微波超宽带发送和接收天线的UWB微波传感器。
本发明的一方面涉及一种用于确定身体组织层的侧貌的超宽带设备，该设备包括：用于在身体上的多个位置处获得组织参数信息的超宽带传感器，所述超宽带传感器适于使用超宽带传感器的发送天线将微波信号发送到身体内，并且通过超宽带传感器的接收天线接收来自身体的反射微波信号；运动传感器，用于在超宽带传感器沿身体表面移动期间检测所述多个位置；以及控制器，用于基于超宽带传感器移动期间的所述多个位置处的超宽带传感器信号并且基于所述多个位置处的运动传感器信号来生成沿身体表面的组织参数信息，并且用于基于所述组织参数信息确定身体组织层的侧貌。
附加方面公开了所述运动传感器能够测量在超宽带传感器沿身体表面移动期间获得的超宽带传感器的坐标；所述设备还被配置用于使用显示器对所述组织参数信息或身体组织层的侧貌进行成像；所述超宽带传感器还包括发送器块、接收器块；所述发送器块意图用于生成传导到所述发送天线的连续波步进频率或类噪声的超宽带频谱信号；所述发送器块意图用于生成传导到所述发送天线的脉冲或啁啾脉冲超宽带频谱信号；所述发送天线意图用于将发送信号辐射到身体中；所述发送天线被配置为使边界天线处到身体皮肤的反射最小化；所述接收天线意图用于接收来自身体的反射信号；所述发送天线被配置为使边界天线处到身体皮肤的反射最小化；所述超宽带传感器被放置在接近身体表面，但不一定与皮肤直接接触；所述发送和接收天线适于通过对发送和反射信号的近场聚焦来定义空间分辨率；基准耦合器连接到所述发送天线和接收天线，并且意图用于将标记信号发送到接收天线；所述标记信号意图用于校准超宽带传感器内的微波信号延迟，并且将皮肤表面识别为“零”深度水平；所述基准耦合器形成为具有定义的介电属性和厚度的材料；所述材料位于天线和身体表面之间；所述接收器块旨在用于检测接收信号相比发送信号的幅度衰减和相位延迟；所述控制器旨在用于在移动设备沿着身体表面移动期间同步发送器块、接收器块并且获取反射信号数据的振幅衰减和相位延迟；所述运动传感器意图用于在超宽带传感器沿身体表面移动期间将超宽带传感器的位置坐标发送到所述控制器；所述控制器旨在用于使用反射信号的衰减和相位延迟以及在超宽带传感器沿身体表面移动期间的多个位置处测量的超宽带传感器的坐标来重建活体组织层侧貌；所述控制器被配置用于使用傅立叶、逆滤波、倒谱或相关数据处理方法来执行活体组织层侧貌的重建；所述控制器旨在考虑到超宽带传感器的不均匀和不连续的运动而重建活体组织层侧貌；所述控制器旨在实时调谐发送器块和接收器块的操作频率范围，从而配置活体组织层侧貌确定的最大深度；发送天线和接收天线功能由单个天线执行；发送天线和接收天线一起放置在单个配件中并且不能彼此相对移动；发送天线和接收天线使用诸如柔性印刷电路板(FPCB)、铟锡氧化物膜等柔性材料制造；所述发送天线和接收天线可相对于彼此柔性地移动；所述设备被配置用于在超宽带传感器沿着身体表面手动移动期间其表面对身体的适形适应；所述发送天线和接收天线被配置为彼此相对移动，从而提高了用于确定活体组织层侧貌和层厚度测量的测量精度；所述显示器被配置用于将测量结果指示为2D和/或3D图像样式的活体组织结构的横截面和/或活体组织的厚度侧貌图；所述控制器旨在用于某一类的活体组织(如，脂肪组织、或皮肤组织、或肌肉组织、或它们的全部)的厚度测量；所述设备被嵌入到消费电子设备，如智能手机、平板计算机或任何其它可穿戴或移动设备；所述控制器被嵌入作为嵌入到消费电子设备中的数据处理块的一部分；所述设备被实现为独立设备。
本发明的另一方面涉及一种非接触式确定身体组织层的侧貌的方法，所述方法包括使用控制器将微波信号生成为超宽带频谱信号；使用超宽带传感器的发送天线将微波信号发送到身体中；通过超宽带传感器的接收天线接收来自身体的反射微波信号；沿着活体的表面移动超宽带传感器；确定所述超宽带传感器的多个位置；当所述超宽带传感器沿着身体表面移动时，使用所述控制器确定所述多个位置处的反射微波信号的幅度和相位频率特性；使用关于超宽带传感器的多个位置的信息以及关于多个位置处的幅度和相位频率特性的信息来确定身体组织层的侧貌；其中在超宽带传感器在身体表面上连续移动期间的多个位置处执行微波信号的发送和接收；并且通过来自超宽带传感器的移动期间的多个位置的累积测量来执行身体组织层的侧貌的确定。
附加方面公开了该方法还包括使用显示器对所确定的身体组织层的侧貌进行成像。
技术结果是感兴趣区域的简化定义，简化了所选区域中身体参数确定，提高了所选区域中身体参数的测量速度，提高了获取的数据分析速度。
指示出被研究的身体部位的以下数据：每个身体部位内各自的身体脂肪百分比、体脂分配、身体脂肪量。在2D或3D图像中指示出脂肪量分配。
发明的技术结果通过使用能够容易地沿着身体表面移动的超宽带传感器与用于检测超宽带传感器的位置的运动传感器相结合来实现。然后来自超宽带传感器和运动传感器的数据用于确定身体组织层的侧貌并且对组织参数进行成像。
附图说明
图1示出了根据示例实施例的电子设备的结构。
图2A示出了根据示例实施例的以设备的组合的形式实现的电子设备的结构。
图2B示出了根据示例实施例的以独立形式实现的电子设备的结构。
图3示出了根据示例实施例的电子设备的操作。
图4示出了根据示例实施例的电子设备沿身体表面的移动。
图5示出了根据示例实施例的身体组织的横截面和测量过程期间的电子设备的移动。
图6示出了根据示例实施例的用于三维(3D)图像重建所需的电子设备沿身体表面的手动螺旋形或锯齿形移动。
图7A和图7B示出了根据示例实施例的发送信号到身体中的辐射，该身体的横截面在发送天线的中心处拍摄。
图8示出了根据示例实施例的针对身体形状的传感器的适形适应(conformaladaptation)。
图9示出了根据示例实施例的用于估计传感器的最大测量深度的3D模拟模型。
图10A至图10C示出了根据示例实施例的对皮肤、脂肪和肌肉组织的微波信号衰减的估计。
图11A示出了根据示例实施例的具有用于校准的基准耦合器的电子设备的结构。
图11B示出了根据示例实施例的具有用于校准的校准材料的电子设备的结构。
图12示出了用于身体组织层侧貌提取的测量和数据分析过程。
图13A和图13B示出了根据示例实施例的可在测量之后呈现的身体组织层结构。
图14A至图14D示出了根据示例实施例的用于脂肪体分配的3D图像重建的示例。
具体实施方式
提供了参考附图的以下描述，以帮助全面理解本公开的示例实施例和由权利要求及其等同物限定的那些示例实施例。以下描述包括各种具体细节，以帮助理解，但这些将被认为仅仅是示例性的。因此，本领域普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可以对本文所述的示例实施例进行各种改变和修改。此外，为了清楚和简明，可以省略对公知功能和结构的描述。
以下说明书和权利要求书中使用的术语和词语不限于书面含义，而仅用来使得能够清楚和一致地理解本公开。因此，本领域技术人员应当显而易见的是，本公开的示例实施例的以下描述仅提供用于说明性目的，而非限制本公开的各种示例实施例，包括由所附权利要求及其等同物限定的那些实施例。
应理解的是，除非上下文另有明确规定，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数引用。因此，例如，对“组件表面”的引用包括对一个或多个这种表面的引用。
通过术语“基本上”，意味着所描述的特征、参数或值不需要精确地实现，而是可以在不妨碍该特征意图提供的效果的量上出现包括例如容差、测量误差、测量精度限制和本领域技术人员已知的其它因素的偏差或变化。
本公开的示例实施例提供了一种用于在电子设备中分析对象的组织层的技术。各种示例实施例涉及微波传感器领域，特别是涉及非接触式UWB(超宽带)身体组织传感器，尤其是人体组织传感器，以用于确定活体组织层的侧貌(profile)和用于三维(3D)或二维(2D)医学成像以对皮肤表面下的组织结构可视化并且限定组织层厚度(例如，脂肪等)。
在下文中，示出了用于指示信号的术语、用于指示要分析的对象的术语以及用于指示电子设备的组件的术语，以便于理解。因此，本公开不限于所提及的那些术语，而可以使用其它等同术语。例如，身体可以替代地称为人体或活体。但是，各种示例实施例不限于人或生物。
示例实施例提供了一种用于在诸如智能电话或平板PC的消费者电子设备中确定身体组织层的侧貌以及组织成像和脂肪监测的处理；从而，实现医疗保健和医疗应用。尽管系统简单，但由于超宽带(UWB)信号的利用以及对小深度(约5-10cm)上的组织可视化的必要性，提供了高图像分辨率。根据雷达理论，距离(和图像)测量误差与信号带宽成反比：因此，UWB可以提供高图像分辨率。此外，与窄带信号相比，UWB信号是无害的，因为该信号能量在更宽的频带中传播。
示例实施例可以由具有集成传感器的消费者设备实现，其允许通过从在UWB传感器沿着身体的表面移动期间的一系列位置处理数据来测量组织层厚度。
图1示出了根据示例实施例的示例电子设备的结构。诸如“～单元”和“～器/机”这样的术语表示用于处理至少一个功能或操作的单元，并且可以使用硬件(例如，电路、处理器等)、软件、或硬件和软件的组合实现。
参考图1，电子设备100包括信号收发器110、传感器120、存储器130和控制器140。
信号收发器110通过至少一个天线发送无线信号，并且通过该至少一个天线接收信号。信号收发器110可以使用信号天线来发送和接收信号，或者可以使用发送天线和接收天线。信号收发器110可以包括用于发送的第一模块和用于接收的第二模块。在示例实施例中，信号收发器110向对象(例如，身体)辐射待分析的信号，并且接收从该对象反射的信号。这里，信号由预定义的值配置，并且可以是UWB信号。
传感器120测量用于确定在电子设备100的移动期间电子设备100的位置的数据。例如，传感器120可以包括至少一个感测设备，诸如，加速度计、相机等。可以根据电子设备100的状态来选择性地激活传感器120。激活的条件可以根据示例实施例而被不同地限定。在示例实施例中，当信号收发器110正操作时，传感器120可被激活。在另一示例实施例中，当电子设备100正移动时，传感器120可被激活。
存储器130存储用于操作终端的基本程序、应用程序和诸如设置信息的数据。存储器130可以被配置为易失性存储器、非易失性存储器或其组合的形式。具体地，存储器130可以存储用于分析对象的组织层的指令、由传感器120和信号收发器110估计的数据、分析的结果等。存储器130根据控制器140的请求提供所存储的数据。
控制器140控制电子设备的整体操作。例如，控制器140通过信号收发器110发送和接收信号。控制器140还控制传感器120的估计操作。此外，控制器140在存储器130中写入和读取数据。控制器140可被实现为至少一个处理器或至少一个微处理器，或者可以是任何处理器的一部分。具体地，控制器140根据下文描述的各种示例实施例来控制电子设备执行用于分析组织层的操作。控制器140可以包括用于确定电子设备的位置的位置确定器142和用于分析由信号收发器110接收的反射信号的信号分析器144。
图1中例示的电子设备100可以根据各种示例实施例分析身体的组织层。电子设备100可以被称为“传感器”或“UWB传感器”。电子设备100可被实现为第一设备和第二设备的组合，该第一设备需要来自第二设备(即，智能电话、平板计算机等)的帮助以分析组织层。电子设备100可被实现为可独立操作的设备。图2A例示了关于以组合形式实现的电子设备100的示例实施例，并且图2B例示了关于以单独形式实现的电子设备100的另一示例实施例。
图2A示出了根据示例实施例的以设备的组合的形式实现的电子设备的结构。图2A示出了具有集成的UWB感测模块220的设备210的结构和功能。即，图2B示出了设备210-智能电话、平板计算机或包括感测模块(传感器)220的任何其它可穿戴或移动设备。在示例实施例中，感测模块220嵌入到设备210中，并且利用设备210中所包含的数据处理和控制模块。
参考图2A，电子设备100包括设备210和感测模块220。设备210包括中央处理单元(CPU)211、显示器212、加速度计212和相机214。感测模块220包括发送天线222、接收天线223、发送器块224和接收器块225。
根据示例实施例，以下模块可以嵌入到设备210中：包含发送器块224和接收器块225的集成电路；与发送器块224和接收器块225连接的发送天线222和接收天线223。发送天线222和接收天线223可被设计为，例如，设备210的现有导电部件中的插槽和形状。发送天线222可以直接连接到发送器块224的输出，并且接收天线223可以直接连接到接收器块225的输入。发送器块224生成微波信号，该微波信号被导引(conduct)到发送天线222并且被发送到身体101中。从身体101反射的信号被接收天线223接收并且由接收器块225检测。接收器块225意图用于检测接收的信号相比于发送的信号的幅度衰减和相位延迟。
设备210的CPU 221用于身体组织侧貌重建。发送器块224和接收器块225的操作可以由CPU 221同步。CPU 221可以针对身体101组织的所需测量深度、功率模式和其它测量参数而自动地预设发送器块224和接收器块225。CPU 221从接收器块225接收反射信号的参数，并且计算身体101组织的结构。CPU 221与发送器块224和接收器块225之间的连接的各种实现方案可由CPU 221架构、片上系统实现方案和外围接口来定义。
设备210包括加速度计213和相机214，其连接到CPU 221并且意图用于测量相对位移。加速度计213和相机214一起用于允许最佳结果的等距深度测量。在一些示例实施例中，加速度计213或相机214可以单独使用或一起用于测量相对位移。在这些示例实施例中，加速度计213具有运动控制块的功能，其将在下面更详细地公开。来自相机214的图像数据被发送到设备210的CPU 221，使用图像处理算法提取关于相对位置变化的信息。在测量期间，设备210通过分析来自加速度计213和相机214的信息来自动检测其相对于身体101表面的移动。将位置数据从加速度计213和相机214发送到CPU 221以与相应的设备210在身体上的位置进行捆绑测量。CPU 221旨在使用反射信号的衰减和相位延迟、以及在设备210沿身体101的表面移动期间的多个位置处测量的设备210的坐标来重建活体组织层侧貌。
在设备210的显示器212上指示出测量结果。显示器212连接到CPU 221并且意图用于表示测量结果。作为数据处理的结果，CPU 221正在显示器212上指示：身体组织厚度侧貌的横截面(2D或3D)、关于在身体101上的相应位置的信息；脂肪层厚度侧貌和关于身体101的组织的其它参数。
图2B示出了根据示例实施例的以独立形式实现的示例电子设备的结构。图2B示出了作为单独设备的UWB传感器的结构和功能、以及UWB传感器在皮肤表面上的位置。
参考图2B，电子设备100包括发送天线222、接收天线223、发送器块224、接收器块225、运动控制块(MCB)256、控制块257、数据处理块(DPB)258和显示器212。
发送天线222和接收天线223与发送器块224和接收器块225连接。发送器块224和接收器块225的操作可由控制块257同步。控制块257可以针对身体101组织的所需测量深度、功率模式和其它测量参数而自动地预设发送器块224和接收器块225。控制块257从接收器块225接收反射信号的参数并且将其发送到DPB 258以计算身体101的组织的结构。
可以手动地将电子设备100沿身体101表面移动。在测量期间，电子设备100使用MCB 256自动地检测电子设备100相对于身体101表面的移动。MCB 256能够测量在电子设备100沿身体表面移动期间获得的超宽带传感器的坐标。MCB 256与DPB 258连接；MCB 256向DPB 258发送数据以与相应的电子设备100在身体上的位置进行捆绑测量。
DPB 258旨在用于使用反射信号的衰减和相位延时、以及在电子设备100沿身体101表面移动期间的多个位置处测量的移动设备的坐标来重建活体组织层侧貌。此外，DPB258可以计算身体101组织的脂肪层厚度侧貌和其它参数。
显示器212可以连接到DPB 258，并且可以意图用于表示测量结果。作为数据处理的结果，DPB 258可以向显示器212发送包含有关于身体101上的相应位置的信息的身体组织厚度侧貌的横截面(2D或3D)。
在如图2A和图2B所示的示例实施例中，电子设备100可以包括显示器(即，显示器212)，以表示对组织层的分析结果。但是，在另一示例实施例中，在电子设备100中未包含显示器。在这种情况下，为了向用户提供对组织层的分析结果，电子设备100可以将分析的结果或关于分析结果的信息发送到能够表示分析结果的外部设备。相应地，电子设备100可以包括用于向外部设备发送信号的通信器。这里，关于分析结果的信息可以是数据或图像的形式。
根据各种示例实施例，在电子设备100沿身体101的表面移动时，电子设备100分析组织层。在移动期间，从发送天线222朝向身体101辐射信号，并且在接收天线223处检测来自身体101的反射信号。也就是说，可沿表面移动的部件是发送天线222和接收天线223。因此，在一些示例实施例中，在电子设备100的结构中，仅一些组件(包括发送天线222和接收天线223)可以以可移动的形式实现。
图3示出了根据示例实施例的电子设备的操作。图3例示了用于操作电子设备100的方法。
参考图3，在步骤301，电子设备100接收被发送到对象并从该对象反射的信号。也就是说，电子设备100将测量信号发送到对象，并且接收从该对象返回的反射信号。在电子设备100移动时重复执行对反射信号的接收。这里，例如，测量信号可以是UWB信号。此外，测量信号的频带可以在工业科学和医疗(ISM)频带中。
在步骤303中，电子设备100基于反射信号生成关于该对象的组织层的信息。关于组织层的信息可以表示组织(即，肌肉、皮肤和脂肪)的厚度。此时，可以一起使用电子设备100的移动期间的位置信息，以生成关于组织层的信息。也就是说，电子设备100基于反射信号和在电子设备100移动时所估计的位置信息，来生成关于该对象的组织层的信息。
根据各种示例实施例，可以执行对各种身体部位的非接触测量。在本公开的示例实施例中，电子设备100必须放置在身体101的前方。可以检查具有任何尺寸和形状的所有身体部位(即，腹部、腿部、手部、颈部)。
活体组织具有高对比度的介电常数值。例如，脂肪组织常数可以是～4.7，而肌肉组织常数可以是～45。这种大约10倍的差异可以导致来自组织之间边界的高反射系数。基于该物理现象，本公开公开了用于测量身体的脂肪层和其它层(皮肤、肌肉)之间的边界的各种示例实施例。因此，在保持电子设备100的低的发射功率并且保持发送天线222和接收天线223的小的尺寸的同时获得良好质量的活体组织层侧貌。
测量可以通过非接触式方法进行。发送天线222和接收天线223可以紧凑地放置。但是，不必要与身体101表面的皮肤具有电接触。即，不需要与身体101皮肤直接接触。在测量期间，可以在身体101表面与天线102和103之间放置任意类型的轻薄衣物，例如T恤衫。在本公开的示例实施例中，可以沿身体101表面手动地移动电子设备100。
下面描述测量过程的示例。图4示出了电子设备100沿身体表面的移动的示例。在示例实施例中，如图4所示，电子设备100在沿路径405移动的同时执行一系列测量。相应地，电子设备100能够通过移动来形成虚拟天线。因此，使用在多个位置处得到的测量结果以及这些位置的相对坐标，来计算身体101组织的结构。该移动和测量方法实现了这样的精度，就好像电子设备100具有足够大尺寸的发送102和接收103阵列天线以同时覆盖电子设备100沿该路径移动的所有位置。也就是说，电子设备100使用该移动来形成虚拟天线。因此，各种示例实施例实现身体组织成像的显著分辨率提升而无需增加电子设备100的尺寸。
本公开的示例实施例利用MCB 256在扫描身体组织层厚度侧貌期间定位每次测量时的位置。来自电子设备100的几个不同位置的测量结果被用于对身体101组织的成像。
在图5上示出使用身体101的横截面的测量过程。图5示出了在测量过程期间身体组织的横截面和电子设备的移动。参考图5，电子设备100沿着身体皮肤表面502移动。作为示例，身体101包括皮肤层502、脂肪层503和肌肉层504。手动地将电子设备100沿皮肤502表面在方向505上移动，并且在多个位置506处进行一系列测量。对于每个位置506处的每个测量，电子设备100可以发出发送信号并且接收反射信号。由MCB 256连续地检测电子设备100的移动，并且位置信息与每个测量相关。在移动505完成之后，由DPB 258收集所有测量数据。通过DPB 258对电子设备100的多个位置的接收信号的处理参数，可以实现图像分辨率提升。
在必须重建3D图像的情况下，电子设备100可以在身体101表面上在图6所示的螺旋形或锯齿形路径607中移动。图6示出了电子设备沿身体表面的手动的螺旋或锯齿形移动的示例，其可能是3D图像重建所需要的。在这种情况下，电子设备100覆盖身体101表面上的区域并且收集足够的数据以重建身体组织的3D图像。此外，在这种情况下，MCB 256跟踪沿表面的移动并且保存多个位置的坐标。以下描述用于2D和3D重建的数据处理。
下面描述UWB传感器(即，电子设备100)的技术性示例实施例。
在本公开的各种示例实施例中，电子设备100可以使用不同类型的微波信号作为超宽带频谱信号，例如：
-UWB脉冲无线电信号：脉冲无线电与具有非常短的持续时间的基带脉冲通信，其通常在纳秒量级，从而非常薄地(thinly)传播无线电信号的能量。
-啁啾(chirp)脉冲UWB信号：啁啾可以是其频率随时间增加或减少的正弦信号。
-步进频率UWB信号：当信号频率可以以几个固定频率步长改变时的啁啾脉冲的变体。
-类噪声UWB信号：可由确定性系统生成但不具有周期性结构并且看起来像白噪声的UWB信号。
-最大长度二进制序列UWB信号：使用最大线性反馈移位寄存器生成的伪随机二进制序列的类型，其可以是长随机二进制元素集的无限重复序列。
如本领域技术人员清楚的，取决于要使用的微波信号类型，必须实现适当的信号发送和接收技术。发送器块224和接收器块225被配置为用于使用相应的超宽带频谱信号。身体组织成像的分辨率可以与要使用的信号的带宽成比例。因此，在本公开的示例实施例中，可以使用UWB信号。
例如，考虑在频带上使用连续波步进频率调制来产生UWB微波频谱。可以使用傅立叶逆变换从频谱计算时域中的接收信号。尽管该方法可以提供身体组织成像的增强型分辨率，但是灵敏度可能受到电子设备100以相同频率连续地发送和接收的这一事实的限制。从发送器块224到接收器块225的寄生耦合信号可能减小接收器块225的动态范围。因此，身体101组织的最大成像深度受到发送天线222和接收天线223的去耦的限制。
在本公开的示例实施例中，发送天线222和接收天线223通过在身体101组织的成像区域内的发送信号和反射信号的近场聚焦来配置空间分辨率。在图7A和图7B中示出了发送信号到身体101中的辐射。图7A和图7B示出了发送信号到身体101中的辐射的示例，其中在发送天线的中心处拍摄身体的横截面。
在图7A和图7B中，可以在发送天线222的中心处拍摄身体101的横截面。空气701中的电场的强度可以低于身体101中的电场的强度；发送信号的辐射710可以指向身体组织的内部层。因此，可以减少寄生背面和侧面反射。
在本公开的一些示例实施例中，发送天线222和接收天线223使用诸如柔性印刷电路板(FPCB)、铟锡氧化物膜等柔性材料制造。在该示例实施例中，发送天线222和接收天线223可以相对于彼此柔性地移动。因此，如图8所示，电子设备100可以支持对于身体的适形适应(conformal adaption)。
图8示出了传感器针对身体形状的适形适应的示例。参考图8，电子设备100的发送天线222和接收天线223沿身体101的表面柔性地移动。因此，电子设备100可以朝向关于身体101的适当方向发送和接收信号。因此，可以接收和归档或存储对区域801和802的有效分析。
由柔性材料制成的天线可以围绕身体弯曲，以在移动期间在天线和皮肤(或在一些实施例中，衣物)表面之间提供稳定的间隙厚度。在间隙厚度稳定的情况下，身体皮肤和衣物的寄生反射也可以是稳定的并且容易去除。
在各种示例实施例中，在电子设备100沿身体101表面的手动移动期间，发送天线222和接收天线223可以符合身体形状。这使得能够对身体的每个部位(即，腹部、腿部、手部、颈部)的身体组织层502、503和504进行测量，而不管每个部位的尺寸和曲率如何。柔性和刚性天线二者均可用于穿布(through-cloth)测量，而无需与皮肤电接触。此外，适形柔性天线消除了在天线和身体之间可变厚度的充气间隙的发生，从而使边界天线处对身体皮肤的反射变化最小化(使其稳定且更简单的移除)。相机可以被用于与普通PC鼠标跟踪方法类似的位置确定。因此，通过发送天线222相对于接收天线223的移动，提高了活体组织层侧貌和层厚度测量的图像重建的准确度。这种方法提供了在所研究的组织的介电属性未定义的情况下的图像重建。该情况下的介电属性可以通过常用的数据处理方法来定义。
对于本领域技术人员清楚的是，脂肪和肌肉组织的高介电常数将身体组织中的波长降低了3-7倍。因此，可以使用小型发送天线222和接收天线223有效地实现近场聚焦。
在本公开的其它示例实施例中，发送天线222和接收天线223可以一起放置在单个配件中。因此，可以实现电子设备100的最大紧凑性。此实现方案旨在用于微型设备。
可以按以下所描述来估计精度。
电子设备100的精度可以被定义为深度(或垂直)精度和水平精度。深度精度可以定义为可以分辨(resolve)的层厚度变化。该精度可以与由发送器块224生成的发送信号的中心频率处的波长成比例。如果层厚度变化大约为Ad＝λ0/3...λ0/2(其中，λ0是身体组织502至504中的波长)，则可以确信地分辨出层厚度变化。这里，ε'是介电常数。将不会分辨出小于Ad的厚度变化。例如，考虑使用中心频率f＝8GHz的UWB频谱信号和测量介电常数ε'＝40的肌肉层。然后，深度精度的理论极限可以为Ad＝0.0019m(λ＝0.0375m，λ0＝0.0059m)。
水平精度可以取决于波长λ0、身体组织层502-504的深度、以及发送天线222和接收天线223的辐射图案(pattern)。活体组织层侧貌提取的水平精度与Ah～λ0成比例。因此，如果f＝8GHz、ε'＝40，则Ah＝0.0059m。该精度足以对表面下(sub-surface)水平层的结构进行成像。
下面描述针对使用UWB传感器(即，电子设备100)测量身体组织的用户场景的示例。根据示例实施例，用于表面下身体组织层厚度侧貌的测量过程可以是：
1)用户手动拿取设备100，并且按下屏幕上的按钮“开始”按钮。在用户已按下“开始”按钮之后，设备100可以等待设备100放置在身体上。
2)用户手动将电子设备100放置在接近被检查的身体表面，并且保持紧密接触的情况下将设备100沿身体移动。
3)在紧密移动期间，电子设备100使用MCB 258跟踪其位置和行进距离。
4)当电子设备100识别到“完成”时间时，设备100使用CPU 211或DPB 258处理数据，以找到脂肪组织厚度侧貌的最终结果。之后，电子设备100在显示器212上指示获得的结果。
5)用户可以将电子设备100移动离开身体101并且观察在电子设备100的显示器212上的脂肪厚度侧貌结果。可以以与身体上的位置(包括总行进距离)有关的脂肪厚度侧貌的图形的形式描绘出结果。
电子设备100区分其在身体表面上的放置并且区分用户将其从身体表面移除的时刻或时间。从身体表面移除的时间可被识别为测量完成。例如，当将天线被放置在身体101上时，经由天线阻抗变化来实现对放置的感测。
如果用户进行2D成像或3D成像，则用户可以以不同的路径(如图4的405所示的直线或如图6的607所示的锯齿形)移动电子设备100。由于电子设备100的MCB 258可以在2个轴中检测身体上的位移，因此所有这些路径都可以由电子设备100的MCB 258进行区分。
下面描述电子设备100的最大测量深度的示例。
图9示出了用于估计传感器的最大测量深度的3D模拟模型的示例。图9示例了被设计用于根据身体组织类型和厚度估计微波信号衰减的3D模拟模型。两个天线902和903被放置在身体模体(phantom)901的相对侧。身体模体901的厚度是可变的。要在3D模拟模型中使用的天线是具有中心反馈点的蝴蝶结型。天线尺寸为10×10×2.5mm。在天线背侧处放置金属接地屏蔽，以减少后向辐射。天线的内部空间填充有用于天线与身体组织的阻抗匹配的电介质。介电常数ε＝4被用于所有模拟。此外，将薄的0.25mm聚酯材料放置在天线和组织表面之间，以模拟穿过薄衣服成像的用例。
图10A至图10C示出了对于皮肤、脂肪和肌肉组织的微波信号衰减的估计的示例。图10A示出了在8GHz频率处的皮肤1005的微波信号衰减的示例估计，图10B示出了在8GHz频率处的脂肪1004的微波信号衰减的示例估计，以及图10C示出了在8GHz频率处的肌肉1006的微波信号衰减的示例估计。参考图10A至图10C，可以基于每个组织的特性来估计由电子设备100进行身体成像的最大深度。例如，发送器块224的输出峰值功率Ptx＝0dBm，发送天线222和接收天线223增益Gtx＝Grx＝2dBi，接收器块225灵敏度Srx＝-60dBm。在这种情况下，组织中的最大衰减Ach可以估计为：
Ach＝Ptx+Gtx+Grx-Srx (1)
在等式1中，Ach表示最大衰减，Ptx表示发送峰值功率，Gtx表示发送天线的增益，Grx表示发送天线的增益。
在考虑的例子中，Ach＝64dB。使用图10A至图10C的结果，8GHz频率处的最大扫描深度可被估计为d皮肤>7mm、d脂肪≈57mm、d肌肉≈13mm。
为了提高组织层的分析精度，可以执行电子设备100的发送器块224和接收器块225的校准。可以按如下描述执行层组织厚度测量的校准。
在本公开的一些示例实施例中，电子设备100可以包括如图11A所示的基准耦合器1101。图11A示出了具有用于校准的基准耦合器的电子设备的示例结构。可以包括基准耦合器1101，以用于校准来自皮肤表面的“零”深度水平的信号响应。基准耦合器1101的输入连接到发送天线222，输出连接到接收天线223。基准耦合器1101用于使用衰减的发送信号在接收天线223的输出上形成标记信号。所述标记信号被添加到接收信号并且由接收器块225检测。所述标记信号用于校准电子设备100内的微波信号延迟。
在本公开的一些示例实施例中，使用放置在天线222和223与身体101之间的间隙内的校准材料1102来执行系统响应的校准，如图11B所示。图11B示出了具有用于校准的校准材料的电子设备的结构。可以包括校准材料1102，以用于校准来自皮肤表面的“零”深度水平的信号响应。校准材料1102可以是类似FR-4的均匀电介质的平板。来自校准材料1102的信号反射由校准材料1102的已知物理属性预先定义。
在本公开的一些示例实施例中，标记信号被检测为具有最小延迟时间的大致恒定的波信号。从身体接收的实际信号是通过从测量的接收信号中减去检测到的标记信号来定义的。
使用基准耦合器1101或校准材料1102，将发送天线222和接收天线223与皮肤表面之间的边界识别为“零”深度水平。基准耦合器1101或校准材料1102允许找到来自皮肤表面的反射信号响应的位置。因此，可以在活体组织反射成像期间自动进行校准过程。该校准也用于寄生反射信号移除。
图12中示出了用于移动医疗保健应用、使用超宽带传感器的活体组织层侧貌的非接触提取示例方法。图12示出了用于身体组织层侧貌提取的测量和数据分析过程。本公开的示例实施例可以实现如图5所示的测量和数据分析过程。
参考图12的示例方法，通过将电子设备100放置在身体的一部分上并且沿着身体表面手动移动电子设备100来执行测量(步骤1201)。在电子设备100沿着身体表面移动期间，至少如下地在两个位置处进行测量：发送器块224生成作为超宽带频谱信号的微波信号；发送天线222将微波信号辐射到身体101中；接收天线223接收来自身体的反射信号；接收器块225检测反射信号的幅度和相位频率特性；控制块257从接收器块225接收关于反射信号的幅度衰减和相位延迟的数据。
MCB 256测量电子设备100在身体101表面上的位置的坐标。反射信号参数和相应移动设备位置的坐标被发送到DPB 258(步骤1203)。测量该坐标以便确保所有测量在沿着身体的等距离的间隔处进行。在实际的设备中，这些坐标可以是，例如，在身体表面上的相对于开始位置以cm为单位的位移，或者相对于起始点以cm为单位的x和y位移。MCB 256例如通过将来自嵌入式3轴加速度计(从x、y、z数据的积分的平方和中求平方根作为偏移)或任何其它里程表传感器的数据整合，来测量沿表面的短时间移位(在～m时间间隔内)。之后，MCB汇总了所有短时间移位，以从起始位置定义所述位移。知道进行每次测量的实际坐标的DPB 258可以选择等距离测量以提供正确的图像重建。即使用户将设备沿着身体不均匀地或以可变速度移动，也可以使用该技术执行成功的图像重建。
对于每个测量，来自基准耦合器1101的标记信号被DPB 258识别为来自皮肤表面的反射信号响应，具体地，“零”深度水平。这提供了在活体组织成像期间的自动实时校准(步骤1205)。之后，电子设备100执行步骤1201和步骤1207。
DPB 258处理在移动设备沿身体表面移动期间的多个位置处测量的反射信号的衰减和相位延迟以及移动设备的坐标。通过从许多位置的累积测量，形成身体组织层的图像。在该步骤中，考虑到移动设备移动的不均匀性和不连续性，执行信号平均(步骤1207)。
数据处理块使用孔径合成、傅立叶变换、反相滤波、倒谱或相关数据处理方法执行活体组织层侧貌和层厚度测量的图像重建(步骤1209)。
在测量的最后步骤中，显示器212指示包括关于身体上相应位置的信息的身体组织厚度侧貌的横截面(2D或3D)。
可以按下述执行用于重建身体组织的数据处理技术的示例实施例。由UWB传感器(即，电子设备100)进行的数据处理可以分为几个步骤：
1.在身体上的特定位置处测量的所有数据集可被首先转换到时域。例如，如果在频域中测量数据集，则首先可以应用傅里叶变换来获得时域数据集。
2.找到和移除最接近零深度水平的寄生信号。这些不是从内部身体组织反射的信号，而是在空气中、在皮肤中等直接在发送和接收天线之间传递的信号。移除寄生信号后，可以获得仅包含从深部组织边界反射的脉冲的数据集。
3.可以处理数据集以在每个数据集中找到峰值反射数据。额外的平滑(smoothing)可以应用于峰值反射数据。
4.使用孔径合成、傅里叶变换、反相滤波、倒谱或相关数据处理方法执行活体组织层侧貌的图像重建。
5.通过检测组织边界(至少一个)的深度执行层厚度测量，并且将其展示给用户。
在用户将电子设备100沿着皮肤表面移动之后，电子设备100可以描绘2D的分层组织结构。电子设备100所指示的测量结果的示例可以在图13A和图13B中示出。图13A和图13B示出了可以在测量之后呈现的示例身体组织层结构。示例实施例可以以近乎剖视图或类似于不同组织厚度的侧貌图描绘身体组织的具体结构。
在本公开的示例实施例中，3D重建被实现为针对各种横截面拍摄的多个2D图像的叠加。2D数据处理可以应用在正交维度中，例如，沿身体的水平和垂直维度。用于3D重建的数据处理需要在身体101表面处测量的多个数据集，测量位置之间具有10mm的平均距离。用于脂肪体分配的3D图像重建的示例在图14A-图14D中示出。图14A-图14D示出了用于脂肪体分配的3D图像重建的示例。
为了达到最佳精度，在身体皮肤表面的已知位置处提供测量可能是重要的。关于身体位置的信息对于表示与身体皮肤表面上的传感器的实际位置有关的最终处理的数据集(峰值反射数据)也是重要的。
描述了用于身体的组织层的分析方案的家庭护理和医疗应用。分析方案可以通过对身体101内的身体器官成像而应用于医疗诊断应用。可以执行身体器官的动态组织重建和身体器官功能的分析。为了重建图像，包含UWB传感器的电子设备100可以沿身体器官的许多位置处进行一系列测量。该测量的持续时间可以比器官移动的平均时段长。
针对器官移动的非接触式测量技术可能具有以下优点：无创方法、感染安全(infection-safe)和舒适。它可以适用于家庭护理连续监测，以指示用户的健康和恢复状况。
在一些示例实施例中，传感器针对心肺感测单独地识别心脏的每个部分的移动模式：心脏强度、血管年龄、动脉硬度和其它心血管参数。
在另一示例实施例中，进行收缩状态的肠运动监测，以监测肠道状况和紊乱，诸如复发性阻塞、痉挛和肠麻痹。本公开的示例实施例提供对生理信息(诸如腹部膨胀和复发性阻塞)的非侵入性监测。这使得能够家庭护理健康监测和初步诊断。
UWB传感器的另一有用特征是组织差异化的可能性。UWB传感器可以基于测量的介电常数来区分组织。如果UWB传感器的天线可以在测量过程中相对彼此移动，则UWB传感器可以检测组织参数。在一些示例实施例中，传感器可以具有单个发送天线和放置在例如一行中的一系列可电切换的接收天线。UWB传感器可以从不同对的发送和接收天线之间的不同信号传播时间检测组织介电常数。可切换的方法提供用于多个天线的单个RF模块，并且简化和降低传感器的成本。此外，由于避免了用户的手动移动传感器的需要，所以这种方法可以提供更快的测量和更好的精度。
以下描述示例工业适用性。前述示例实施例可以在人体组织成像传感器的消费者电子系统中找到应用；具体地，它可以对几厘米深度提供组织厚度测量和组织2D/3D结构视图。所要求保护的技术方案尤其适用于医疗保健和健身消费者设备的领域。
可以考虑如下所述的示例产品应用。
1.健身课程中身体组分的精确跟踪：
-在诸如胸部、腹部区域、大腿、下背、二头肌、脖子等身体部位的体脂分配。定义人体脂肪分配对其健康状况的意义，以及怎样的健身策略将给出最佳结果。
-每个身体部位的组织厚度侧貌、脂肪体。
-优化健身计划，从而以最佳方式改善人体组分。
-个性化目标定义和进度跟踪。
-肥胖监测，用于预防与生活方式有关的疾病：糖尿病、高血压、高脂血症。
2.重建身体器官及其功能，生理参数测量：
-用于肿瘤检测的头部成像系统
-用于乳腺癌的早期检测的胸部成像系统
-肠运动监测，
-心肺感测：心脏强度、血管年龄、动脉硬度，
-分析内脏器官：肝、肾等。
本公开的示例实施例可以通过显示内脏脂肪和皮下脂肪的区域来提供成像能力。检查结果细节可以直观地显示出来以便于理解。可以通过传感器直接测量皮下脂肪，并且可以基于从总体脂肪量减去皮下脂肪量来估计内脏脂肪。总体脂肪量可以通过基于体重和身高的常规方法来测量。在这种情况下，内脏脂肪测量精度将受到普通方法精度的限制。
在保持UWB传感器的低的发射功率和小尺寸天线的同时，获得活体组织层侧貌的最佳成像质量。所实现的组织厚度分辨率精度为2mm。
进度图被存储并且旨在用于个性化健康简档内的每个身体部位。将该信息与指示人的总体健康状况的参考数据进行比较。
在本公开的示例实施例中，用于指示的显示器被实现为诸如智能电话或平板计算机的移动电子设备的屏幕。
在本公开的一些示例实施例中，获取的健康简档数据被发送给个人医生、医师或教练。
根据权利要求书和本说明书中的描述的本发明的实施例可以以硬件、软件或硬件和软件的组合的形式实现。
这样的软件可以存储在计算机可读存储介质中。计算机可读存储介质存储一个或多个程序(软件模块)，所述一个或多个程序包括指令，当由电子设备中的一个或多个处理器运行该指令时，使得电子设备执行本发明的方法。
这样的软件可以以易失性或非易失性存储器的形式存储，诸如，例如，如只读存储器(ROM)的存储设备，或以存储器的形式存储，例如，随机存取存储器(RAM)，存储器芯片、器件或集成电路，或存储在光学或磁性可读介质上，诸如，例如，光盘(CD)、数字视频盘(DVD)、磁盘或磁带等。将理解，存储设备和存储介质是适于存储包括指令的一个或多个程序的机器可读存储器的实施例，当所述指令被运行时实现本发明的实施例。实施例提供了包括用于实现如本说明书的权利要求中任一项所述的装置或方法的代码的程序和存储该程序的机器可读存储器。此外，这样的程序可以经由诸如在有线或无线连接上承载的通信信号的任何介质电子式地传递，并且实施例适当地包含这样的程序。
尽管已描述了某些示例性实施例，但是本领域技术人员将理解，在不脱离由所附权利要求及其等同物限定的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (15)

1.一种电子设备，包括：
接收器，被配置为接收辐射到对象并从所述对象反射的信号；以及
控制器，被配置为基于所述信号和所述电子设备的位置生成关于所述对象的至少一个组织层的信息，
其中所述位置在电子设备移动时被测量。
2.根据权利要求1所述的电子设备，还包括：
发送器，被配置为在所述电子设备沿所述对象的表面移动时发送所述信号。
3.根据权利要求1所述的电子设备，还包括：
传感器，被配置为在所述电子设备移动时确定所述位置。
4.根据权利要求1所述的电子设备，还包括：
显示器，被配置为显示表示所述信息的图像。
5.根据权利要求1所述的电子设备，还包括：
通信单元，被配置为将所述信息发送到另一电子设备。
6.根据权利要求1所述的电子设备，还包括：
至少一个天线，被配置为辐射所述信号并且检测从所述对象反射的信号，
其中所述至少一个天线使用柔性材料制造。
7.根据权利要求1所述的电子设备，还包括：
基准耦合器，被配置为生成用于关于信号延迟的校准的标记信号。
8.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述控制器还被配置为测量所述信号的幅度衰减和相位延迟。
9.一种用于操作电子设备的方法，所述方法包括：
接收辐射到对象并从所述对象反射的信号；以及
基于所述信号和所述电子设备的位置生成关于所述对象的至少一个组织层的信息，
其中所述位置在电子设备移动时被测量。
10.根据权利要求1所述的电子设备或根据权利要求9所述的方法，其中，所述对象包括身体，
其中所述至少一个组织层包括肌肉、皮肤和脂肪中的至少一个，并且
其中所述信息包括厚度。
11.根据权利要求9所述的方法，还包括：
当所述电子设备沿所述对象的表面移动时发送所述信号。
12.根据权利要求9所述的方法，还包括：
在所述电子设备移动时确定所述位置。
13.根据权利要求9所述的方法，还包括：
显示表示所述信息的图像。
14.根据权利要求9所述的方法，其中通过至少一个天线来辐射和检测所述信号，并且
其中所述至少一个天线使用柔性材料制造。
15.根据权利要求1所述的电子设备或根据权利要求9所述的方法，其中，基于所述信号的幅度衰减和相位延迟以及根据所述至少一个组织层的厚度对信号衰减的估计，生成关于所述至少一个组织层的信息。
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