Измеритель толщины кожной складки (калипер)

Заявляемое техническое решение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения толщины кожно-жировых складок у здоровых и больных, взрослых и детей с разным типом конституции в процессе оценки их физического состояния.

Целью заявляемого технического решения является расширение функциональных возможностей устройства для измерения складки кожи путем упрощения устройства и повышения его информативности, точности и достоверности.

В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования измерителя толщины складки кожи (калипера), в котором, вследствие выполнения скользящего элемента с дополнительным узлом фиксации конечного положения губок относительно друг друга, выполнения его с возможностью подачи звукового сигнала и считывания визуальной информации одновременно с информацией о толщине складки кожи, выполнения овальных отверстий с возможностью удобного размещения в них всех пальцев одной руки, расположения в нижней части скользящего элемента дополнительной нониусной шкалы, обеспечивается новый технический результат.

Из описания устройства и его работы видно, что заявляемое техническое решение позволяет выполнять измерения при заданных параметрах давления на кожную складку. Устройство позволяет выполнять измерения с высокой точностью и при минимальном количестве измерений получать однозначные, достоверные результаты, что увеличивает функциональные возможности измерителя.

Заявляемое техническое решение относится к измерительной технике и может быть использование для измерения толщины кожно-жировых складок в здоровых и больных, взрослых и детей с разным типом конституции в процессе оценки их физического состояния.

Известно, что человеческое тело накапливает от 15% до 50% жира или более того под поверхностью кожи и по мере увеличения общего содержания жира толщина подкожного слоя жира соответственно увеличивается [Dumin J.V.G.A., Rahamann M.M. The asseessment of the amount of fat in the human body from measurements of skinfold thickness // Brit.J.Nutr. - 1967. - Vol.21. - p.681-689.]. Поэтому, если выполнена оценка толщины поверхностного слоя путем измерения толщины кожной складки, появляется возможность установить общее количество жира аккумулированного телом и состояние здоровья.

Обычно, измерения кожной складки выполняют, сжимая кожу и эластичный подкожный слой в определенных избранных местах тела и конечностей. Для женщин эти измерения могут быть выполнены на тыльной стороне руки (трицепс) и на тазобедренном суставе (подвздошный хребет). Для мужчин дополнительные измерения могут быть получены на лицевой стороне руки (бицепс) и на верхней части спины (подлопаточной). Сумму этих измерений потом сравнивают с диаграммой (графиком) и определяют относительный процент содержания жира.

Устройства для измерения толщины кожной складки для диагностики состояния человека должны, с одной стороны, быть сравнительно простыми, удобными при использовании, недорогими, а с другой стороны, должны обеспечивать получение надежной информации с высокой точностью.

Известный калипер для контроля жира кожной складки, которыисодержит базовый неподвижный элемент, на котором расположена первая губка, и подвижный элемент, на котором расположенная вторая губка, на поверхности базового неподвижного элемента расположена шкала, на подвижном элементе выполнена риска [см. описание к патенту Тайваня М263086, М. кл. А61В 5/103, опубл. 01.05.2005 г.]

Описанное выше устройство простое и недорогое, однако, точность измерения толщины кожной складки небольшая, поскольку зависит от усилий, которые измеряющий человек прикладывает к подвижному элементу. Область применения такого устройства практически очень ограничена и исключает использование при исследовании состояния человека.

Известный толщиномер кожной складки, содержащий пару рычагов, одни концы которых установлены на двух подпружиненных сопряженных втулках, свободные концы которых закрыты заглушками, верхние концы рычагов выполнены изогнутыми, примыкают друг к другу и снабжены выступающими губками, которые в исходном положении примыкают друг к другу. На изогнутой части одного рычага расположена шкала, на другом накладка, которая отмечает показание на шкале [см. описание к патенту США 3140546, Н. кл. 33-248, опубл. 14.07.1964 г.].

Описанное выше устройство используют для измерения толщины кожной складки или что-то подобного, при котором рычаги калипера поддерживают губки рычагов калипера в закрытом положении, захватывая предмет измерения в точном положении.

Главным предметом этого изобретения является создание измерителя толщины кожной складки, который экономически приемлемый для промышленности, точный при работе, долговечный и надежный.

Однако, для измерения толщины кожных складок такой прибор не может обеспечить необходимую точность в широком интервале толщин складок кожи, поскольку она будет существенным образом зависеть с одной стороны от упругости пружины, удерживающей рычаги, а с другой стороны, от влияния руки оператора на рычаги пружины. Кроме того, измерительная шкала обладает низкой разрешющей способностью. Для уменьшения погрешности измерения необходимо выполнить многократные измерения.

Известный также измеритель толщины кожной складки, содержащий две ручки, соединенные с одного конца пружинящим элементом, на втором конце каждой ручки выполнены губки, на одной ручке установленные дополнительный упругий элемент и измерительная линейка, на второй ручке выполнен указатель [см. описание к патенту США 4127112, М. кл. А61В 5/10, опубл. 28.11.78 г.].

Главной целью этого изобретения было создание устройства низкой стоимости для измерения складок кожи разной толщины.

Однако, как и в предыдущем случае, точность такого измерительного устройства невелика и зависит от усилия сжатия рычагов двух основных и дополнительного. Для получения более или менее достоверного результата необходимо выполнить серию измерений. К тому же наличие одной миллиметровой шкалы не обеспечивает необходимую в некоторых случаях точность измерения, что существенно снижает возможности устройства.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по назначению, технической сущности и достигаемому результату при использовании, является измеритель толщины складки кожи, содержащий базовый элемент, несущий первую губку, скользящий элемент, несущий вторую губку, пружину и плоскую шкалу [см. описание к патенту США 4233743, М. кл. G01B 3/38, опубл. 18.11.80 г.], в котором

- базовый элемент также содержит первую губку, расположенную на одном конце, и рукоятку, определяющую его другой конец, базовый элемент имеет паз в форме хвоста ласточки в сечении, расположенный внутри него, паз имеет открытый конец возле первой губки и конец в направлении конца рукоятки, губка имеет фиксирующий наконечник, аксиально направленный от первого конца губки;

- скользящий элемент, имеющий вторую губку, установленную на одном конце и несущую часть, определяющую его второй конец, несущая часть имеет составной размер и конфигурацию, соответствующую пазу так, что несущая часть выполнена с возможностью скольжения внутри, когда помещенная в открытый конец паза, несущий элемент и скользящий в нем имеют соответствующие примыкающие поверхности, скольжения друг относительно друга, в которых выполненны каналы, образующие отверстие, в котором размещена пружина,

- концы которой прикреплены соответственно к базовому и скользящему элементам с помощью специальных средств, обеспечивающих увеличение воздействия оператора на губки, уменьшая действие пружины, действуя одной рукой, заставляя губки замыкаться, и

- плоская шкала, нанесенная на один скользящий элемент, и базовый элемент со стрелкой, размещенный рядом, для визуального определения расстояния между губками, таким образом, обеспечивая индикацию толщины кожной складки, которая образуется между кончиками губок под давлением пружины.

Описанное выше устройство как и предыдущие позволяет измерить толщину кожной складки. К его достоинствам в сравнении с известными авторы относят сравнительно низкую стоимость и возможность работать с ничтожно малыми изменениями давления под действием пружины.

Однако, устройство очень сложное, оно содержит много деталей, требуюих тщательной обработки при изготовлении. Хотя измерительная шкала устройства рассчитана на 40 мм маловероятно, что с помощью этого устройства возможно измерить слой складки такой толщины, она просто не разместится в просторные над губками устройства. Устройство скорее пригодно для измерения относительно небольших складок, например, на теле человека. В таком случае разрешающей способности устройства недостаточно для определения небольших изменений толщины складки, что ограничивает область применения такого устройства.

Поэтому целью заявляемого технического решения является расширения функциональных возможностей устройства для измерения складки кожи путем упрощения устройства и повышение его информативности, точности и достоверности.

В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования измерителя толщины складки кожи (калипера), в котором, вследствие выполнения скользящего элемента с дополнительным узлом фиксации конечного положения губок относительно друг друга, выполнения его с возможностью подачи звукового сигнала и считывания визуальной информации одновременно с информацией о толщине складки кожи, выполнения базового элемента, несущего первую губку, в Г-образной форме с овальным отверстием и прикрепленной к нему у основании плоской пластиной с линейной шкалой, выполнения скользящего элемента, несущего вторую губку, в Z-образной форме также с овальным отверстием, выполнения овальных отверстий с возможностью удобного размещения в них всех пальцев одной руки, расположения в нижней части скользящего элемента дополнительной нониусной шкалы, обеспечивается новый технический результат. Он заключается в обеспечении постоянного давления, в момент измерения толщины складки кожи независимо от действий оператора, за счет использования ладони в качестве надежной опоры, а большого пальца в качестве чувствительного прижимателя, что позволяет получать точные и воспроизводимые результаты при неизменном во всех случаях измерения давления на складку кожи.

Поставленная задача решается тем, что в известном измерителе толщины кожной складки (калипере), содержащем базовый элемент, несущий первую губку, скользящий элемент, несущий вторую губку, пружину и линейную шкалу, согласно полезной модели, скользящий элемент дополнительно содержит узел фиксации конечного положения губок относительно друг друга, который выполнен с возможностью подачи звукового сигнала и считывания визуальной информации одновременно с информацией о толщине складки кожи, при этом базовый элемент, несущий первую губку, выполнен в Г-образной форме с овальным отверстием и прикрепленной к нему в основании плоской пластиной с линейной шкалой, скользящий элемент, несущий вторую губку выполнен в Z-образной форме также с овальным отверстием, а в нижней части скользящего элемента расположена дополнительная нониусная шкала.

Согласно полезной модели, узел фиксации конечного положения губок относительно друг друга содержит упор, взаимодействующий с губкой, толкатель, пружину и кнопку.

Согласно полезной модели, узел фиксации конечного положения губок относительно друг друга содержит источник звукового сигнала, работу которого обеспечивает нормально разомкнутый контакт, образованный кнопкой и крышкой, расположенные на узле фиксации положения губок.

Согласно полезной модели, овальные отверстия выполнены с возможностью расположения в них пальцев одной руки.

Как видно из изложения сущности заявляемого технического решения, оно отличается от прототипа и, следовательно, является новым.

Из характеристики уровня техники известно, что наиболее распространенными измерителями толщины складок являются устройства, содержащие пружинные фиксаторы. Однако диапазон их использования ограничен размерами пружинящих устройств. Устройство, как, например, Калипер [см. описание к российскому патенту на полезную модель 32385, М. кл. А61В 10/00, опубл. 20.09.2003 г.], обеспечивающее высокую точность измерения вследствие использования микрометрического датчика не может, тем не менее, в силу наличия пружинных фиксаторов обеспечить постоянную нагрузку на складки кожи в широком интервале их значений, поскольку упругость пружин нелинейно изменяется при растягивании и эластичность кожи с изменением толщины складки также изменяется нелинейно. При этом действие на рычаги устройства, а, следовательно, и на складку кожи практически не контролируется. Как надавишь на рычаг, так и покажет микрометрический датчик. Рычаги симметричные и надежной опоры не имеют.

Предлагаемое техническое решение принципиально отличается от известных тем, которое обеспечивает постоянную нагрузку на кожу, которая может быть предварительно установлена путем изменения сжатия пружины. При измерении звуковой сигнал и визуальная информация подтвердят, что заданный уровень нагрузки достигнут и можно считывать информацию о толщине складки. В принципе на месте линейной шкалы и нониуса может быть установлен микрометрический датчик, но не он обеспечивает постоянство нагрузки, ее обеспечивает чувствительность измерителя от нажатия одного большого пальца.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, поскольку может быть изготовлено в условиях современного промышленного производства с использованием простого оборудования и материалов.

Фиг.1 Общий вид измерителя (вид лицевой поверхности).

Фиг.2 Общий вид устройства фиксации подвижной губки (сечение по ZZ).

Фиг.3 Окно на лицевой поверхности измерителя.

Фиг 4 Губка скользящего элемента с риской.

Фиг.5 Общий вид измерителя (вид обратной поверхности).

Фиг.6 Общий вид измерителя (вид сверху).

Общий вид лицевой поверхности измерителя толщины кожной складки показан на фиг.1. Измеритель содержит базовый элемент 1, несущий первую губку 2, скользящий элемент 3 со второй губкой 4, узел 5 фиксации конечного положения губок относительно друг друга и линейную шкалу 8. Базовый элемент 1, несущий первую губку 2, выполнен Г-образной формы с овальным отверстием 7 с прикрепленной к основанию плоской пластиной 6, которая несет линейную шкалу 8. Скользящий элемент 3, несущий вторую губку 4, выполнен в виде стилизованной буквы Z с овальным отверстием 9, при этом в нижней части скользящего элемента расположена дополнительная шкала (нониус) 10. Овальное отверстие 7, выполнено с возможностью расположения в нем ладони с четырьмя пальцами одной руки, овальное отверстие 9, выполнено с возможностью расположения в нем одного большого пальца той же руки. Узел фиксации 5 (фиг.2, вид сверху), расположенный в верхней части скользящего элемента 3, несущего вторую губку 4, содержит втулку 11, в которую с одной стороны входит цилиндрический хвостовик губки 4, опирающийся в упор 12. Вторым концом упор 12 взаимодействует с толкателем 13, на свободном конце которого установлена кнопка 14. Между упором 12 и толкателем 13 установленная пружина 15. Канал, в котором размещена пружина 15, замыкает бобышка 16. Кнопка 14 закрыта от случайных прикосновений крышкой 17. Губка 2 прикреплена к базовому элементу 1 с помощью специального винта 18. На лицевой поверхности измерителя выполнено окно (фиг.3), в котором установленная крышка 20 и панель 21 с нанесенной на нее риской 22. Риске 22 соответствует канавка 23, выполненная на цилиндрической части губки 4 (фиг.4). На обратной стороне измерителя (фиг.5) установлен источник звукового сигнала (динамик) 24, который соединен с кассетой 25 под аккумуляторную батарейку. Кнопка 14 вместе с крышкой 17 представляют собой нормально разомкнутый контакт в электрической цепи кассета 25 и динамик 24. Возможность движения губки 4 относительно скользящего элемента 3 определяет специальный штифт 26 (фиг.6), проходящий перпендикулярно отверстию 27.

Устройство работает следующим образом. В состоянии, когда базовый элемент 1 и скользящий элемент 3 раздвинуты на произвольное расстояние, положение губки 4 относительно скользящего элемента 3 определяет штифт 26, который обеспечивает ее перемещение в пределах отверстия 27. При измерении толщины складки кожи за счет перемещения скользящего элемента 3 относительно базового элемента 1 штифт 26 вместе с губкой 4 перемещается относительно корпуса скользящего элемента 3, сжимает при этом пружину 15 и перемещает упор 13 с кнопкой 14. Если давление на кожу пациента будет больше допустимого, нормально разомкнутый контакт, образованный кнопкой 14 и крышкой 17, замкнет электрическую цепь и динамик 24 подаст сигнал. Состояние, соответствующее отсутствию сигнала динамика 24, могут фиксировать совпадающие риски 22 и 23. Одновременно нониусная шкала 10 показывает величину кожной складки с точностью до 0,1 мм.

Для получения такого результата измерения сборка измерителя и регулирование, в частности, работы пружины, действующей на губку 4, не должны оказывать на губку 2 давление более чем 8-12 гс/мм ² (78-118 кПа). При касании губок 2 и 4 риска 22 и канавка 23 должны быть четко соединенными. Первая риска нониуса 10 должна быть соединенная с первой черточкой линейной шкалы 8.

Как видно из описания устройства и его работы, заявляемое техническое решение имеет большие функциональные возможности, поскольку разрешает быстро выполнять измерение при заданных параметрах давления на кожную складку. Устройство разрешает выполнять измерение с высокой точностью, и при минимальном количестве измерений получать однозначные, достоверные результаты, что также увеличивает функциональные возможности измерителя. В соответствии с методикой NEWBODY, разработанной автором, последовательно измеряют до 16 кожно-жировых складок в короткое время, в строго определенных местах тела, по специальным правилам, что дает возможность проследить динамику изменения кожно-жировой ткани в разных местах тела и позволяет своевременно корректировать тренировочный процесс в фитнесе, режим питания, массажные методики и пр.

1. Измеритель толщины кожной складки (калипер), содержащий базовый элемент, несущий первую губку, скользящий элемент, несущий вторую губку, пружину и линейную шкалу, отличающийся тем, что скользящий элемент дополнительно содержит узел фиксации конечного положения губок относительно друг друга, который выполнен с возможностью подачи звукового сигнала и считывания визуальной информации одновременно с информацией о толщине складки кожи, при этом базовый элемент, несущий первую губку, выполнен в Г-образной форме с овальным отверстием и прикрепленной к нему у основания плоской пластиной с линейной шкалой, скользящий элемент, несущий вторую губку, выполнен в Z-образной форме также с овальным отверстием, а в нижней части скользящего элемента расположена дополнительная нониусная шкала.

2. Измеритель по п.1, отличающийся тем, что узел фиксации конечного положения губок относительно друг друга содержит упор, взаимодействующий с губкой, толкатель, пружину и кнопку.

3. Измеритель по п.1, отличающийся тем, что узел фиксации конечного положения губок относительно друг друга содержит источник звукового сигнала, работу которого обеспечивает нормально разомкнутый контакт, образованный кнопкой и крышкой, расположенными на узле фиксации положения губок.

4. Измеритель по п.1, отличающийся тем, что овальные отверстия выполнены с возможностью размещения в них пальцев одной руки.