Как измерить параметры тела: Как измеряются параметры тела: видео инструкция

Содержание

✅ Как измерить параметры тела женщины. Измерение объемов тела

Какие замеры тела при похудении помогут отследить результаты?

Замеры тела при похудении помогают отслеживать прогресс: человек видит, как снижается его вес, уменьшается обхват бедер, талии, груди. Важно правильно производить их, чтобы получать более точную информацию, избегать искажения результатов.

Зачем нужны замеры?

Единично полученные замеры не имеют ценности при похудении; использовать их можно лишь для определения размера одежды. Пользу принесут лишь систематические измерения, поскольку они позволяют увидеть прогресс. Часто цифры становятся дополнительным источником мотивации, поскольку помогают не только зафиксировать похудение, но и показывают его скорость, изменение качества тела.

Показания помогут определить также, подходит ли система питания и тренировок. При необходимости можно будет своевременно внести коррективы.

Чтобы получить более точные результаты, надо измерять сразу несколько параметров:

массу тела;
обхват груди;
обхват талии;
обхват области бедер.

шею;
запястья;
предплечья и другие части тела.

Так можно будет определить изменения качества тела. Это особенно важно, когда вес почти не меняется, при этом жира становится меньше, а мускулов больше: отследить, используя только весы, не удастся.

Регулярные измерения помогают отследить необходимость в перемене тренировочного графика, снижении или увеличении калорийности. Можно определить изменения скорости обмена веществ.

Виды замеров

Худеющим нужно делать различные замеры для получения точных данных. Большее количество измерений позволит замечать даже небольшой прогресс.

Взвешивание

Вес не является единственным показателем. На начальных этапах он однако хорошо помогает понять, эффективна ли программа тренировок и питания. Кроме того, показатель позволяет понять, нужно ли снизить калорийность или повысить ее. Качество тела однако может меняться при сохранении прежней массы: жира становится меньше, а более тяжелых мускулов — больше. Человек может выглядеть стройнее при большем весе, если на мышцы приходится большая часть массы. Чтобы выяснить, за счет чего снизился вес, можно воспользоваться калипером.

Производить замер нужно через равные интервалы времени без обуви и одежды. Важно взвешиваться в одно время, натощак. Следует сходить в туалет перед проведением измерений. Использовать можно напольные весы. Нужно вставать посередине прибора, слегка разводя в стороны ступни. Если встать на край, возможно искажение показателей.

Обмеры тела

Такой способ обладает большей точностью. Можно заметить, как тело становится более стройным. Рекомендуется совмещать со взвешиваниями.

Существует 2 способа проведения обмера.

При первом применяется специальная сантиметровая лента. Показания можно посмотреть уже в процессе.
Вторая методика не так удобна. Используется нитка. Завершив обмер, нужно зафиксировать полученные данные, после — снять показания с помощью линейки. Может возникать погрешность.

Важно отмечать, в каком состоянии был сделан замер: в напряженном или расслабленном. После тренировки измерять не стоит: усиливается прилив крови к мускулам, из-за чего они становятся больше в обхвате. Лучше всего измерять натощак утром. Не стоит повторять чаще чем раз в неделю при увеличении мышечной массы: мускулы за это время не вырастут. Худеющим можно измерять чаще, поскольку объемы могут уменьшаться быстрее.

Измерение подкожного жира

Удобнее всего производить такие измерения с помощью специальных весов, вычисляющих соотношение жировой, мышечной тканей в человеческом теле. Точные результаты будут получены и при использовании калиперометрии. Смысл данной методики заключается в применении специального прибора, калипера для измерения величины кожной складки. Дает прибор и показания о проценте подкожного жира. Использовать легко самостоятельно, в домашних условиях.

Есть и другие методики, но они сложнее, возможна большая погрешность.

Фотофиксация

Методика предполагает использование фотографий для определения прогресса. Нужно фотографироваться в одно время (лучше утром, до еды). Желательно делать фото в белье или одинаковой спортивной одежде, обтягивающей фигуру: так будет лучше заметен прогресс. Лучше делать фотографии с нескольких ракурсов: спереди, сбоку, сзади. Важно однако, чтобы каждый раз соблюдалось расстояние между худеющим и фотоаппаратом. Кроме того, различия возможны при расслабленных и напряженных мышцах.

Как правильно измерять объемы?

Важно правильно делать замеры, чтобы получать более точные результаты. Перед похудением следует измерить параметры в первый раз и занести в таблицу замеров тела результаты: так можно будет отслеживать прогресс с начала. Затем важно соблюдать регулярность. Можно выбрать любой срок от 1 недели до 2 месяцев. Пока человек худеет, измерять можно чаще: жир и избыток жидкости будут уходить, при этом объемы станут меньше. Если целью является набор мышечной массы, лучше измеряться реже, поскольку за короткие временные промежутки эффект будет заметен мало.

Чтобы информация была более достоверной, лучше попросить кого-то помочь с измерениями. Важно не затягивать слишком сильно сантиметровую ленту. Она не должна и провисать. Нужно прикладывать ее к телу, чтобы получить точный результат.

Лучше измеряться утром натощак, после посещения туалета. Это предотвратит искажение результатов из-за увеличения объема талии и массы после приема пищи, утренних отеков.

Поскольку окружность правых и левых конечностей может немного отличаться, следует либо делать замеры с обеих сторон, либо каждый раз только с одной. Рекомендуется записывать, с правой или левой стороны измерение было произведено в прошлый раз, чтобы не запутаться.

Лучше снять одежду перед манипуляцией или выбрать самые обтягивающие вещи: так результат будет точнее.

Не стоит менять ленту: возможна небольшая погрешность, из-за которой результаты будут искажаться. Растяжимые ленты не подходят. Лучше выбирать мягкие, поскольку они лучше повторяют контуры тела.

Если вес перестал снижаться или мышцы слишком медленно растут, лучше обратиться к специалисту, чтобы скорректировать тренировочный график, повысить нагрузки, изменить питание.

На начальных этапах похудение происходит быстро. Затем снижение веса, уменьшение объемов замедляется. Не следует переживать, поскольку данное явление нормально. Мышцы на начальных стадиях растут медленно, что тоже не является отклонением или показателем недостаточной нагрузки.

Важным показателем является рост. Поскольку у взрослого человека он постоянный, можно измерить единожды. Лучше сделать это утром, поскольку к вечеру показатель может на 1–2 см снижаться. Остальные параметры должны считаться нормой для полученного значения. Проверить соответствие можно с помощью специальных таблиц.

Лучше проводить каждое измерение дважды. Если полученные данные отличаются, нужно взять среднее арифметическое.

Можно попросить кого-либо помочь с измерениями. Так не только удастся повысить точность, но и получится избежать возникающих при самостоятельном измерении неудобств.

Если делать много измерений по какой-либо причине не хочется, можно ограничиться главными: взвешиваться, мерить талию, грудь и бедра, отмечать процентное содержание жира в организме. Такие показания однако менее точны, хуже помогают в наблюдении за личным прогрессом.

Окружность шеи нужно измерять при расслабленной мускулатуре, поскольку специально мышечную массу на этой части тела не увеличивают, использовать замеры можно лишь для определения прогресса в снижении веса. Лента сантиметра или нить должна находиться в горизонтальном положении; расположение ее по диагонали будет искажать результат. Пытаться втянуть шею в тело, подтянуть к груди подбородок не следует. Разместить ленту сантиметра нужно в области седьмого позвонка. Мужчины могут найти нужную точку в 2–3 см выше кадыка.

Плечевой пояс

Измерения в области плеч нужно производить стоя. Спина должна быть прямой, руки опущены, плечи слегка отведены назад. Спина, плечевой пояс не должны находиться в напряжении. Ленту сантиметра нужно протянуть через середину дельтовидных мышц, верх груди, верх лопаток.

Плечо

Руку между локтем и плечевым поясом можно измерить как в расслабленном, так и напряженном состоянии. Для обмера обхвата при расслабленных мышцах нужно, чтобы конечность висела вдоль тела. Чтобы измерить при напряженных мышцах, нужно поднять руку и сжать кулак в области уха.

Предплечье

Предплечьем называют часть руки между запястьем и локтем. Измеряться может как при расслабленной мускулатуре, так и в состоянии напряжения. Расслабленное предплечье измеряют, когда верхняя конечность свободно свисает вдоль тела. Для обмера напряженного нужно согнуть руку в локте под прямым углом. Измерение производится в самой широкой части.

Запястье

Чтобы провести замеры, локоть сгибают под прямым углом. Такое положение более удобно, позволяет добиться большей точности результатов. Оборачивать ленту следует в самом тонком месте, около кисти. При этом мышцы нужно расслабить.

Грудь

Обхват груди рекомендуется производить с помощником. У мужчин замер производится в самом широком месте, под лопатками и подмышечными впадинами. Женщинам нужно мерить иначе: следует разместить ленту в самой выступающей точке, захватывая соски. Нужно сделать спокойный вдох и задержать дыхание. Возможен и другой вариант: человек делает максимально глубокий вдох, мерит окружность, после чего выдыхает весь воздух и производит еще один замер.

Обхват корпуса под грудью

Данное измерение производится в самой узкой части талии; чаще всего она располагается на уровне пупка. Если у человека живот выступает, следует мерить в самом широком месте. Втягивать живот не следует. Нужно расслабиться перед измерением. При желании можно померить окружность и с напряженным брюшным прессом. Дышать во время измерений плавно, спокойно, не слишком надувая при этом живот.

Бедра под ягодицами

Мерить необходимо под ягодичными мышцами, в самой широкой части. Для обмера расслабленных ног можно стоять ровно или поставить конечность в согнутом состоянии на невысокую табуретку. Измеряют и напряженное бедро. Для этого нужно стоять на выпрямленных нижних конечностях.

Бедро над коленом

Встать прямо. Ноги расслабить или напрячь; лучше сделать замеры обоих видов. Мерить на 1–2 см выше коленной чашки. Объем бедер можно померить, и вытянув ногу в сторону.

Лодыжка

Замерить можно, стоя на прямых ногах или сидя на стуле (при этом нога должна располагаться перпендикулярно полу). Сантиметровой лентой следует обхватывать самое тонкое место, расположенное чаще всего чуть выше выступающих костей.

Голень

Мерить надо в самой широкой части. Чтобы померить расслабленную конечность, нужно поставить ногу на стул, перенести вес тела на вторую. Чтобы сделать замер напряженной голени, следует приподняться на носок; можно перенести вес тела на измеряемую конечность, приподнять вторую над поверхностью.

Измеряют и ягодицы. Замер производится при сведенных ногах по самым выступающим точкам, которые часто нелегко найти самостоятельно. Для повышения точности результатов нужно мерить эту часть тела с помощником. Можно сделать замер как в расслабленном состоянии, так и максимально напрягая мускулатуру. Спереди лента должна проходить через лобок.

Заключение

Спортсменам следует не только учитывать вес и объемы. Необходимо вести график тренировок, в котором указано количество выполненных повторений каждого упражнения, при занятиях в тренажерном зале необходимо отмечать дополнительно массу. Бегунам, пловцам и велосипедистам рекомендуется отмечать длительность тренировки, преодоленную дистанцию. Такие показатели помогут отследить взаимосвязь между изменениями качества тела и занятиями спортом, упростят коррекцию программы, если она потребуется.

При похудении рекомендуется также считать калории, белки, жиры, углеводы.

Как правильно измерить свои параметры

Каждая женщина, в большей или меньшей степени, имеет представление о том, как снимаются мерки. Хотя бы уже потому, что наверняка неоднократно пользовалась услугами профессиональной модистки. А что делать, если возникла необходимость выполнить это самостоятельно и как правильно измерить свои параметры? Например, для того, чтобы заказать себе одежду в интернет магазине, придется четко определяться с размером, исходя из этих показателей. Краткая и доступная информация поможет провести все манипуляции быстро, грамотно и без ошибок!

Измеряем себя правильно

Для работы понадобится сантиметровая гибкая лента и объективный взгляд на свои объемы. Не всем же быть моделями 90/60/90, кому-то ведь надо восхищать мир своим 50 размером и выше!

Объем груди.Выпрямите спину, обхватите лентой туловище в области груди, стараясь, чтобы она располагалась параллельно полу. А затем измерьте себя по наиболее выступающим частям;

Объем талии. Это самая тонкая часть торса, и она может располагаться у каждого в разных местах (область пупка, ниже или выше!), в зависимости от типа фигуры. Обхватываем ее в меру плотно лентой и на выдохе фиксируем полученное значение;

Объем бедер.Сюда входят самые выступающие части ягодиц и в некоторых отдельных случаях живот. Не втягивайте его и не старайтесь занижать показатели, если заинтересованы в том, чтобы одежда идеально села на тело. Три первых параметра обязательны для любого типа одежды, которая представлена на нашем сайте;

Объем верхней части ноги. Помимо основного инструмента вам понадобится стул, на который вы должны поставить ногу так, чтобы она образовала угол в 90 градусов. Отмеряем приблизительно 5 см от паха и измеряем в этом месте расслабленную конечность;
Объем икроножной мышцы. Место измерения – самая выступающая часть в районе между коленом и лодыжкой. Нога в процессе должна находиться в стоячем и предельно расслабленном положении. Если планируете заказать брюки или лосины, заодно стоит измерить и объем щиколотки;

Объем руки. Руку расслабить в естественном положении и измерить ее объем на расстоянии 10 см от подмышечной впадины;
Объем запястья. Акцент делается на области чуть выше двух выступающих косточек, где обычно заканчивается рукав;
Немаловажным параметром при покупке блуз,кардиганов и платьев является и длина рукава, которую следует измерять в положении согнутой в локте руке, по ее наружной стороне;

Если вам сложно самостоятельно разобраться, как правильно измерить свои параметры и определиться с размером, то разумнее всего будет задать вопрос нашим консультантам по телефону или в режиме онлайн.

Как измерить тело

Даже если вы пользуетесь весами, и у вас нет времени на подсчет жира в организме, то минимум, что вам нужно сделать — это купить рулетку и периодически измерять тело. Это очень полезно, даже для расчета процента жира. Проведение измерений – это фантастический метод отследить как меняется форма вашего тела по мере того, как вы становитесь более стройным. Когда вы сжигаете жир и увеличиваете мышечную массу, может случиться так, что вы будете весить немного больше, несмотря на то, что тело становится все тоньше и подтянутее. Итак, как измерить тело?

Чтобы составить полную картину вашего прогресса, при измерениях тела, следует измерить его в 10-ти различных местах. Иначе, можно прибегнуть к более быстрому и прощенному способу — просто измерить грудь, талию и бедра, включая измерения верхней или нижней частей тела в зависимости от ваших проблемных областей (например, бедра, руки).

Как правильно измерить тело

Перед началом измерения, не забудьте:

Используйте нерастяжимую ленту.
Убедитесь, что рулетка, обернута вокруг тела и параллельна полу.
Держите ленту близко к коже, не нажимая на нее.

Как измерять объемы тела

Бюст: Измерьте все вокруг бюста на линии сосков.
Грудная клетка: Измерьте непосредственно под грудями, так высоко, насколько это возможно.
Талия: Измерение в самом узком месте по ширине, как правило, это чуть выше пупка.
Бедра: Измерьте вокруг самой широкой части кости бедра.
Живот: Измерьте живот между самой широкой частью бедер и талии.
Бедро: Измерьте вокруг самой полной части бедра стоя
Колени: Измеряйте сразу выше колена.
Икры ноги: Измерьте вокруг самой полной части.
Плечи: Измерьте выше локтей — вокруг самой полной части.
Предплечья: Измерьте ниже локтя — вокруг самой полной части.

Для чего измерять тело?

Делайте замеры каждые две недели и записывайте их — так вы сможете отслеживать свой прогресс. Это отличный мотиватор! Конечно, поначалу вам это может не понравится, но как только вы начнете видеть результаты, то получите невероятное ощущение достижения. Даже если вы уже начали свою программу, всё равно никогда не слишком поздно начать измерения (содержания жира в организме или измерения тела), потому что это поразительно и полезно — видеть как ваше тело продолжать изменяться. Если хотите, то введите результаты измерений тела в калькулятор жира, чтобы оценить процент жира в организме.

Кое-что интересное об измерениях тела

Интересный факт об измерениях тела — исследования показали, что на привлекательность женщины влияет не столько вес, сколько соотношение талии и бедер. Похоже, что женщины с соотношением 0.7 (т.е. окружность талии, составляет 70% от окружности бедер) как правило воспринимаются мужчинами как более привлекательные, независимо от культуры или типа телосложения. Разные красавицы, такие как Софи Лорен, Мэрилин Монро, Бейонс Ноулз, Кейт Мосс, Алессандра Амросио и Сальма Хайек имеют соотношение талии к бедрам около 0,7.

Источники:

http://gidbody.ru/problemy-s-vesom/motivacija/zamery-tela-pri-pohudenii
http://wiskoza.ru/kak-pravilno-izmerit-svoi-parametry
http://gvinevra.ru/kak-izmerit-telo.html

Как правильно измерить параметры тела женщины. Как измерить объемы тела

Все объёмы измеряются как есть, т.е. следите, чтобы сантиметровая лента прилегала плотно, но не натягивалась, уменьшая объём. Также она не должна быть слишком свободной.

Измерения производятся не на выдохе, не на вдохе, а в свободном состоянии. Конечно, чтобы правильно замерить объёмы (обхват), лучше было бы воспользоваться чьей-либо помощью. Особенно это важно при замере рук.

1. Объем шеи.

Замеряется окружность шеи у основания.

2. Объем груди

Сантиметровая лента проходит вокруг груди, по наиболее выступающей точке.

3. Объем под грудью

Лента проходит непосредственно под грудью.

4. Объем талии

Находим самое узкое место, обмеряем окружность живота, не выпячивая и не втягивая его. Если узкого места не нашли, то лента проходит выше пупка у кого-то примерно на 2, у кого-то на 3 см.

5. Объем живота

Примерно на уровне пупка (в наиболее выпячиваемой точке живота)

6. Объем бедер

Измеряем окружность бёдер, проводя сантиметровую ленту через ягодицы, по самой выступающей точке, далее смыкаем впереди. Причём, если живот большой, то внизу захватывается и его часть. Сантиметр строго как на картинке. Не выше, не ниже. Также, не сдвигаем его на галифе.

7. Объем бедра сверху

Стоим расслабившись. Отмеряем у кого 5 см, у кого 7 см вниз от паховой зоны. Измеряем окружность.

8. Объем под коленом.

Измеряем также, как и объём бедра, только сразу под коленной чашечкой.

9. Объем голени (икроножной мышцы).

Также стоя, обмеряем объём в самой широкой части икроножной мышцы.

10. Объем лодыжки.

Замеряется стоя, сразу выше 2-х косточек

11. Объем предплечья.

Рука расслаблена, вытянута вдоль тела. Отступаем от подмышки 9-10 см и замеряем окружность руки.

12. Объем запястья.

Замеряется окружность руки сразу после кисти.

Антропометрические замеры были частично затронуты нами в предыдущей статье . Там же мы описали и важность их проведения и с какой целью они выполняются. Много вопросов осталось нераскрытыми и именно здесь, во второй части статьи про человеческое тело мы и попытаемся их осветить.

Как мы уже говорили, прежде чем приступить к физическим нагрузкам, нужно зафиксировать три вещи: отправную точку, желаемую цель и путь к ее достижению. Иными словами, необходимо зафиксировать нынешнее состояние здоровья и формы, а также показатели с ними связанные. Определить конечный желаемый результат (об этом мы говорили в статье ). И сопоставляя исходные данные с желаемым конечным результатом выбрать оптимальный путь достижения цели. Это три обязательных шага, которыми персональный тренер (или вы сами) должен руководствоваться в работе с клиентами.

Сами по себе замеры тела мало что вам дадут, если не проводить сравнительного анализа с таблицами идеальных показателей роста, веса, возраста, содержания жира, а также объемов частей тела. Сравнительный анализ проводится с целью определить, на каком этапе физического развития вы находитесь в данный момент, а так же с целью понять, к чему стоит стремиться и от чего нужно отталкиваться. И если показатели роста, веса, возраста и содержания жира мы рассматривали в предыдущей статье, то здесь мы рассмотрим сначала таблицы идеальных показателей для мужчин и женщин, затем узнаем каким образом проводить замеры, и в конце, как часто нужно фиксировать прогресс.

Идеальные объемы для мужчин

Итак, антропометрические замеры начнем с определения идеальных коэффициентов вашего тела. Они должны удовлетворять соотношениям, приведенным в таблице ниже. Для определения своего коэффициента разделите вес в килограммах на рост в сантиметрах. Если ваш вес, скажем 80 кг, а рост, например 185 см и вы хотите узнать свой идеальный размер груди, талии и бедра, делим 80/185 = 0,432. Таким образом, сверяясь с таблицей мы видим, что коэффициент находится между 0,423 и 0,451. Значит, чтобы определить объем груди, вычислим среднее арифметическое между 101,7 и 105,2. Получим 101,7 + 105,2 = 206,9 / 2 = 103,4 см. Таким будет ваш идеальный объем груди. Как проводить вычисления вы поняли, а теперь приведем таблицу с которой вы будете сверять полученные данные.

Таким же образом вы сможете измерить и другие части тела. Цифры, которые вы можете получить из данной таблицы это только некая эталонная величина. Если раньше вам не приходилось заниматься с отягощениями, и вы не подвергали тело нагрузкам, можете считать данные цифры отправной точкой в построении мускулистого тела. Запишите и запомните их как то, с чего вы начинали. В будущем, проводя замеры тела, вам будет интересно взглянуть на отправную точку и оценить, насколько большой путь вам удалось пройти и какую работу удалось проделать.

Идеальные объемы для женщин

Ниже представлены таблицы, отражающие идеальные (эталонные) показатели роста, веса, возраста, объемов талии, бедер и не только. Подчеркиваю, информация ниже касается идеальных пропорций для женщин. Мужчины могут смело пропустить этот блок.

Существуют различные формулы для определения идеального веса. Какое-то время на практике применяли соотношение веса и роста по формуле Брока: «Идеальный вес равен росту минус 100». Однако сейчас считается, что эта формула рассчитана на женщин 40-50 лет. Оптимальный вес для женщин 20-30 лет должен быть уменьшен на 10-12%, а после 50 лет – увеличен на 5-7%. На сегодняшний день все чаще применяются таблицы и формулы, которые вводят поправку еще и на телосложение. С помощью следующей таблицы можно быстро и достаточно точно установить свой идеальный вес с учетом роста, возраста и телосложения.

Здесь же приведем и таблицу идеальных объемов бедер с учетом роста, возраста и типа телосложения.

Для девушек стоит заметить, что данные показатели являются идеальными и ваше тело в данный момент может им не соответствовать. Это совсем не повод расстраиваться! Наоборот, данные расхождения могут послужить поводом для того, чтобы записаться в зал и начать корректировать вашу фигуру в соответствии с вашими предпочтениями, а таблицы, приведенные здесь, в этом только помогут и подскажут в каком направлении двигаться.

Замеры тела

Теперь мы подошли непосредственно к тому, как именно нужно проводить антропометрические замеры.

СОВЕТ. Прежде, чем мы к ним приступим, необходимо руководствоваться следующими советами. Первое: замеры тела нужно производить обычной сантиметровой лентой. Второе: наиболее подходящее время для замеров – утро, то есть, когда мышцы наиболее расслаблены. Третье: сантиметровая лента не должна провисать или наоборот, быть перетянутой. Четвертое: для более точной оценки, делайте замеры в одном и том же месте по нескольку раз (2-3).

Пятое: ведите дневник замеров и фотофиксации для отслеживания прогресса.

Относительно последнего пункта мы уже рассказывали в нашей статье , и речь шла о том, что дневник в первую очередь важен исходя из тех соображений, что без него отслеживать прогресс будет затруднительно. Если вы не будете вести дневник, то прогресс, который протекает постепенно, и возможно в объемах будет составлять несколько миллиметров, попросту не будет заметен глазу и вам покажется, что вы топчетесь на месте. А это в свою очередь может привести вас к потере интереса, снижению мотивации и в конечном итоге, к полнейшему нежеланию тренироваться, что в нашем случае, естественно недопустимо. Для того, чтобы избежать таких плачевных последствий и нужно вести дневник.

Часто можно услышать, как люди говорят, что у них разнятся цифры. Происходит это зачастую по причине того, что замеры тела они проводят в разное время суток. После тренировки проводить замеры бессмысленно, так как кровь приливает к мышцам и они увеличиваются в объеме. Спустя время, произойдет отток крови и объемы мышц уменьшатся, что скажется и на результатах измерений. Как я уже говорил выше, замеры необходимо проводить утром.

Постарайтесь избежать приукрашивания цифр. Очень часто хочется, чтобы результаты проявились быстрее, и в такой ситуации одни втягивают живот, другие перетягивают ленту, третьи вдыхают полную грудь воздуха и т. д. Безусловно, всем хочется любыми средствами прийти к желаемому результату, но не нужно обманывать самого себя. Это не сыграет вам на руку. Будьте объективны.

На рисунке изображено, где именно нужно проводить замеры той или иной части тела: 1- бицепс; 2- шея; 3- грудь; 4- талия; 5- предплечье; 6- запястье; 7- таз; 8- бедро; 9- голень; 10- лодыжка.

Таким образом, на основании всех вышеизложенных данных, вы в силах управлять своим прогрессом и корректировать программу питания и тренировок прямо на ходу, ориентируясь на то, что для вас работает, а что нет. Поначалу этот процесс может показаться сложным, однако, когда вы увидите первые результаты в зеркале, он начнет вас мотивировать на дальнейшее движение вперед к своей цели.

Фотофиксация

Так же, как и антропометрические замеры, она является достаточно рабочим средством отслеживания собственного прогресса. Цифры хороши на бумаге, но нет лучшего способа наблюдения за улучшением формы, чем лицезрение собственной фигуры на всех этапах своего развития.

Для начала, перед тем, как вы начнете заниматься физическими упражнениями, достаточно будет сфотографироваться во весь рост, в трех позициях: спереди, сзади и сбоку. Позже, когда вы начнете прогрессировать и наращивать мускулатуру, можно будет перейти на более продвинутый уровень и уже как человек, серьезно занимающийся фитнесом и/или бодибилдингом, фотографироваться в позициях выступающих спортсменов: мышцы пресса и бедра спереди, двойной бицепс сзади, трицепс сбоку и т. д.

Таким образом, относительно замеров и фиксации осталось сказать о главном. Замеры тела и фотофиксацию оптимально проводить раз в месяц. Можно привязаться к конкретному числу календаря. Например, каждый месяц первого числа утром проводить фиксацию всех параметров: веса, жира, объемов мышц, делать фотографии и закреплять результаты в дневнике. Почему раз в месяц? Потому, что это тот минимальный промежуток времени, на котором вы сможете отслеживать конкретный видимый прогресс без применения каких-либо препаратов и средств, этот прогресс ускоряющих.

Заключение

Как и было обозначено в начале статьи, для того, чтобы куда-то двигаться, нужно определить нынешнее положение вещей, конечную цель и путь ее достижения. Целью данной статьи и было помочь определить нынешнее положение вещей, научиться проводить антропометрические замеры и фиксацию прогресса. Проявляйте терпение в тренировках, соблюдайте режим питания, будьте объективны в измерениях и относитесь критично к результатам фотофиксации, так как совершенству, как известно, нет предела.

В профессиональном бодибилдинге очень важным аспектом является контроль прогресса. Контролировать свои достижения можно разными путями, некоторые спортсмены проводят специальные исследования, которые показывают процент жира, а другие просто измеряют свой вес и делают замеры тела. Контроль собственного веса и объемов мышечных групп – самый простой способ следить за своим прогрессом и результатами. Полученные данные могут сказать вам о многом – эффективна ли ваша программа тренировок, какие мышечные группы являются отстающими, где нужно больше поработать для идеальных пропорций. В данной статье мы поговорим о том, как следить за своими результатами и контролировать свой прогресс.
Вопросы о том, как измерить собственный вес, как правило, не возникают ни у кого, ведь здесь нет ничего сложного – взвесился да и все. Но в профессиональном бодибилдинге такой подход не подойдет. Спортсмены измеряют свой вес только в определенное время – чаще всего утром на голодный желудок, чтобы точно знать свои показатели. Атлетам любителям мы советуем придерживаться точно такого же подхода. Многие посетители тренажерного зала слегка теряют мотивацию, после того как веса показывают на пол килограмма больше, но ведь их цель была похудение? А все потому, что перед тренировкой они плотно поели и чаще всего не могут связать эти два фактора. Со взвешиванием разобрались, теперь давайте перейдем к более глобальной теме замеров тела в бодибилдинге.
Замеры тела выполняются обычной сантиметровой лентой. В крайнем случае можно использоваться ниткой и линейкой. Замеры стоит производить также только в определенное время, чтобы уменьшить разные погрешности. В бодибилдинге рекомендуется выполнять измерения тела утром, когда вы голодный, а ваши мышцы расслаблены и “холодные”. Атлеты, которые выполняют замеры в разное время суток, часто говорят о том, что их результаты постоянно немного изменяются. Это происходит потому, как во время движения или мышечной работы, к мышцам приходит приток крови, который и увеличивает их объем. Особенно это заметно после выполнения упражнений, тогда работающая мышца будет намного больше своего объема в расслабленном состоянии. Итак, что вам нужно запомнить о правильном выполнении замеров:
В бодибилдинге мало кто измеряет все мышечные группы. Чаще всего выполняют измерения объемов талии, груди, бицепсов, берда, голени, предплечья и запястья. Также иногда меряют шею и таз. Многие задаются вопросом – в каком месте измерять ту или иную мышечную группу?
Как видите, выполнить замеры тела в бодибилдинге не так уж и трудно. Это не занимает много времени, но является отличным инструментом для контроля своего прогресса и достижений. Если вы видите, что ваши результаты не меняются длительное время, то стоит пересмотреть свою программу тренировок или подкорректировать рацион питания.
Как измерить объемы тела

Измеряем обхват/объем бедер: мужские, женские. Подбираем размер.

В этой статье мы расскажем о том, как правильно измерить свое тело и одежду, чтобы подобрать свой размер при заказе товаров через интернет, а также, чтобы ориентироваться какой у вас размер.

Интернет шопинг набрал весьма внушительные обороты и в несколько раз увеличил дистанционные продажи. До появления интернета дистанционные продажи осуществлялись благодаря бумажным каталогам, тем самым ярким журналам мод, которые предлагали не только посмотреть модные тенденции, но и заказать понравившиеся товары. Но, несмотря на то, что листать их любили все без исключения, тех, кто решался купить, был очень маленький процент.

Сегодня покупать в интернете это быстро, комфортно и экономно. Но у новичков всегда возникает один и тот же вопрос — как я могу быть уверенным, что одежда, которую я закажу, сядет на мне идеально? Ведь даже в магазине приходится перемерять несколько вещей, пока подберешь по размеру! Да, но при заказе в интернете вы предварительно делаете замеры, а после этого по размерной сетке подбираете оптимальный размер. Несколько минут и одежда, которую вы закажите, будет именно вашего размера.

При выборе платьев, юбок, брюк и многой другой одежды основным параметром выступает именно объем бедер. И от того насколько точно вы его измерите, зависит правильность определения размера.

Для того чтобы максимально точно измерить свой размер, попросите помощи близкого или подойдите к большому зеркалу:

Снимите одежду до нижнего белья, чтобы точно провести замеры;
Поставьте ноги вместе, так как если поставить ноги на ширине плеч замер будет большим, а соответственно не точным;
Теперь возьмите сантиметр и проверьте его начальную цифру, так как для точности измерения он должен начинаться с 0-вого показателя, и значение 1 должно быть через 1 см от начала;
Осмотрите свою фигуру, визуально определите самой широкое место и измерьте его, когда вы ровно стоите;
Если определиться сложно — измерьте те места, которые вам кажутся самыми большими, и тем самым вы найдете самую широкую часть бедер;
Запишите полученную величину, чтобы впоследствии не ошибиться.

Остается только ознакомиться с размерной сеткой и подобрать максимально приближенный размер.

Замеры бедер у мужчин идентичны замерам бедер у женщин. Для этого необходимо снять брюки и измерить самую широкую и выступающую часть бедер. Но в отличие от женщин, мужчинам чаще всего при выборе брюк, штанов и шорт необходимо ориентироваться не только на объем бедер, а учитывать особенности фигуры:

Мужчины с животиком обязательно делают замер на талии (3 пальца ниже пупка) и учитывают этот замер при выборе размера;
Мужчины с накаченными мускулистыми ногами обязательно проверяют замер ширины брюк, чтобы нога свободно вошла в голенище.

Как определить размер одежды по объему бедер: таблица

В этом разделе мы прилагаем таблицу соответствия размеров и объемов мужчин и женщин.

Важно: в статье приведена стандартная размерная сетка. Производитель имеет право изменять размерную сетку по своему усмотрению. Настоятельно рекомендуем при выборе одежды в интернете сравнивать свои замеры с замерами приведенными в карточке товара.

Надеемся, вам понравилась наша статья, вы нашли свой размер и отправляетесь в мир онлайн шопинга.

Видео: Как измерить бедра (Женщина)?

Потеря веса – либо через диету, либо через усиленные физические упражнения, либо через комбинацию и того и другого – это самоотверженный процесс, который требует и времени и усиленной работы. Пока вы усиленно избавляетесь от лишних килограммов, стоит помнить, что одним из лучших видов мотивации могут быть грамотные замеры изменений ваших объемов. Если вы измеряете свой вес и объем, то старайтесь делать это рано утром, перед тем, как вы приступите к завтраку – так вы получите объективные результаты. Также, не забывайте про минимум одежды или ее полное отсутствие – одна только маечка может исказить желаемы результаты и подпортить настроение.

Шаг 1

Разместите весы на плоской, ровной поверхности. Не ставьте весы на ковер и ковровое покрытие.

Шаг 2

Вставайте на весы раз в неделю. Если вы ведете журнал, то придерживайтесь определенного графика.

Шаг 3

Отметьте показания весов в дневнике. Помните, что вес иногда может сильно колебаться. Если вы находитесь в самом начале плана потери веса, то изредка вы будете наблюдать его резкое, но кратковременное увеличение.

Шаг 4

Не забывайте фиксировать ваши результаты в журнале до тех пор, пока вы не доберетесь до желаемой цели.

Измерение Объемов В Сантиметрах

Шаг 1

Помните про минимум одежды. Вы будете измерять разные области тела и вам вовсе не нужны дополнительные сантиметры – они подпортят общую статистику.

Шаг 2

Встаньте напротив полноразмерного вертикального зеркала и прихватите с собой портняжную ленту. Расслабьтесь. Не пытайтесь втянуть живот и напрячь мышцы пресса. Зеркало поможет вам расположить ленту правильно.

Шаг 3

Оберните лентой грудь в самой выделяющейся точке. Держите ленту достаточно плотно – она не должна провисать. Фиксируйте данные в дневнике. Затем измерьте объем бицепсов и зафиксируйте и этот замер.

Шаг 4

Измеряйте объем талии примерно на дюйм выше пупа. Потом переместитесь к бедрам – мерку берем с самой выделяющейся точки бедер. Пятки сожмите вместе. В финале, измерьте каждое бедро. Запишите все изменения или их отсутствие в дневник.

Шаг 5

Продолжайте следить за прогрессом и измеряйте свои параметры минимум раз в восемь недель. Обратите внимание на то, что ощутимые результаты вы сможете получить не раньше, чем через месяц.

Что Вам Понадобится

Блокнот или дневник для фиксации результатов
Зеркало в полный рост
Портняжная лента

По материалам: http://getfit.jillianmichaels.com/measure-body-weight-loss-1083.html

Как Измерять Свое Тело Во Время Потери Веса

Ирина Мишина

Главная » Ремонт и уход » Как правильно измерить параметры тела женщины. Как измерить объемы тела

Как измерить параметры тела :: JustLady.ru

Основными параметрами, которые учитываются при измерении тела, являются обхват груди, бедер и талии. Именно в этих областях отражаются изменения, которые сопровождают процесс похудения. Причем изменения происходят в зависимости от физиологии и предрасположенности каждого конкретного человека: у кого-то в первую очередь уменьшается объем груди, а у кого-то все изменения отражаются сначала на талии или бедрах.

Определить свои параметры вам поможет сантиметровая лента. Обратите внимание на то, что она не должна быть растянута. В противном случае, измерения не будут точными. Лучше всего производить их всегда одним и тем же инструментом, чтобы исключить возможность несоответствия лент друг другу. В любом случае разница между показаниями «до» и «после» будет точнее, если вы не будете менять ленту на другую.

Если у вас есть возможность, то попросите кого-нибудь измерить вас. Показания в таком случае будут более точными, чем тогда, когда вы будете производить измерения самостоятельно. Встаньте ровно, выпрямив спину. При измерении бедер расположите сантиметровую ленту горизонтально, стараясь охватить наиболее выступающие точки. Лента не должна быть слишком натянута или, наоборот, ослаблена.

Перейдите к талии. В отличие от техники измерения бедер, здесь вы должны расположить измерительную ленту так, чтобы она охватила самые узкие части. При измерении постарайтесь расслабиться, живот не должен быть втянут. Сантиметровую ленту не натягивайте слишком сильно, чтобы данные получились наиболее достоверными.

При измерении груди расположите ленту таким образом, чтобы она прошла по наиболее выступающим местам. Измерение производится на выдохе. Обратите внимание на то, что зная свой обхват груди, вы без труда сможете определить российский размер вашей одежды. Для этого просто поделите получившееся число на два.

Чтобы измерить рост, прислонитесь к стене или любой другой ровной вертикальной поверхности. Спина должна быть прямая, пятки и голова должны прикасаться к выбранной поверхности. При помощи книги или линейки определите точку на стене, соответствующую вашему росту. А затем измерьте расстояние от нее до пола. При измерении роста не забудьте снять обувь.

Измеряем параметры тела правильно. Как правильно измерить свои параметры

Начинаем измерение

Итак, возьмите в руки сантиметровую ленту. Сейчас мы приступим к одному из самых приятных моментов — измерению параметров вашего тела.
Наверное, вы удивитесь слову «приятных», ведь эта процедура до сих пор у вас ассоциировалась с негативными эмоциями… Для начала пара минут психологической помощи. Теперь у вас все по-другому! И вы вскоре станете совсем другой! Просто представьте себе, насколько ощутимо приятно захватывать измерительной лентой каждый раз на несколько сантиметров меньше. Все меньше и меньше!
А пока оторвемся от сладостных грез и научимся правильно измерять свои параметры. Ведь от этого будет зависеть не только настроение, но и ежедневный контроль результатов, а он должен быть абсолютно точен.

Объем груди

Измеряется на выдохе по наиболее выступающим точкам груди. Лентой нужно плотно обхватить грудь. Проследите, чтобы лента была параллельна полу.

Объем талии

Здесь уже нужно измерять по самой узкой части талии, исходя из индивидуальных особенностей строения вашего тела.
Помните: не у всех талия находится на уровне пупка — учитывайте собственные параметры. Точно так же, как и при измерении груди, нужно сначала выдохнуть, потом обхватить лентой (параллельно полу) талию, не затягивая и не оставляя много свободного места.

Объем бедер

Бедра измеряются по наиболее выступающей точке ягодиц. Ленту нужно держать как и при предыдущих измерениях: параллельно полу и не слишком затягивая. Если в этот объем входит живот, то не нужно его ужимать — меряйте вместе с его объемом.

Важные нюансы!

Мы перечислили основные объемы, которые обязательно нужно измерять каждый день.
Желательно измерения производить в одно и то же время: например, утром или вечером перед сном. Но особенности подкожной жировой ткани у женщин таковы, что жир распределяется неоднородно по всему телу. Вы и сами можете назвать свои проблемные места, которые обычно полнеют быстрее всего: у кого-то такой проблемной зоной являются бедра и ноги, у других — плечи и руки. Поэтому стоит измерять тело не только по основным параметрам, но еще и с учетом особенностей накопления жира, чтобы вы могли более точно отслеживать процесс похудения.
К тому же, видя ежедневный результат, вы можете по своему усмотрению добавить нагрузку (выполнять большее количество повторений упражнения) на определенные участки тела, которые худеют медленнее всего.

Дополнительные объемыОбъем в верхней части ноги

Поставьте ногу на возвышение (стул, кровать) так, чтобы нога образовала угол в 90 градусов. Не напрягая ногу, обхватите лентой область ноги на расстоянии примерно 5 сантиметров от паховой области.

Объем икроножной мышцы

Измерять его нужно стоя, не напрягая мышцы ног. Измерение проводится по наиболее выступающей части ног в области от колена до лодыжки. Следите, чтобы лента была параллельна полу.

Объем лодыжки

Измеряется стоя. Лентой нужно обхватить область чуть выше двух выступающих косточек.

Объем руки

Руку держите свободно, вдоль тела. Измеряйте объем руки на расстоянии примерно в 10 сантиметров от подмышки. Держим ленту параллельно полу, плотно, но не ужимая.

Объем запястья

Измеряется чуть выше двух выступающих косточек. Держим ленту аналогично.

Все эти измерения нужно записывать в специальную тетрадь каждый день, чтобы контролировать изменения, видеть прогресс и не давать жиру ни единого шанса!

Для получения корректных результатов от наших анализаторов и для слежения за изменением Ваших объемов требуется правильно провести замеры. Есть несколько тонкостей, которые существенно влияют на результат — например, если замерить обхват талии на вдохе, то он может оказаться существенно выше, чем Ваш реальный размер. Или Вы можете неверно определять положение талии при замере. Нижеприведенные рекомендации позволят Вам получить точные параметры Вашей фигуры.

Если Вы являетесь зарегистрированным пользователем сайта Береги фигуру , то при использовании любого калькулятора / анализатора Ваши данные автоматически сохраняются. Если у Вас изменились объемы, Вы можете ввести Ваши новые данные на своей страничке или произвести расчет Ваших размеров/объемов/пропорций, что позволит Вам наглядно увидеть результаты и отслеживать их по мере продвижения к цели.

Для точных измерений Вам потребуется сантиметровая лента, не растянутая, только тканевая. При замере лента должна плотно обхватывать измеряемый участок, но не впиваться в тело. Поза — раслабленная, не напряженная. Замеры проводятся без одежды.

По каждому показателю лучше провести несколько измерений и выбрать среднее.

Замеры следует проводить утром, после того как организм нормально выспится и отдохнет.

Как правильно измерить свой рост

Для измерения роста необходимо снять обувь, носки и головной убор. Прислонитесь к стене прямо настолько, насколько это возможно, чтобы пятки, ягодицы, спина, плечи и голова касались стены. Положите линейку или любой другой прямой предмет на голову, где он соприкоснется со стеной, прижмите и сделайте отметку карандашом и замерьте расстояние от отметки до пола с помощью сантиметровой ленты. Также возможно использовать зеркало для контроля за размещением линейки.

Как правильно измерить вес

Вес измеряется после пробуждения и утреннего посещения туалета. Вы должны быть уверены в своих весах, при нескольких замерах подряд, они должны показывать один и тот же вес. В данном случае достаточно просто встать на весы и замерить показания. В случае не самых удачных весов делайте несколько попыток при каждом сеансе взвешивания и определяйте среднее между ними.

Шея — как измерить

Для замера обхвата шеи встаньте прямо, глядя вперед, не поднимая плеч. Как обычно, при замерах, поза расслабленная. Приложите сантиметровую ленту под адамовым яблоком. Оберните ленту вокруг шеи, строго параллельно полу — положение ленты впереди и на спине должно быть на одной высоте

Правильные замеры груди

Поместите один конец сантиметровой ленты на выступающей точке груди, оберните его вокруг (под мышками, строго параллельно полу). Женщинам для измерения обхвата груди лучше надеть тонкий бюстгальтер. Обхват груди замеряется по самым выступающим точкам.

Измерение обхвата под грудью Правильное измерение талии

Оберните сантиметровую ленту вокруг талии (опять же параллельно полу) — визуально это самое узкое место выше пупка и ниже грудной клетки. Если Вы затрудняетесь визуально определить линию замера — наклонитесь в сторону — впадинка образовавшейся складки и есть ваша талия. При измерении живот не втягивать и не надувать, принять раслабленную позу. Зафиксируйте значение на сантиметровой ленте в конце выдоха — таким образом Вы получите наиболее точный результат.

Как правильно измерить живот

Для измерения живота используются разные подходы: живот можно измерять по уровню пупка или по самой широкой его части, для отслеживания показателей используйте один и тот же способ.

Замер предплечья Правильное измерение запястья Как правильно измерить бедра

Из позиции стоя, ноги вместе, надо обернуть сантиметровую ленту вокруг бедер — параллельно полу, чтобы лента прошла по самой широкой части бедер. Обычно обхват бедер измеряется перед зеркалом. Попробуйте сделать несколько замеров, чтобы убедиться, что вы произвели замер в самой широкой части.

Измерение длины окружности той или иной части тела называют замерами. Это лишь малый сегмент всей антропометрии человека. Умение измерять свое тело необходимо для фитнеса и бодибилдинга.

Для чего нужно делать замеры

Замеры помогают отслеживать динамику вашего прогресса. Визуально вы не всегда сможете определить изменился обхват вашей части тела или нет, а благодаря измерительной ленте вы сможете узнать даже о самом незначительном изменении.

Если же изменений нет, то вы будете знать, что необходимо подкорректировать свой тренировочный план и режим питания.

Когда делать замеры

Делайте замеры с утра, натощак, и даже желательно в одно и то же время. Тогда погрешности из-за условий измерения вообще не будет.

Как делать замеры

Замеры делаются с помощью сантиметровой ленты. Очень важно чтобы лента располагалась вдоль оси кости, а не по диагонали, наискосок или поперек. Она должна лежать плотно поверх вашей кожи, но нисколько не сдавливать ее.

Единого правила замеров нет, не существует самого удобного и разумного способа их делать. Поэтому далее будет описано как произвожу замеры именно я (все максимально подстроил под себя и упростил измерения там, где можно).

Как делать замеры тела

Запястье

Положение и состояние: согните руку в локте для удобства измерения. Рука расслаблена.
Место замера: чуть дальше от кисти, в самом тонком месте предплечья.

Предплечье

Положение и состояние: согните руку в локте (угол между предплечьем и бицепсом около 90 градусов), сожмите кисть в кулак и согните кулак в сторону предплечья до угла в 90 градусов. Все мышцы руки напряжены; важно напрячь на только внутренние мышцы предплечья (в их сторону мы согнули кисть), но и внешние мышцы.
Место замера: самая широкая часть предплечья, на 1-2 см подальше от перехода в плечо.

Плечо

Положение и состояние: согните руку в локте (угол между предплечьем и плечом около 70 градусов). Все мышцы руки напряжены; напрягаем и бицепс и трицепс, а не только изолированно бицепс.
Место замера: самая широкая часть плеча, примерно середина бицепса или же место его пика (если он есть).

Положение и состояние: стойте ровно, подбородок приподнят. Шея расслаблена.
Место замера: чуть выше основания шеи и чуть ниже уровня кадыка.

Плечевой пояс

Положение и состояние: стойте ровно, плечи слегка отведите назад, руки опущены. Все мышцы плечевого пояса и спины расслаблены.
Место замера: измерительная лента должна проходить через середину дельтовидных мышц, верх груди и вдоль лопаток.

Грудь

Положение и состояние: стойте ровно, дыхание умеренное (без активных вдохов и выдохов). Торс полностью расслаблен.
Место замера: самая широкая часть груди, выше уровня сосков на 1-3 см.

Живот

Положение и состояние: стойте ровно, дыхание умеренное (без активных вдохов и выдохов). Живот напряжен статически – не расслабляем его специально, но и не сокращаем мышцы пресса.
Место замера: примерно середина живота, чуть выше уровня пупка. Для кого-то это место будет талией, а для кого-то наоборот – самым широким местом.

Положение и состояние: стойте ровно. Ягодичные мышцы расслаблены.
Место замера: самая широкая часть таза, примерно середина ягодичных мышц.

Бедро

Положение и состояние: стойте ровно, основную опору держите на той ноге, которую замеряете. Коленный сустав максимально выпрямлен, мышцы бедра напряжены.
Место замера: самая широкая часть бедра, обычно находится у самого верха, примерно на 5-7 см ниже перехода бедра в таз.

Голень

Положение и состояние: измеряйте голень сидя. Напрягите мышцы голени, встав на носок и перенеся часть нагрузки, словно вы опираетесь не только тазом на стул, но и ступней на пол.
Место замера: самая широкая часть голени, обычно ниже на 5-7 см от места перехода голени в бедро.

Лодыжка

Положение и состояние: измеряйте лодыжку сидя. Нога расслаблена.
Место замера: чуть выше начала стопы, в самом тонком месте голени.

Правила измерений и ответы на вопросы

Общее

Теперь рассмотрим общие правила замеров и возможно возникшие у вас вопросы.

Как часто делать замеры

Делать замеры рекомендуется регулярно. А насколько регулярно зависит от вашего тренировочного периода. Если ваша цель поддерживать форму, то замеры стоит делать раз в 2-3 месяца. Если вы максимально пытаетесь сбросить вес или набрать мышечную массу, то замеры следует делать 1 раз в неделю.

Замеряйте в одном и том же месте

Очень важно запомнить в какое именно место вы прикладываете измерительную ленту. И всегда измеряйте именно в этом месте, именно у тех опознавательных знаков, которые вы для себя выделили. Это позволит вам избежать даже самой маленькой погрешности.

Замеряйте по нескольку раз

Замеры одной и той же части тела желательно производить по нескольку раз, чтобы удостовериться в правильности получившегося значения.

Нужно ли напрягать мышцы

Лично я замеряю в напряжении только предплечье, плечо, бедро и голень. Но в принципе все замеры можно делать без напряжения. А вот делать все замеры с напряженными мышцами – не вижу смысла.

Если вы обычный посетитель тренажерного зала, который хочет быть в хорошей форме, но не имеет цели выступать на соревнованиях, то вы можете делать замеры без напряжения мышц. Это будет оправдано, поскольку вы не идете по городу надутые и в напряжении – вы же не на сцене. Более того разница между напряженной мышцей и расслабленной (по обхвату, а не по визуальному облику) практически не отличается.

Можно ли измерять грудь на вдохе/выдохе или втягивать живот

Если вы выступающий атлет и ваша цель показать максимально возможный визуальный результат, и вы делаете вдох во время соревновательной позы, чтобы быть больше, то вам есть смысл измерять грудную клетку на вдохе. Также есть смысл замерять втянутый живот, если спортсмен на сцене его втягивает, делает вакуум.

Тут есть два момента, почему я за нейтральное состояние груди и живота. Во-первых, большинству людей соревнования не нужны, а в жизни мы же не будем делать глубокий вдох или вакуум. А во-вторых, у людей будут слишком различны показатели между вдохом и выдохом, если возьмем в пример пловцов или людей, которые играют на духовых музыкальных инструментах. У тех кто практикует боевые искусства, цигун или йогу, будет вакуум куда лучше, чем у обычного атлета. В общем теряется усредненность показателей.

Если вы что-то делаете иначе

Лучше всего следовать изложенной выше системе замеров, но если вы измеряете по-другому, то это не страшно. Вы можете измерять в любом месте, при любых условиях, в любое время, с напряженной мышцей или без, но главное – делать это всегда одинаково. Тогда ваша история изменений в любом случае покажет в каком направлении вы двигаетесь, происходит прогресс или же вы стоите на месте.

Попросите помощи в замерах

В принципе, самостоятельно можно измерить все части тела, даже плечевой пояс, но это не так просто и возможна погрешность. Поэтому попросите друга или родственника помочь вам сделать замеры в трудных местах (плечевой пояс, грудь, шея).

Что делать если нет измерительной ленты

Заменить измерительную ленту можно ниткой или вырезанной полосой бумаги. Необходимо будет замерить часть тела, а потом с помощью обычной линейки узнать получившуюся длину. Но такой способ гораздо менее удобный и с довольно большой погрешностью. Поэтому лучше купить измерительную ленту, которая точно продается в любом швейном магазине.

Эксплуатация измерительной ленты

Помните, что со временем измерительная лента может измениться в длине (сядет или растянется). Поэтому было бы правильным раз в год измерять ее обычной линейкой, которая обладает точной шкалой, и при необходимости купить новую ленту.

Подведем итоги

Общее

Краткая информация о замерах тела:

Замеры необходимы чтобы отслеживать динамику изменений своего тела.
Делать замеры желательно с утра, натощак.
Измеряют тело с помощью сантиметровой ленты.
Очень важно запомнить в каком именно месте вы делаете замер; все последующие разы нужно измерять точно там же.
Замеры одной части тела делайте по нескольку раз – так вы получите точное значение.

Дополнительная информация

Для мужчин важно измерять все части тела. Девушкам же в основном нужно измерять живот, таз, бедро и голень. А вот измерять запястье и лодыжку нет особого смысла, если вы уже знаете их размер. Только при очень большой разнице в весе эти части тела могут стать меньше или больше.

Небольшая ассиметрия в замерах между правой стороной и левой — это вполне нормально.

Вопрос об измерении фигуры является одним из самых главных когда Вы хотите заказать индивидуальных пошив вечернего, коктельного или свадебного платья. В первую очередь это связано с тем, что большинство из Вас хотели бы получить платье, которое максимально подходило бы по своим параметрам к Вашей фигуре, а не просто имело бы среднестатистические параметры какого-либо табличного европейского размера. Особенно важно правильно снять мерки, когда особенности фигуры требуют специального кроя платья (иногда бывает, что часть параметров фигуры можно отнести к одному табличному размеру, а часть уже относится к другому и поэтому приходится изменять соотношения пропорций платья для получения хорошего результата).

Итак, все-таки, как же правильно снять мерки и максимально точно измерить свою фигуру? В MADAM BOUTIQUE («Мадам Бутик») используется достаточно распространенная система снятия мерок. Сама схема пошагово представлена ниже и Вы с легкостью можете ее повторить на себе. Начинаем мерить:

1. Объем груди

Сантиметровая лента должна проходить на уровне подмышечных впадин по выступающим частям лопаток и по самым высоким точкам грудных жёлёз. У фигур с низко опущенной грудью при снятии этой мерки сантиметровую ленту спереди всё равно необходимо располагать строго горизонтально, а затем дать припуск на выпуклость груди.

2. Объем под грудью

Измеряют так, чтобы лента проходила под грудью и под лопатками.

3. Объем талии

Измеряют по самому узкому месту талии

4. Объем бедер

Измеряют по самой выступающей части бёдер, учитывая выпуклость живота.

5. Расстояние между плечами

Измеряют длину от плечевого сустава до плечевого сустава

6. Расстояние от плеча до центра груди

Измерение производят от высшей точки плечевого шва до выступающей точки груди.

7. Центр груди

Расстояние между выступающими точками грудных желёз — измеряют в горизонтальной плоскости.

8. Расстояние от плеча до талии

Измеряют от высшей точки плечевого шва через выступающую точку грудной железы до шнурка на линии талии

9. Расстояние от талии до пола (включая высоту каблуков)

Измеряют от шнурка на линии талии до требуемой длины

10. Расстояние от плеча до пола (включая высоту каблуков)

Измеряют от высшей точки плечевого шва до требуемой длины

11. Обхват руки

Измеряют вокруг руки у подмышечной впадины*

12. Бицепс

Измеряют по самой широкой части руки*

13. Расстояние от плеча до локтя

Измеряют от плечевого сустава до локтя*

14. Длина руки

Измеряют от плечевого сустава до локтя кисти руки*

15. Длина рукава

Измеряют от плечевого сустава до требуемой длины.

Таким образом, следуя инструкциям данной системы снятия мерок для пошива вечернего, коктельного или свадебного платья Вы сможете правильно измерить свою фигуру и получить сногсшибательный эффект в платье Вашей мечты, а MADAM BOUTIQUE («Мадам Бутик») Вам в этом поможет!

*Пункты 11-15 являются необязательным для всех моделей вечерних, коктельных и свадебных платьев, у которых нет рукавов, либо рукава имеют свободные параметры.

Идеальные объемы для мужчин

Идеальные объемы для женщин

Здесь же приведем и таблицу идеальных объемов бедер с учетом роста, возраста и типа телосложения.

Замеры тела

Теперь мы подошли непосредственно к тому, как именно нужно проводить антропометрические замеры.

СОВЕТ. Прежде, чем мы к ним приступим, необходимо руководствоваться следующими советами. Первое: замеры тела нужно производить обычной сантиметровой лентой. Второе: наиболее подходящее время для замеров – утро, то есть, когда мышцы наиболее расслаблены. Третье: сантиметровая лента не должна провисать или наоборот, быть перетянутой. Четвертое: для более точной оценки, делайте замеры в одном и том же месте по нескольку раз (2-3). Пятое: ведите дневник замеров и фотофиксации для отслеживания прогресса.

Фотофиксация

Заключение

Антропометрические замеры и фиксация результата

Людей мотивирует результат. Когда они видят после тренировок в спортивном зале, диет и отказа от вредных продуктов существенные положительные изменения в фигуре, то продолжают ещё усерднее трудиться над собой. В этом помогает и замер параметров собственного тела.

Чтобы иметь представление о том, насколько эффективен тот или иной метод работы, мало взвешиваться на весах. Необходимо фиксировать результаты измерений в таблицу и вносить их в соответствующие поля для того, чтобы видеть прогресс. Это даст возможность корректировать рацион и программу тренировок.

Как правильно делать замеры тела и как определить результаты тренировок

Когда вы чем-то, всерьёз, увлечены, то делаете это, наверняка, от всей души, не забывая при этом следить за своими результатами. Ведь это, в равной степени, относится также и к спорту. Если вы решительно настроены на достижение каких-либо результатов – вы следите за ходом каждой тренировки и за теми изменениями, что происходят с вашим телом. На помощь вам придёт эта статья, как правильно делать замеры тела.

Но способов для определения результатов тренировок существует большое множество, поэтому, чтобы не забивать вам голову, я расскажу о самых основных из них. Для начала, определим результативность тренировок с целью похудения и набора мышечной массы, их три: взвешивание, замеры тела и измерение подкожного жира. Эти три способа дополняют друг друга и в сумме дают полную картину происходящего.

Зачем нужны замеры?

Единично полученные замеры не имеют ценности при похудении, использовать их можно лишь для определения размера одежды. Пользу принесут лишь систематические измерения, поскольку они позволяют увидеть прогресс. Часто цифры становятся дополнительным источником мотивации, поскольку помогают не только зафиксировать похудение, но и показывают его скорость, изменение качества тела.

Чтобы получить более точные результаты, надо измерять сразу несколько параметров:

массу тела,
обхват груди,
обхват талии,
обхват области бедер.

Измерять можно:

шею,
запястья,
предплечья и другие части тела.

Регулярные измерения помогают отследить необходимость в перемене тренировочного графика, снижении или увеличении калорийности. Можно определить изменения скорости обмена веществ.

Первый способ — взвешивание

Самое простое и регулярное, что делают все люди, занимающиеся спортом – взвешиваются

. Следить за весом необходимо, но нельзя полагаться только на этот показатель. Так как при похудении может возникнуть ситуация, что вы, наоборот, чуть наберете вес, но этот вес будет набран не зачет жира, а за счет увеличения мышечной массы. Однако, как правильно, это очень малая вероятность, так как когда вы сушитесь (худеете) — ваша калорийность снижается, а для роста мышц, наоборот, нужно повышать калорийность (избыток ее). Хотя случается и такое – вес растёт (вес и объемы тела), но только не за счёт прироста мышечной ткани, а за счёт появления лишнего подкожного жира или наоборот…

Основные правила для взвешивания:

Взвешиваться необходимо каждую неделю, в одно и тоже время и в один и тот же день недели.
Взвешиваться нужно после туалета и перед завтраком.

Но чтобы картина была более полная следует, помимо взвешивания, делать замеры объемов тела и замеры жировых складок с помощь калипера, ведь только тогда вы будете прослеживать ваши достижения и изменения тела в динамике (максимально правильно). Подробнее об измерениях подкожного жира вы узнаете в статье: Как измерить подкожный жир.

Виды замеров

Взвешивание

Взвешивание поможет отследить динамику похудения

Обмеры тела

Существует 2 способа проведения обмера.

При первом применяется специальная сантиметровая лента. Показания можно посмотреть уже в процессе.
Вторая методика не так удобна. Используется нитка. Завершив обмер, нужно зафиксировать полученные данные, после — снять показания с помощью линейки. Может возникать погрешность.

Измерение подкожного жира

Есть и другие методики, но они сложнее, возможна большая погрешность.

Фотофиксация

С помощью фотографии можно отследить постепенную динамику похудения

Второй способ – обмеры тела

Он более точен чем первый, но как уже было сказано, их необходимо совмещать.

Обмеры тела (замеры тела) можно производить обычной сантиметровой лентой, а можно – бумажной или ниткой, после чего снимать показания линейкой. Первый способ более удобный, но если нет под рукой сантиметровой ленты, то отлично подойдет и второй способ. Итак, как правильно нужно замерять и какие места? Обо всём этом по порядку.

Замеры тела при похудении и наборе массы

Запястье

– замер происходит с расслабленной рукой, в самом тонком месте (над выпирающей косточкой).

Предплечье

(часть руки от локтя до запястья). Измеряется в двух состояниях – расслабленном и напряжённом. В первом — рука спокойно висит вдоль тела, во втором – рука согнута под углом 90 градусов, мышцы напряжены. В обоих случаях измеряется самая толстая часть.

Плечо

(это часть руки от локтя до плеча, а не от плеча до шеи). Измеряется в спокойном состоянии – рука висит вдоль тела, расслабленна. Замер в напряжённом состоянии – рука поднята и сжата в кулак на уровне головы.

Шея

. Измеряется в спокойном состоянии – подбородок чуть приподнят, сантиметровая лента лежит горизонтально, а не наискосок. Не пытайтесь втягивать шею в тело или вытягивать, или вовсе прижимать подбородок к груди – этим самым вы не улучшите результаты тренировок, а наоборот обманите самого себя.

Грудная клетка —

замеряется в самом широком месте — у мужчин и по самым выступающим точкам – у женщин. В спокойном состоянии — замер делается после спокойного, обычного вдоха (не стоит слишком глубоко вдыхать, выпячивать грудь). В напряжённом состоянии — необходимо напрячь мышцы спины и груди и немного развести локти в стороны. Есть ещё один вариант замера грудной клетки. Измеряете её на максимальном вдохе, затем также – на максимальном выдохе. Полученные показания складываете, затем делите на два, получившееся число – усреднённый объём вашей грудной клетки.

Талия —

измеряется по самому тонкому месту, если оно у вас есть. А если налицо выступающий живот, то замер производится, напротив, по самой широкой части. Не старайтесь, опять же, обмануть показания, поэтому живот не втягивайте, а сантиметровую ленту не натягивайте, слишком сильно, но и провисать она не должна – просто прилаживайте к месту замера. Если вы хотите провести замер талии в напряжённом состоянии, то напрягите мышцы пресса и измерьте.

Ягодицы —

замеряются, как правило, в расслабленном состоянии, по самым выступающим точкам. Именно поэтому в самом начале статьи сказано о том, что лучше проводить измерения с помощником, бывает сложно не только отыскать у себя самые выступающие точки сзади, но ещё и измерить правильно.

Бедро

– замеряется самая широкая часть, в расслабленном состоянии, либо стоя спокойно, либо поставив согнутую ногу на стул. В напряжённом состоянии – стоя, нога выпрямлена, мышцы напряжены.

Голень

– замеряется в самом широком месте. Расслабленное состояние – нога поставлена на стул, напряжённое состояние – приподнявшись на носок, перенести вес тела на ту ногу, которую измеряете.

Лодыжка

(находиться между стопой и голенью)– замерять нужно стоя на прямых ногах, в самой тонкой части.

Что приготовить для корректного измерения?

Замеры тела, таблица которых ведется периодически, рекомендуется делать ранним утром, до физических нагрузок и, тем более, завтрака. Только в этом случае организм будет чист, что будет исключать большую погрешность в данных.

А вот вечерние измерения не являются правдоподобными, так как на вес будет влиять вода и пища, которую человек употребил в течение текущего дня. Даже несмотря на строгие диеты, в течение дня могут появляться неожиданные отёки, которые будут отражаться на показателях.

Для проведения замеров потребуется подготовить:

зеркало, в котором нужно видеть себя в полный рост;
листок или тетрадь с таблицей, куда будут вноситься необходимые данные;
напольные весы, желательно с минимальной погрешностью;
метр, мягкий, но не эластичный, для измерения объемов.

Взвешивание

Весовой контроль является крайне важным показателем. Вставать на весы рекомендуется натощак. Для того, чтобы весы показали реальный результат, необходимо чтобы обе стопы стояли в центральной части измерительного прибора. Не стоит облокачиваться на какие-либо предметы, а также держать что-либо в руках. Не рекомендуется взвешиваться с мокрой головой. Надето должно быть минимальное количество одежды, в идеале – только нижнее белье.

Обмеры тела

Замеры тела должны зафиксировать изменения объемов частей тела с целью занесения результатов в контрольную таблицу.

Для получения точных сведений измерять нужно следующие параметры:

плечевой пояс;
предплечья каждой руки;
запястья;
объем каждой голени;
объем каждой лодыжки;
бёдра над коленом;

Если состояние тела в общем и целом устраивает, но есть некоторые проблемные зоны, можно сделать акцент только на них.

Третий способ – измерение подкожного жира

Кроме всех вышеперечисленных замеров, необходимо периодически и регулярно проводить измерение жирового слоя (подкожного). Потому что объемы могут расти из-за подкожного жира, а вы будите думать, что это растут ваши мышцы.

Существует огромное разнообразие методов определения подкожного жира. Поэтому чтобы узнать подробно о каждом из них и выбрать для себя наиболее подходящий – прочтите статью: Как измерить подкожный жир. Хотя я, лучше советую способ – Калипометрия,

так как он один из точных и простых.

Так же, пропущенная по причине нехватки времени или банальной лени запись об измерениях может здорово испортить картину усиленных тренировок. Разве вы упомните в точности все цифры, полученные, скажем, пару недель назад? Вряд ли … А ведь без этого неясно будет, насколько далеко вы продвинулись вперёд в деле похудения или наращивании мышц.

Другие способы определения результативности тренировок

Тем, кто занимается силовыми тренировками, результаты можно фиксировать также, исходя из количества подходов, повторений и поднимаемых весов. Но все эти данные необходимо записывать в тренировочный дневник, а иначе вы не сможете контролировать свой прогресс.
Для тех кто развивает выносливость, будет нелишним записывать время преодоления дистанций, количество сокращений сердечной мышцы и преодолённое расстояние. Все эти данные так же нужно записывать в свой тренировочный дневник, чтобы видеть наглядно свои достижения.
И последний на сегодня способ – это фотодневник,
впринципе, он является хорошей альтернативой замеров тела. Каждый месяц вы делаете три фотографии (основные) своего тела, без одежды — спереди, сзади и с боку. Но фотографировать нужно постоянно с одного и того же расстояния и ракурса, а иначе результаты тренировок будут не точными. В результате, сопоставив фотографии, за несколько месяцев, вы сможете увидеть разницу не только в цифрах, но и внешне по фотографиям. В данном способе вы можете и сами выбирать какую часть тела фотографировать, это никаким образом не помешает, а наоборот…

Несколько советов

Не стоит сильно пугаться и переживать, если вес вдруг «встал» или мышцы перестали расти. В обоих случаях нужно пересмотреть свою программу тренировок и режим питания. Подробнее о питании для похудения и роста мышц вы узнаете в разделе Правильное питание.
Также может быть много причин и того, почему перестаёт расти мышечная масса. Одни из главных: нехватка питательных веществ (энергии), недостаточность восстановления, нету прогрессии нагрузки, плохая техника упражнений и ваша энергетическая система еще не готова к дальнейшему росту, поэтому ее нужно и дальше развивать (тренироваться регулярно и соблюдать программу тренировок).Если вы все это проанализируете, то найдете в чем ваша проблема застоя (плато).
Вполне возможно, что так шустро убегавший вес опять решил осесть на ваших боках и талии всего лишь потому, что в вашей жизни прошла череда праздников, и режим питания слегка нарушился. А может, вы болели или очень усиленно работали, поэтому вам было не до тренировок.

Подведем итог

Итак мы рассмотрели тему: Как правильно делать замеры тела. И как определить результаты тренировок ?

Исходя их этого, становиться понятно, что в любом виде спорта необходимо анализировать и сверять результаты, но если этого не делать, то вы попросту будите «стоять на месте», а не прогрессировать. По этой самой причине, все спортсмены — уделяют очень важное значение контролю своих достижений. Ведь если скрупулезно следить за любым процессом, то в итоге вы научитесь им управлять (результатами).

Замеры тела

Теперь мы подошли непосредственно к тому, как именно нужно проводить антропометрические замеры.

СОВЕТ. Прежде, чем мы к ним приступим, необходимо руководствоваться следующими советами. Первое: замеры тела нужно производить обычной сантиметровой лентой. Второе: наиболее подходящее время для замеров – утро, то есть, когда мышцы наиболее расслаблены. Третье: сантиметровая лента не должна провисать или наоборот, быть перетянутой. Четвертое: для более точной оценки, делайте замеры в одном и том же месте по нескольку раз (2-3). Пятое: ведите дневник замеров и фотофиксации для отслеживания прогресса.

Относительно последнего пункта мы уже рассказывали в нашей статье «Подготовка к первому посещению фитнес-клуба», и речь шла о том, что дневник в первую очередь важен исходя из тех соображений, что без него отслеживать прогресс будет затруднительно. Если вы не будете вести дневник, то прогресс, который протекает постепенно, и возможно в объемах будет составлять несколько миллиметров, попросту не будет заметен глазу и вам покажется, что вы топчетесь на месте. А это в свою очередь может привести вас к потере интереса, снижению мотивации и в конечном итоге, к полнейшему нежеланию тренироваться, что в нашем случае, естественно недопустимо. Для того, чтобы избежать таких плачевных последствий и нужно вести дневник.

На рисунке изображено, где именно нужно проводить замеры той или иной части тела: 1- бицепс; 2- шея; 3- грудь; 4- талия; 5- предплечье; 6- запястье; 7- таз; 8- бедро; 9- голень; 10- лодыжка.

Как снять мерки для одежды без сантиметровой ленты?

Вариант первый, когда сантиметровой ленты нет, но есть линейка (любая). Берется тесемка, шнур или что-то в этом роде и мерки, нужные для пошива или подбора одежды, снимаются. Каждый снятый размер переводится в сантиметры с помощью линейки.

Способ второй, когда нет линейки, и нет ничего подобного. Той же тесемкой снимаются все полуобхваты — полуобхват по линии подмышек, отдельная тесемка, полуобхват по линии бедер, тоде отдельный кусок тесьмы, полуохват талии. С этими полуобхватами можно выбрать одежду. Кстати, правильно вымерянный полуобхват (по подмышкам и по бедрам) — это в сантиметрах аналог вашего размера, вверху и внизу размер часто различается.

Возможно, есть еще способы, интересно будет узнать. Но раньше в СССР делали тесемками.

На мой взгляд, пошив одежды не является неким экстерным неотложным мероприятием и мерки «на глаз» лучше не снимать, то есть нужно купить измерительную ленту, или хотя бы рулетку (строительную).

Если без ленты, то нужно определиться что у Вас есть в наличие, какой измерительный инструмент.

Если нет даже линейки, то можно ориентироваться на клеточки обычной школьной тетради, 1 клетка 5 мм, 2 клетки сантиметр.

Далее изготавливаем самостоятельно измерительный инструмент, нужна верёвка, или мягкий провод (электрический), или полосовая (не большой ширины) ткань и.т.п.

Затем наносим сантиметровую разметку (при помощи тех же клеточек тетради), я наносило маркером, но есть и другие варианты.

Если нужно измерить полный рост человек, то встаньте к стене, на голову положите книгу и далее измеряем расстояние от пола и до книги.

Все замеры лучше производить с помощником.

Далее, если речь о пошиве мужской одежды, то мерки лучше снимать «на голое» тело, или мерки снимаются в лёгкой одежде.

Вначале снимаем мерку вокруг шеи, затем мерки снимаются в районе груди (в наиболее выступающих точках) на уровне подмышечных впадин, затем снимаем размеры талии (размер в самой её узкой части, если такого места нет, то в самом широком).

Так же производится снятие размеров и в районе бёдер, обхват бёдер измеряется по кругу, но в горизонтальной линии.

Советую размеры снимать несколько раз, то есть измерения (результаты) должны совпадать при повторном снятии.

Источник

Как правильно измерять объемы?

Для удобства лучше составить таблицу параметров похудения

Лучше снять одежду перед манипуляцией или выбрать самые обтягивающие вещи: так результат будет точнее.

Если вес перестал снижаться или мышцы слишком медленно растут, лучше обратиться к специалисту, чтобы скорректировать тренировочный график, повысить нагрузки, изменить питание.

Обратите внимание! Мышцы весят тяжелее чем жир. При этом люди с одинаковым весом могут выглядеть абсолютно по-разному

Шея

Плечевой пояс

Плечо

Предплечье

Запястье

Грудь

Обхват корпуса под грудью

Бедра под ягодицами

Бедро над коленом

Лодыжка

Голень

Таз

Антропометрия: меряем тело и вычисляем свои пропорции

Никогда не задумывались, почему при равном уровне «прокаченности » одна фигура кажется совершенной , а в другой заметна какая-то несуразность? Всё дело в пропорциях: от того, насколько симметрично соблюдено соотношение разных частей тела, зависит его визуальная гармония. Поэтому , прежде чем начать построение мышц, очень важно уделить внимание антропометрии : вычислению своих идеальных параметров фигуры .

Как правильно сделать замеры

Ошибочно полагать , что параметры телосложения человека заканчиваются его соотношением веса и роста . Прежде чем рассчитать идеальные пропорции фигуры , к которым стоит стремиться, нужно произвести измерение всех частей тела, над которыми вы будете работать. Благодаря полученным данным, вы сможете не только наблюдать прогресс тренировок , но и в случае отставания одних мышц от других сразу же это корректировать.

Для того, чтобы правильно произвести необходимые замеры, достаточно вооружиться сантиметровой лентой и простыми инструкциями. Лучше всего осуществлять измерения утром, поскольку в это время мышцы наиболее расслаблены . Обмеряем нужные части тела , в соответствии с рисунком. Это первый шаг на пути к идеальным пропорциям тела:

Обмеряется наиболее тонкое место рядом с кистью.

Обмеряется самое широкое место, на 1-2 см ниже локтевого сгиба.

Прежде чем производить замер бицепса, следует согнуть руку в локте , после чего ее напрячь . Обмеряется самая широкая часть плеча, расположенная посередине бицепса.

Обмеряется место, расположенное чуть ниже кадыка.

Замер производится в области самой широкой части грудной клетки, на 1-3 см ниже уровня сосков.

Важно не втягивать живот, принять расслабленную позу. Обмеряется середина живота, чуть выше пупка.

Найдите середину ягодичных мышц, и по ней измеряйте таз в самой широкой части.

Для того, чтобы обмерить бёдра , нужно поочерёдно переносить весь вес на измеряемую ногу. Замер производится в самой верхней точке бедра, там где оно наиболее широкое.

Голень измеряется в самой ее широкой части. Перед началом замеров, стопа ставится на носок, и вес переносится на измеряемую ногу.

Обхват лодыжек нужно обмерять в положении «сидя», стопа должна быть расслаблена полностью . Измеряется наиболее тонкое место, расположенное чуть выше ступни.

Немного отличаются те параметры, которые понадобятся для построения женской и мужской фигуры . Мужчинам нужно измерить все без исключения части тела , женщинам вполне достаточно данных об обхвате талии, бёдер , грудной клетки, голени и таза.

Важно постоянно записывать свои параметры, производя измерения раз в неделю и отслеживать прогресс. Опытные спортсмены советуют делать замеры строго в одно и тоже время , поскольку в разные дневные часы данные могут сильно различаться.

Теперь , когда вы знаете свои параметры , можем переходить к рассчету индивидуальных показателей для симметричной фигуры.

Как построить таблицу замеров

Таблица, составленная на основании сделанных замеров будет наглядно показывать изменения:

Каждая строка будет характерна для отдельной части тела, которая была замерена.
Каждый столбец соответствует дате измерения, а также фиксирует показатели по каждому пересечению.

Можно внести столбцы для промежуточных результатов, а также по подведению итогов по прошествии нескольких недель или месяцев.

Общий вид таблицы будет выглядеть следующим образом:

Начало	1.12.20	14.12.20	28.12.20	11.01.21	18.01.21
Шея
Плечи
Грудная клетка
Под грудной клеткой
Талия1
Талия2
Талия3
Под ягодичными мышцами
Объем ягодиц
Объем бедер
Колени
Объем голени
Объем лодыжек
Объем запястья
Объем предплечья
Вес

Показатели рекомендуется вписывать до миллиметра, так как на некоторых участках тела за продолжительный срок может уйти совсем небольшая жировая прослойка, например, в области щиколоток.

Количество столбцов, строк, подкатегорий может варьироваться в зависимости от потребностей конкретного человека. Также, возможно, его интересуют отдельные параметры, а не все тело в общем.

Можно оставлять отдельные столбцы для даты, а можно указывать даты в строке замера. Таблица станет наглядным примером для отслеживания динамики процесса похудения и преображения.

Параметры идеальной симметрии

Для того, чтобы приблизиться к максимально-гармоничным показателям соотношения разных частей тела, существует специальная система мер, под названием «золотое сечение». Современная система измерений тела , основываясь на «золотом сечении» помогает рассчитать пропорции фигуры человека, к которым стоит стремиться .

окружность шеи должна составлять около 38 процентов от обхвата грудной клетки;
обхват предплечья в идеале составляет 30 % от окружности грудной клетки;
талия должна быть равна показателю в 75% от обхвата грудной клетки;
обхват таза равен 0,9 от окружности грудной клетки;
окружность бёдер должна составлять 60% от обхвата таза;
голень равна 40% от показателя по обхвату таза;
равными или почти равными между собой должны быть параметры обхвата икр, бицепсов и шеи.

Как измерить талию и не ошибиться с результатом: 5 простых шагов

Пошаговая инструкция, как правильно измерить талию, реальные показатели талии здоровых людей, и почему не стоит переживать, если ваши объемы больше, чем у других – отвечаем в тексте на самые частые вопросы о замерах одной из самых популярных частей тела. А еще делимся упражнением для уменьшения талии.

Для худеющих людей замеры частей тела – неотъемлемая часть приведения в порядок фигуры. Именно поэтому так важно понимать, как именно можно измерить обхват талии, да еще и сделать это правильно. Информация о том, какого размера ваша талия, необходима еще и тогда, когда вы выбираете себе одежду, ведь многие производители уточняют размер в сантиметрах, чтобы покупатель понимал, подойдет ему та или иная блузка или нет. Кроме того, по измерениям объема талии можно понять, здоровы ли вы. Рассказываем, как измерить талию и не ошибиться в своих подсчетах.

Как измерить объем талии?

Для начала стоит отметить, что вам понадобится сантиметровая лента – иначе узнать, какой у вас обхват талии, не удастся.

1. Вам необходимо избавиться от одежды, которая в данный момент на вас – майка или кофта добавляет лишние сантиметры, которые вам вряд ли нужны для точного результата. Вы можете просто приподнять одежду до груди. Стоит спустить еще и брюки, если они слишком с высокой посадкой.

2. Следующий шаг – найти ту самую талию. Она находится между верхней частью бедер и основанием грудной клетки. Это, чаще всего, мягкая зона, а над ней – кости. Талия находится на уровне пупка или чуть выше него.

3. Далее оберните сантиметровую ленту вокруг своей талии. Для этого вам стоит встать прямо и не задерживать дыхание. Начало ленты расположите около пупка. Сантиметр не должен болтаться на теле. Необходимо, чтобы он плотно облегал талию, но при этом не врезался в кожу. Кроме того, обратите внимание, чтобы сантиметровая лента не перекрутилась, например, на спине. В противном случае результат будет не совсем верный.

4. Взгляните на сантиметровую ленту, но перед этим соберитесь с мыслями. Значение, которое вы хотите узнать, будет видно на конце ленты, сомкнувшейся с началом, то есть в районе пупка. Цифра, которую вы увидите, будет означать ваш обхват талии в сантиметрах.

5. Если вы интересуетесь, как правильно измерить талию, стоит запомнить еще одно правило: лучше дважды проверять результат. Выполните такое же измерение еще раз, чтобы точно значит, что значение верное. Если же второй замер отличается от предыдущего, то придется проделать те же операции в третий раз.

Идеальные объемы для мужчин

Какая талия должна быть у здорового человека?

Известно, что у мужчин талия должна быть меньше 94 сантиметров, а у женщин – меньше 80 сантиметров. Завышенные отметки говорят о том, что у вас могут быть какие-то проблемы со здоровьем или предрасположенность к ним. Среди них, например, инсульт или порок сердца. Слишком большой объем талии может говорить о риске заболеть диабетом второго типа и раком.

В том случае, если вы заметили, что ваша талия больше необходимых показателей, вам нужно обратиться к врачу. Возможно, он назначит вам анализы, а после – пропишет диету и даст рекомендации по занятиям спортом.

Идеальные объемы для женщин

Здесь же приведем и таблицу идеальных объемов бедер с учетом роста, возраста и типа телосложения.

Стоит ли переживать из-за размеров талии?

Существуют несколько факторов, которые могут повлиять на размер талии. Так, например, у беременных женщин она заметно увеличивается. Кроме того, на объеме талии сказываются болезни, приводящие к увеличению живота. Слишком большой объем талии характерен, в том числе и для некоторых наций. Например, подобное встречается у китайцев и японцев.

Кстати, если вы хотите активно следить за динамикой уменьшения или увеличения обхвата талии в случае, если вам необходимо похудеть или потолстеть, лучше снимать мерки каждую неделю. Если вы просто планируете наблюдать за своим здоровьем, достаточно будет результатов раз в месяц. И помните, что талию можно скорректировать без каких-либо жестких диет. Достаточно спорта и правильного питания.

Вот и пример упражнения, которое поможет сделать талию тоньше: «вакуум». Оно делается на пустой желудок. Вам необходимо согнуть ноги в коленях, лежа на спине, и сделать глубокий вдох, выдыхая воздух через рот. Но есть важное правило: стоит задержаться на вдохе минимум на 15 секунд, а с каждым днем по чуть-чуть увеличивать продолжительность и доходить в своих начинаниях до минуты. Лучше повторять упражнение от трех до пяти раз подряд каждый день.

Источник

Узнаем как измерить объемы тела у женщин в домашних условиях

Как правильно измерить объемы тела у женщин? Таким вопросом задается множество представительниц прекрасного пола. На это есть разные причины: заказ одежды в интернет-магазине или индивидуальный пошив вечернего платья, строгое отслеживание изменений при диете или желание сравнить себя с идеальными параметрами тел на страницах глянцевых журналов.

Важность правильных измерений

Во многих ситуациях снятие мерок требует тщательного контроля, ведь каждый неучтенный сантиметр способен причинить в будущем немало проблем, связанных с пошивом одежды по неверным данным.

Практически каждая женщина сталкивается с такой ситуацией при выборе свадебного платья. В таком случае, как правило, доверяются профессиональным портье, но абсолютно любая женщина легко сможет понять, как правильно измерять объемы тела самостоятельно.

Что понадобится для измерений

Из подручных средств хватит одного лишь сантиметра, который, скорее всего, найдется у каждой девушки дома. Существуют табличные значения параметров фигуры, но проблема заключается в том, что первая часть параметров может будет относиться к одному табличному значению, а вторая — к другому.

Необходимо измерить соотношение пропорций будущего наряда для нахождения правильного результата. В свое время эксперты из MADAM BOUTIQUE разработали весьма простую и эффективную систему по снятию мерок.

Как измерить объемы тела по системе MADAM BOUTIQUE

Начинается процесс с измерения объема груди в двух местах. Сантиметр прокладывается на уровне подмышек, по выступающим частям лопаток сзади и верхним точкам груди спереди. Если грудь сильно опущена, все равно сантиметр обхватывает тело параллельно полу. Уже после стоит сделать припуск с расчетом груди. Второе место для измерения — под грудью. Сантиметр проходит под грудью и лопатками.

Объем талии легко измерить, найдя на талии самое узкое место. С объемом бедер все обстоит ровно наоборот — нужно найти самое выступающее место с учетом выпуклости живота.

Далее измеряется обхват руки, для этого достаточно провести сантиметр вокруг руки у самой подмышечной впадины. Объем бицепсов измеряется в самой широкой части руки в зоне бицепсов.

Выше было сказано, как измерить объемы тела. Приступим к измерению расстояний между важными частями тела, без которых измерение одних только объемов даст мало пользы.

Как измерить расстояния между частями тела по системе MADAM BOUTIQUE

Возвращаемся к верхней части тела. Измеряется расстояние между плечами (плечевыми суставами). Затем нужно измерить расстояние от одного из плеч до локтя, а сразу после — до кисти. Второе полученное значение будет считаться полной длиной руки. Важно знать, что длина рукава измеряется от верхней точки плечевого сустава до необходимой длины.

Теперь на одном из плеч определяется самая высокая точка и сантиметр ведется от нее к центру груди (самой выступающей точке) на этой стороне. Далее измеряется расстояние между центрами грудных желез, сантиметр протягивается строго параллельно полу.

Вновь берется отправная точка на плечевом суставе, через самое выступающее место грудной железы сантиметр спускается перпендикулярно к полу до шнурка на линии талии. Так измеряется расстояние от плеча до талии.

Затем точкой отсчета становится тот самый шнурок на линии талии, а от него сантиметр опускается до самого пола (под прямым углом). Следует отметить, что в данном измерении обязательно стоит учесть высоту каблуков и прибавить ее к полученному значению.

Также имеет значение расстояние от высшей точки плечевого сустава до пола (включая высоту каблуков). Просто возьмите два измеренных чуть ранее значения и сложите.

Сейчас, зная то, как измерить объемы тела и нужные расстояния между его частями, не составит труда указать продавцам в магазине или портным в ателье нужные значения. Нужно подчеркнуть, что все параметры рук не имеют принципиального значения при выборе свадебного, коктейльного или вечернего платья без рукавов или со свободными рукавами.

Как не сделать ошибок при измерении

К сожалению, недостаточно одного лишь знания техники того, как измерить объемы тела, придется учитывать некоторые важные нюансы самого процесса. Перечислим их ниже:

Для полноты картины стоит подыскать большое зеркало во весь рост.
Точность измерения объемов будет выше, если раздеться до нижнего белья или догола.
Ноги должны быть поставлены вместе, а не на ширине плеч, иначе пострадает точность измерения расстояний и некоторых объемов.
Рекомендуется внимательно осмотреть свой сантиметр: он должен начинаться со значения «ноль». Значение в 1 см должно быть точно через 1 см от нулевого показателя. Нарушение расстояний можно встретить на самых дешевых сантиметрах.
Всегда лучше записывать полученные значения сразу, провести несколько измерений (желательно не менее трех) в разные дни для большей точности полученных результатов.

Из вышесказанного становится ясно, что вовсе не обязательно быть профессиональным кутюрье или портным для того, чтобы знать, как правильно измерять объемы тела у женщин. К тому же, всегда есть возможность сравнить собственные измерения с работой специалистов, что позволит лишний раз убедиться в собственной компетентности в этом деле.

✅ Как правильно измерить параметры тела. Измерение объемов тела

Как измерить тело

Как правильно измерить тело

Перед началом измерения, не забудьте:

Используйте нерастяжимую ленту.
Убедитесь, что рулетка, обернута вокруг тела и параллельна полу.
Держите ленту близко к коже, не нажимая на нее.

Как измерять объемы тела

Бюст: Измерьте все вокруг бюста на линии сосков.
Грудная клетка: Измерьте непосредственно под грудями, так высоко, насколько это возможно.
Талия: Измерение в самом узком месте по ширине, как правило, это чуть выше пупка.
Бедра: Измерьте вокруг самой широкой части кости бедра.
Живот: Измерьте живот между самой широкой частью бедер и талии.
Бедро: Измерьте вокруг самой полной части бедра стоя
Колени: Измеряйте сразу выше колена.
Икры ноги: Измерьте вокруг самой полной части.
Плечи: Измерьте выше локтей — вокруг самой полной части.
Предплечья: Измерьте ниже локтя — вокруг самой полной части.

Для чего измерять тело?

Кое-что интересное об измерениях тела

Какие замеры тела при похудении помогут отследить результаты?

Зачем нужны замеры?

Чтобы получить более точные результаты, надо измерять сразу несколько параметров:

массу тела;
обхват груди;
обхват талии;
обхват области бедер.

шею;
запястья;
предплечья и другие части тела.

Виды замеров

Взвешивание

Обмеры тела

Существует 2 способа проведения обмера.

При первом применяется специальная сантиметровая лента. Показания можно посмотреть уже в процессе.
Вторая методика не так удобна. Используется нитка. Завершив обмер, нужно зафиксировать полученные данные, после — снять показания с помощью линейки. Может возникать погрешность.

Измерение подкожного жира

Есть и другие методики, но они сложнее, возможна большая погрешность.

Фотофиксация

Как правильно измерять объемы?

Лучше снять одежду перед манипуляцией или выбрать самые обтягивающие вещи: так результат будет точнее.

Плечевой пояс

Плечо

Предплечье

Запястье

Грудь

Обхват корпуса под грудью

Бедра под ягодицами

Бедро над коленом

Лодыжка

Голень

Заключение

При похудении рекомендуется также считать калории, белки, жиры, углеводы.

Как правильно измерить свои параметры

Измеряем себя правильно

Объем груди.Выпрямите спину, обхватите лентой туловище в области груди, стараясь, чтобы она располагалась параллельно полу. А затем измерьте себя по наиболее выступающим частям;

Объем талии. Это самая тонкая часть торса, и она может располагаться у каждого в разных местах (область пупка, ниже или выше!), в зависимости от типа фигуры. Обхватываем ее в меру плотно лентой и на выдохе фиксируем полученное значение;

Объем бедер.Сюда входят самые выступающие части ягодиц и в некоторых отдельных случаях живот. Не втягивайте его и не старайтесь занижать показатели, если заинтересованы в том, чтобы одежда идеально села на тело. Три первых параметра обязательны для любого типа одежды, которая представлена на нашем сайте;

Объем верхней части ноги. Помимо основного инструмента вам понадобится стул, на который вы должны поставить ногу так, чтобы она образовала угол в 90 градусов. Отмеряем приблизительно 5 см от паха и измеряем в этом месте расслабленную конечность;
Объем икроножной мышцы. Место измерения – самая выступающая часть в районе между коленом и лодыжкой. Нога в процессе должна находиться в стоячем и предельно расслабленном положении. Если планируете заказать брюки или лосины, заодно стоит измерить и объем щиколотки;

Объем руки. Руку расслабить в естественном положении и измерить ее объем на расстоянии 10 см от подмышечной впадины;
Объем запястья. Акцент делается на области чуть выше двух выступающих косточек, где обычно заканчивается рукав;
Немаловажным параметром при покупке блуз,кардиганов и платьев является и длина рукава, которую следует измерять в положении согнутой в локте руке, по ее наружной стороне;

Источники:

http://gvinevra.ru/kak-izmerit-telo.html
http://gidbody.ru/problemy-s-vesom/motivacija/zamery-tela-pri-pohudenii
http://wiskoza.ru/kak-pravilno-izmerit-svoi-parametry

Измерение точных параметров тела одетых людей с крупномасштабным движением с помощью сенсора Kinect

Ядро нашего модуля отслеживания позы следует алгоритму регистрации модели, в котором параметр позы q ∈ R ³⁶ может решаться как проблема MAP [22]. Пусть C _i будут входными данными в текущем кадре, i , который состоит из карты глубины, D _i , двоичного изображения силуэта, S _i и RGB образ, R _i .Кроме того, обозначив ранее реконструированные позы как Q _м , проблема MAP может быть сформулирована как:

Мы формулируем термин вероятности и предыдущий термин аналогично Wei et al. [13]. Однако Wei et al. [13] использует цилиндрическую модель для отслеживания движения человека, а мы используем модель SCAPE для отслеживания. Между этими двумя моделями существует большая разница в движении качения, например, когда рычаг вращается вокруг продольной оси, нет никакой разницы в цилиндрической модели, в то время как модель SCAPE показывает значительное изменение.Очевидно, что модель SCAPE ближе к истине движения, чем цилиндрическая модель. В нашей практике мы добавляем термин изображения RGB для отслеживания движения ролика. Кроме того, поскольку модель SCAPE имеет некоторые детали человеческого тела, которые отличаются от наблюдаемой карты глубины, мы формулируем надежный термин силуэта, чтобы учесть эти различия.

3.2.1. RGB Image Term

Карты глубины вряд ли могут показать движение крена, поэтому мы пытаемся найти подсказки по изображениям RGB. Пусть R _i и D _i будут наблюдаемым изображением RGB и картой глубины для текущего кадра, и пусть R _i _-1 и D _i _-1 — наблюдаемое изображение RGB и карта глубины для последнего кадра.Сначала мы находим и сопоставляем ключевые точки на R _i и R _i _-1, используя алгоритм ORB [23]. Во-вторых, совпадающие ключевые точки привязываются к карте глубины того же кадра. Для построения соответствия между ключевыми точками RGB и точками глубины мы проецируем карту глубины на изображение RGB и находим ближайшие точки глубины, которые соответствуют точкам RGB. Однако могло быть некоторое несоответствие между изображением RGB и картой глубины.Чтобы гарантировать надежность термина изображения RGB, мы должны удалить несоответствия из набора соответствий. В своей практике мы применяем эффективный метод устранения несовпадений. Мы просто вычисляем расстояние в пикселях между ключевыми точками RGB и точками глубины, проецируемыми на изображение RGB. Когда расстояние превышает пороговое значение, мы можем считать соответствие несоответствием и удаляем его из набора соответствий. Опытным путем мы установили порог в три пикселя. После того, как мы построим соответствие между изображением RGB и картой глубины, мы можем построить соответствие между последовательными картами глубины в соответствии с совпадениями RGB.Мы определяем точки на текущей наблюдаемой глубине как Prgb *, и мы определяем точки, преобразованные из наблюдаемой глубины последнего кадра, параметрами позы, q , как p _rgb ( q ). Тогда термин изображения RGB можно сформулировать как:

Ergb = ‖prgb (q) −prgb * ‖22σrgb2

(2)

Обратите внимание, что член изображения RGB имеет ту же форму, что и дополнительный член в формуле MAP; мы можем оптимизировать этот член так же, как мы оптимизируем дополнительный член в уравнении (4).При оптимизации термина изображения RGB мы должны знать кости, которым принадлежат точки глубины. Вместо привязки точки глубины к ближайшей к ней точке модели SCAPE мы привязываем ее к ближайшей кости. Таким образом, мы можем гибко выполнять преобразование точек глубины. показывает влияние нашего термина изображения RGB: отслеживание позы без нашего термина изображения RGB всегда дает плохую оценку вращательного движения конечностей и головы, в то время как отслеживание позы с термином изображения RGB может дать точные результаты.

Влияние нашего термина RGB: ( a ) показывает результат без нашего термина RGB; ( b ) показывает результат с нашим членом RGB.

3.2.3. Оптимизация

После добавления элемента изображения RGB и элемента силуэта мы можем описать проблему отслеживания позы как:

argminqEdepth + Eextra + Esil Silhouette + Ergb + Eprior

(4)

где:

Edepth = ‖Drender (x (q), q) −D‖22σdepth3

(5)

Eextra = ‖p (q) −p * ‖22σextra2

(6)

Eprior = ‖qi − 2q ˜i − 1 + q˜i − 2‖22σs2

(7)

В верхних уравнениях D _render представляет карту глубины, визуализированную из модели SCAPE, D представляет наблюдаемую карту глубины, p ( q ) представляет точку на модели SCAPE, x ( q ) представляет координату пикселя глубины на изображении глубины и p * представляет точку из наблюдаемой карты глубины.Вместо того, чтобы находить явное соответствие с использованием традиционного алгоритма регистрации, мы регистрируем модели SCAPE на наблюдаемой глубине на 2D-плоскости. Мы проецируем модель 3D SCAPE в область глубины для визуализации гипотетической карты глубины, и мы сравниваем визуализированную карту глубины с наблюдаемой картой глубины. Для перекрывающейся области, если разница в том же пикселе между визуализированной картой глубины и наблюдаемой картой глубины не превышает 6 см, то мы помещаем этот пиксель в набор соответствия для члена глубины, E _depth , нашей энергетической функции.Для неперекрывающейся области мы ищем ближайшие точки как соответствие для дополнительного члена, E _extra , нашей функции энергии. Чтобы удалить выбросы из дополнительного члена, мы установили порог разницы глубин в 6 см для точек соответствия. Для предыдущего члена мы предполагаем, что скорость параметров позы в текущем кадре должна быть близка к скорости последнего кадра; в результате внезапное изменение скорости нарушается нашей энергетической функцией. Используя расширенный алгоритм Лукаса-Канаде [25], указанная выше нелинейная задача наименьших квадратов может быть решена итеративно с помощью решателей линейных систем.Выполняя разложение Тейлора первого порядка, мы можем получить следующие уравнения для δ q :

1σdepth (∇Drender∂x∂p + ∂Drender∂p) ∂p∂qδq = 1σdepth (D − Drender)

(8)

1σсилуэт∇Srender∂x∂p∂p∂qδq = 1σсилуэт (S − Srender )

(9)

1σextra∂p∂qδq = 1σextra (p * −p)

(10)

1σrgb∂prgb (q) ∂qδq = 1σrgb (prgb * −p)

(11)

1σsδq = 1σs (2q˜i − 1 − q˜i − 2 − qi)

(12)

где стандартные отклонения, σ _{глубина} , σ _силуэт , σ _{дополнительно} , σ _rgb и σ _s , используются для управления весами для каждого члена и могут быть экспериментально установлены на 1, 50, 0.3, 0,05 и 12,33.

Другая проблема в процессе оптимизации — вычисление производной, ∂p∂q. Непосредственный расчет производной модели SCAPE сложен и требует много времени. Чтобы упростить эту процедуру, мы используем жесткую кинематику для аппроксимации производной. Параметры позы, q = { t _x, t _y, t _z, θ ₀ ξ̂, θ ₁,…, θ _n }, может быть представлены с использованием параметризации твист и экспоненциальной карты [26,27].ψm (j))] pi

(13)

В верхнем уравнении T _g ( t _x, t _y, t _z ) представляет матрицу глобального преобразования, ωim = 1, когда вершина принадлежит кости, м , и ωim = 0, когда вершина не принадлежит кости, м. Кроме того, j _m — это количество суставов от корня до кости, m , в кинематической цепочке, а ψ _m ( j ) отображает индекс сустава на глобальный сустав. показатель.ψm (j))]

(18)

Тогда производная может быть представлена как:

∂pi (q) ∂q = Rgk (1: 3,1: 3) (0zik − yik − zik0xikyik − xik0))

(19)

В верхнем уравнении Rgk (1: 3,1: 3) представляет левую верхнюю матрицу 3 × 3 в Rgk.

Измерение точных параметров тела одетых людей с крупномасштабным движением с помощью датчика Kinect

Ядро нашего модуля отслеживания позы следует алгоритму регистрации модели, в котором параметр позы q ∈ R ³⁶, может быть решена как проблема MAP [22].Пусть C _i будут входными данными в текущем кадре, i , который состоит из карты глубины, D _i , двоичного изображения силуэта, S _i и RGB образ, R _i . Кроме того, обозначив ранее реконструированные позы как Q _м , проблема MAP может быть сформулирована как:

Мы формулируем термин вероятности и предыдущий термин аналогично Wei et al. [13].Однако Wei et al. [13] использует цилиндрическую модель для отслеживания движения человека, а мы используем модель SCAPE для отслеживания. Между этими двумя моделями существует большая разница в движении качения, например, когда рычаг вращается вокруг продольной оси, нет никакой разницы в цилиндрической модели, в то время как модель SCAPE показывает значительное изменение. Очевидно, что модель SCAPE ближе к истине движения, чем цилиндрическая модель. В нашей практике мы добавляем термин изображения RGB для отслеживания движения ролика.Кроме того, поскольку модель SCAPE имеет некоторые детали человеческого тела, которые отличаются от наблюдаемой карты глубины, мы формулируем надежный термин силуэта, чтобы учесть эти различия.

3.2.1. RGB Image Term

Ergb = ‖prgb (q) −prgb * ‖22σrgb2

(2)

3.2.3. Оптимизация

argminqEdepth + Eextra + Esil Silhouette + Ergb + Eprior

(4)

где:

Edepth = ‖Drender (x (q), q) −D‖22σdepth3

(5)

Eextra = ‖p (q) −p * ‖22σextra2

(6)

Eprior = ‖qi − 2q ˜i − 1 + q˜i − 2‖22σs2

(7)

1σdepth (∇Drender∂x∂p + ∂Drender∂p) ∂p∂qδq = 1σdepth (D − Drender)

(8)

1σсилуэт∇Srender∂x∂p∂p∂qδq = 1σсилуэт (S − Srender )

(9)

1σextra∂p∂qδq = 1σextra (p * −p)

(10)

1σrgb∂prgb (q) ∂qδq = 1σrgb (prgb * −p)

(11)

1σsδq = 1σs (2q˜i − 1 − q˜i − 2 − qi)

(12)

(13)

(18)

Тогда производная может быть представлена как:

∂pi (q) ∂q = Rgk (1: 3,1: 3) (0zik − yik − zik0xikyik − xik0))

(19)

В верхнем уравнении Rgk (1: 3,1: 3) представляет левую верхнюю матрицу 3 × 3 в Rgk.

Измерение точных параметров тела одетых людей с крупномасштабным движением с помощью датчика Kinect

Мы формулируем термин вероятности и предыдущий термин аналогично Wei et al. [13].Однако Wei et al. [13] использует цилиндрическую модель для отслеживания движения человека, а мы используем модель SCAPE для отслеживания. Между этими двумя моделями существует большая разница в движении качения, например, когда рычаг вращается вокруг продольной оси, нет никакой разницы в цилиндрической модели, в то время как модель SCAPE показывает значительное изменение. Очевидно, что модель SCAPE ближе к истине движения, чем цилиндрическая модель. В нашей практике мы добавляем термин изображения RGB для отслеживания движения ролика.Кроме того, поскольку модель SCAPE имеет некоторые детали человеческого тела, которые отличаются от наблюдаемой карты глубины, мы формулируем надежный термин силуэта, чтобы учесть эти различия.

3.2.1. RGB Image Term

Ergb = ‖prgb (q) −prgb * ‖22σrgb2

(2)

3.2.3. Оптимизация

argminqEdepth + Eextra + Esil Silhouette + Ergb + Eprior

(4)

где:

Edepth = ‖Drender (x (q), q) −D‖22σdepth3

(5)

Eextra = ‖p (q) −p * ‖22σextra2

(6)

Eprior = ‖qi − 2q ˜i − 1 + q˜i − 2‖22σs2

(7)

1σdepth (∇Drender∂x∂p + ∂Drender∂p) ∂p∂qδq = 1σdepth (D − Drender)

(8)

1σсилуэт∇Srender∂x∂p∂p∂qδq = 1σсилуэт (S − Srender )

(9)

1σextra∂p∂qδq = 1σextra (p * −p)

(10)

1σrgb∂prgb (q) ∂qδq = 1σrgb (prgb * −p)

(11)

1σsδq = 1σs (2q˜i − 1 − q˜i − 2 − qi)

(12)

(13)

(18)

Тогда производная может быть представлена как:

∂pi (q) ∂q = Rgk (1: 3,1: 3) (0zik − yik − zik0xikyik − xik0))

(19)

В верхнем уравнении Rgk (1: 3,1: 3) представляет левую верхнюю матрицу 3 × 3 в Rgk.

Измерение точных параметров тела одетых людей с крупномасштабным движением с помощью датчика Kinect

Мы формулируем термин вероятности и предыдущий термин аналогично Wei et al. [13].Однако Wei et al. [13] использует цилиндрическую модель для отслеживания движения человека, а мы используем модель SCAPE для отслеживания. Между этими двумя моделями существует большая разница в движении качения, например, когда рычаг вращается вокруг продольной оси, нет никакой разницы в цилиндрической модели, в то время как модель SCAPE показывает значительное изменение. Очевидно, что модель SCAPE ближе к истине движения, чем цилиндрическая модель. В нашей практике мы добавляем термин изображения RGB для отслеживания движения ролика.Кроме того, поскольку модель SCAPE имеет некоторые детали человеческого тела, которые отличаются от наблюдаемой карты глубины, мы формулируем надежный термин силуэта, чтобы учесть эти различия.

3.2.1. RGB Image Term

Ergb = ‖prgb (q) −prgb * ‖22σrgb2

(2)

3.2.3. Оптимизация

argminqEdepth + Eextra + Esil Silhouette + Ergb + Eprior

(4)

где:

Edepth = ‖Drender (x (q), q) −D‖22σdepth3

(5)

Eextra = ‖p (q) −p * ‖22σextra2

(6)

Eprior = ‖qi − 2q ˜i − 1 + q˜i − 2‖22σs2

(7)

1σdepth (∇Drender∂x∂p + ∂Drender∂p) ∂p∂qδq = 1σdepth (D − Drender)

(8)

1σсилуэт∇Srender∂x∂p∂p∂qδq = 1σсилуэт (S − Srender )

(9)

1σextra∂p∂qδq = 1σextra (p * −p)

(10)

1σrgb∂prgb (q) ∂qδq = 1σrgb (prgb * −p)

(11)

1σsδq = 1σs (2q˜i − 1 − q˜i − 2 − qi)

(12)

(13)

(18)

Тогда производная может быть представлена как:

∂pi (q) ∂q = Rgk (1: 3,1: 3) (0zik − yik − zik0xikyik − xik0))

(19)

В верхнем уравнении Rgk (1: 3,1: 3) представляет левую верхнюю матрицу 3 × 3 в Rgk.

Измерение точных параметров тела одетых людей с крупномасштабным движением с помощью датчика Kinect

Мы формулируем термин вероятности и предыдущий термин аналогично Wei et al. [13].Однако Wei et al. [13] использует цилиндрическую модель для отслеживания движения человека, а мы используем модель SCAPE для отслеживания. Между этими двумя моделями существует большая разница в движении качения, например, когда рычаг вращается вокруг продольной оси, нет никакой разницы в цилиндрической модели, в то время как модель SCAPE показывает значительное изменение. Очевидно, что модель SCAPE ближе к истине движения, чем цилиндрическая модель. В нашей практике мы добавляем термин изображения RGB для отслеживания движения ролика.Кроме того, поскольку модель SCAPE имеет некоторые детали человеческого тела, которые отличаются от наблюдаемой карты глубины, мы формулируем надежный термин силуэта, чтобы учесть эти различия.

3.2.1. RGB Image Term

Ergb = ‖prgb (q) −prgb * ‖22σrgb2

(2)

3.2.3. Оптимизация

argminqEdepth + Eextra + Esil Silhouette + Ergb + Eprior

(4)

где:

Edepth = ‖Drender (x (q), q) −D‖22σdepth3

(5)

Eextra = ‖p (q) −p * ‖22σextra2

(6)

Eprior = ‖qi − 2q ˜i − 1 + q˜i − 2‖22σs2

(7)

1σdepth (∇Drender∂x∂p + ∂Drender∂p) ∂p∂qδq = 1σdepth (D − Drender)

(8)

1σсилуэт∇Srender∂x∂p∂p∂qδq = 1σсилуэт (S − Srender )

(9)

1σextra∂p∂qδq = 1σextra (p * −p)

(10)

1σrgb∂prgb (q) ∂qδq = 1σrgb (prgb * −p)

(11)

1σsδq = 1σs (2q˜i − 1 − q˜i − 2 − qi)

(12)

(13)

(18)

Тогда производная может быть представлена как:

∂pi (q) ∂q = Rgk (1: 3,1: 3) (0zik − yik − zik0xikyik − xik0))

(19)

В верхнем уравнении Rgk (1: 3,1: 3) представляет левую верхнюю матрицу 3 × 3 в Rgk.

(PDF) Точное измерение параметров тела одетых людей с крупномасштабными движениями с помощью сенсора Kinect

Sensors 2013, 13 11383

Ссылки

1. De Aguiar, E .; Stoll, C .; Theobalt, C .; Ахмед, Н.; Seidel, H.P .; Thrun, S. Захват производительности

из разреженного многовидового видео. ACM Trans. График. 2008, 27, Статья № 98.

2. Liu, Y .; Stoll, C .; Gall, J .; Seidel, H.P .; Теобальт, К. Захват движения без маркеров взаимодействующих персонажей

с использованием многовидовой сегментации изображения. В материалах конференции IEEE International

по компьютерному зрению и распознаванию образов, Колорадо-Спрингс, Колорадо, США, 21–23

, июнь 2011 г .; С. 1249–1256.

3.Stoll, C .; Hasler, N .; Gall, J .; Seidel, H .; Теобальт, К. Отслеживание быстрых сочлененных движений с использованием модели тела по сумме гауссиан

. В материалах Международной конференции IEEE по компьютерному зрению

, Барселона, Испания, 8–11 ноября 2011 г .; С. 951–958.

4. Straka, M .; Hauswiesner, S .; Ruther, M .; Бишоф, Х. Быстрая кожа: оценка трехмерной позы человека

и формы в реальном времени. В материалах Международной конференции IEEE по 3D-изображениям,

Моделирование, обработка, визуализация и передача, ETH Z

urich, Швейцария, 13–15 октября

2012; стр.41–48.

5. Khoshelham, K .; Эльберинк, С. Точность и разрешение данных глубины Kinect для картографирования помещений

приложений. Датчики 2012, 12, 1437–1454.

6. Weiss, A .; Hirshberg, D .; Блэк, М.Дж. Домашнее 3D-сканирование тела на основе шумных изображений и данных о дальности.

В материалах Международной конференции IEEE по компьютерному зрению, Барселона, Испания,

8–11 ноября 2011 г .; С. 1951–1958.

7. Cui, Y .; Chang, W .; N

oll, T.; Стрикер, Д. KinectAvatar: полностью автоматический захват тела с использованием

Single Kinect. В материалах Азиатской конференции по семинарам по компьютерному зрению,

Тэджон, Корея, 5–9 ноября 2012 г .; С. 133–147.

8. Moeslund, T.B .; Хилтон, А .; Kr

Угер, В. Обзор достижений в области визуализации движений человека

захват и анализ. Comput. Vis. Image Underst. 2006, 104, 90–126.

9. Ye, M .; Ван, X .; Yang, R .; Ren, L .; Поллефейс, М.Точная оценка позы в 3D на основе изображения с одной глубиной

. В материалах Международной конференции IEEE по компьютерному зрению,

Барселона, Испания, 8–11 ноября 2011 г .; С. 731–738.

10. Fechteler, P .; Hilsmann, A .; Эйсерт П. Кинематическая ВЧД для шарнирно-сочлененного шаблона.

В материалах 17-го Международного семинара по видению, моделированию и визуализации,

Магдебург, Германия, 12–14 ноября 2012 г .; С. 215–216.

11. Шоттон, Дж.; Sharp, T .; Кипман, А .; Фитцгиббон, А .; Finocchio, M .; Блейк, А .; Повар, М .;

Мур, Р. Распознавание позы человека в реальном времени по частям из изображений с одной глубиной. Commun.

ACM 2013, 56, 116–124.

12. Ganapathi, V .; Plagemann, C .; Коллер, Д .; Thrun, S. Захват движения в реальном времени с помощью одной времяпролетной камеры

. В материалах Международной конференции IEEE по компьютерам

Видение и распознавание образов, Сан-Франциско, Калифорния, США, 13–18 июня 2010 г .; стр.755–762.

13. Wei, X .; Zhang, P .; Чай, Дж. Точный захват всего тела в реальном времени с помощью одной камеры глубины

. ACM Trans. Gr. 2012, 31, 188: 1–188: 12.

14. Ангелов, Д .; Srinivasan, P .; Коллер, Д .; Thrun, S .; Rodgers, J .; Дэвис, Дж. SCAPE: Завершение формы

и анимация людей. ACM Trans. Gr. 2005, 24, 408–416.

Носимые датчики для измерения физиологических параметров: физика, характеристики, конструкция и применение — Глава книги

В этой главе представлен обзор появляющихся неинвазивных носимых сенсорных технологий для приложений здравоохранения.Обсуждаются важные физические и химические параметры, измеряемые носимыми датчиками. Рассмотрены принцип работы, конструкция и изготовление ключевых сенсорных платформ, перспективных для носимых приложений. Наконец, были представлены применения некоторых датчиков для измерения физиологических параметров.

Носимые датчики, которые можно носить на теле человека или на скоте и птице, играют важную роль в мониторинге физиологических параметров, которые используются при диагностике состояний здоровья, поддерживая безопасный, комфортный и здоровый образ жизни [1].Эти датчики обладают огромным потенциалом в обнаружении широкого спектра физиологических параметров, которые необходимо регулярно контролировать для определения метаболического состояния пациента, особенно для тех, кто госпитализирован или нуждается в внезапной интенсивной медицинской помощи. Интенсивная терапия — одна из самых сложных и стрессовых медицинских услуг, когда врачу или группе врачей необходимо быстро принимать важные решения. Эти решения часто приходится принимать, когда критические физиологические параметры пациентов неизвестны.В таких ситуациях чрезвычайно полезны переносные датчики, которые облегчают измерение кальция, лития, лактата, холестерина, мочевины, мочевой кислоты, оксалата, триглицеридов, аскорбиновой кислоты, креатинина, сатурации кислорода, артериального давления и частоты пульса [1–5]. Точно так же было бы чрезвычайно полезно иметь онлайн-системы мониторинга уровней креатинина, натрия, калия, хлорида и CO ₂ у пациентов с почечной недостаточностью, которым требуется частый диализ. Сегодня носимые сенсорные устройства и связанные с ними технологии, такие как устройства для мониторинга насыщенного кислорода, мониторинг сердечного ритма, умные часы и умные очки, переживают быстрый рост [1].Возможно, что в будущем эти носимые устройства могут изменить нынешнюю медицинскую практику и переопределить отношения между врачом и пациентом, а также сократить расходы на здравоохранение и затруднить получение таких услуг. Будущее носимых технологий чрезвычайно радужно, поскольку все больше потребителей выбирают эту услугу, и ожидается, что рынки здравоохранения будут расти быстрыми темпами, и к концу 2017 года их стоимость превысит 20 миллиардов долларов США [1–3]. Носимые датчики с возможностью удаленного мониторинга параметров могут решить проблемы с доступом пациента.В настоящее время почти 60–65% населения Индии проживает в сельской местности, но только 10–20% врачей работают в сельской местности. Большинство врачей в сельской местности — врачи-неспециалисты. Поэтому сельскому пациенту с критическим состоянием приходится преодолевать большие расстояния для получения специализированных медицинских услуг. Часто пациенты, путешествующие на большие расстояния с критическими состояниями, такими как серьезное заболевание сердца или легких, умирают без лечения [3]. Дистанционный мониторинг параметров с помощью носимых датчиков со встроенными передатчиками может расширить услуги врачей-специалистов в городских районах до сельских районов и восполнить пробелы в медицинских услугах в этих районах.Базовая блок-схема удаленного мониторинга жизненно важных параметров человека или животного с помощью носимых датчиков показана на рисунке 1.1. Существует большое количество появляющихся гибких и удобных в использовании носимых сенсорных технологий, которые могут выполнять различные измерения физических и физиологических параметров. Параметры, которые можно измерять и контролировать с помощью носимых датчиков, интегрированных с функциями беспроводной связи или без них, можно в целом разделить на две категории: (i) физические датчики и (ii) химические датчики (биологические параметры).Эти технологии могут быть использованы для бытовой электроники, медицинского протезирования, искусственной кожи, мягкой робототехники, терапии, доставки лекарств и мониторинга параметров здоровья.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 1.1. Блок-схема мониторинга основных физиологических параметров с помощью носимых датчиков.

Загрузить рисунок:

Стандартное изображение Изображение высокого разрешения

1.1.1. Физические параметры

Физические параметры включают движение, стресс, вибрацию, температуру, ускорение, частоту сердечных сокращений, неврологические или сердечно-сосудистые заболевания, такие как судороги или гипертония, и легочные заболевания, такие как астма или хроническая обструктивная болезнь легких и т. Д. Измерения температуры на коже человека могут предоставляют много полезной информации о состояниях здоровья, таких как инсульт, сердечный приступ, шоковое заболевание легких и инфекции и т. д. На движение человека влияет множество факторов, включая физиологические, анатомические, психологические, экологические и социальные эффекты [1,3].Следовательно, движение обеспечивает несколько параметров здоровья при таких состояниях, как сердечный приступ, остеоартрит, старение и некоторые аутоиммунные заболевания. Например, для пациента, страдающего хроническим заболеванием легких, тест на 6-минутную ходьбу является важным экспериментом по оценке состояния их легких. На подвижность также влияют аномальные физические и эмоциональные состояния. Ясно, что для достижения цели эффективного мониторинга мы должны сначала уметь отслеживать и количественно определять движение, выявлять снижение или нарушение движения и оценивать важные параметры, влияющие на движение.Акселерометры обычно используются для наблюдения за деятельностью человека, например, для обнаружения падений, движения и анализа движений тела [1,3] или ориентации позы. Акселерометры могут быть изготовлены с использованием датчиков пьезорезистивного, пьезоэлектрического и емкостного типа. В акселерометре используется масса, которая реагирует на ускорение, заставляя пружину или какой-либо эквивалентный компонент растягиваться или сжиматься в соответствии с измеряемым параметром [1]. Инерционный датчик — еще один важный датчик для мониторинга физических параметров.Эти датчики могут использоваться для обнаружения падений, движений тела и положения тела. Маломощный, чувствительный, компактный гипсовый датчик импеданса был разработан для измерения изменения импеданса грудной области и сердца для мониторинга состояния сердца. Переносной электрокардиограф можно использовать для первоначальной краткосрочной оценки сердечных функций [3]. Гибкий тонкий емкостный датчик, изготовленный из проводящей ткани, используется для мониторинга различных видов деятельности человека, таких как частота сердечных сокращений, частота дыхания, распознавание жестов рук, мониторинг глотания и анализ походки [1].Эти физические датчики могут работать с относительным изменением своих электрических параметров, таких как емкость, сопротивление, магнитное поле и пьезоэлектричество. В зависимости от типов активных чувствительных элементов датчики могут быть классифицированы как твердотельные датчики или датчики жидкого состояния. Твердотельные датчики могут быть изготовлены из массивных материалов или наноматериалов. Наноматериалы могут быть полимерами, углеродом, полупроводниками, углеродными нанотрубками (УНТ), металлическими нанопроводами, полимерными нановолокнами или металлическими наночастицами.При измерении в жидком состоянии активными элементами могут быть ионы или жидкие металлы.

1.1.2. Биохимические параметры

Биохимические параметры, которые могут быть измерены носимыми датчиками, включают pH, содержание фторидов, лактат, глюкозу, различные электролиты, сатурацию крови кислородом, чрескожный кислород глаза, присутствие натрия, аммония, калия, сухой кератоконъюнктивит, хлорид, мочевая кислота, β -никотинамид аденин, динуклеотид и др. [2,5,6]. Биологические жидкости для мониторинга жизненно важных химических параметров представляют собой жидкие образцы, которые могут быть в форме выделенных жидкостей организма человека / животных, таких как моча, пот, слюна или стул.Он также может быть секретируемыми жидкостями, такими как грудное молоко и желчь, или может быть получен путем введения иглы в тело, как в случае крови или спинномозговой жидкости. Жидкость организма также может образовываться из-за патологического процесса, например, кистозная жидкость.

Для определения физиологических параметров могут использоваться датчики двух типов: инвазивные ( in vivo, ) и неинвазивные ( in vitro, ).

1.2.1. Инвазивные датчики

Для инвазивных датчиков (иногда называемых инвазивными датчиками) требуются биологические жидкости, полученные путем проникновения в тело путем инъекции или разреза.Например, кровь является важной жидкостью организма, которую можно использовать для извлечения большинства параметров жизненно важных органов млекопитающих. Забор крови для определения уровня концентрации различных физиологических параметров требует проникновения в организм острой иглы. Точно так же, чтобы получить статус живых органов, необходимо собрать некоторые живые клетки с помощью разреза, как в случае бронхоскопии, при которой для исследования требуется образец легкого. Инвазивный характер датчиков может создавать препятствия и вызывать страх у пациентов, и это может быть более болезненным и серьезным в случае младенцев, пожилых людей или пациентов с гемофобией.В случае младенцев и пожилых людей сбор образцов крови является более сложной задачей, поскольку иногда бывает трудно найти надлежащие вены. Непрерывный мониторинг параметров с использованием носимых датчиков имеет большое значение в определенных ситуациях, таких как мониторинг глюкозы у пациентов с диабетом, мониторинг уровня физической подготовки спортсменов, мониторинг насыщения кислородом у пациентов с легкими, мониторинг холестерина у пациентов с сердцем и мониторинг эффективности лекарств при многих заболеваниях. В таких случаях инвазивные датчики, которым требуются биологические жидкости, такие как кровь, сыворотка и т. Д., Не подходят для целей измерения и мониторинга.Также высока вероятность заражения крови из-за неправильного использования игл.

1.2.2. Неинвазивные носимые датчики

Неинвазивные датчики не требуют биологических жидкостей человека / животного, полученных путем проникновения в тело с помощью инъекции или разреза, поэтому они более привлекательны и менее болезненны для пользователя. Биологические жидкости, используемые неинвазивными датчиками, могут быть слюной, потом, слезами или межклеточными жидкостями кожи [2].

1.2.2.1. Слюна

Слюна представляет собой сложную жидкость, состоящую из множества химических веществ, проникающих из крови.Такая жидкость несет в себе множество жизненно важных физиологических параметров. Он легко доступен и не требует предварительной обработки для тестирования. Поскольку образцы можно использовать напрямую, вероятность загрязнения отсутствует. Биохимические вещества, присутствующие в слюне, обеспечивают онлайн-мониторинг эмоционального, гормонального, пищевого и метаболического состояния, уровня pH, фторидной кислотности и т. Д. Установить носимый датчик, использующий слюну в качестве биологической жидкости, очень просто — его можно зафиксировать на зубах.

1.2.2.2. Слезы

Слезы — еще одна важная биологическая жидкость для неинвазивных датчиков, состоящая из сложной внеклеточной жидкости, содержащей белки / пептиды, липиды, электролиты и метаболиты. Метаболиты извлекаются из слезных желез, поверхности глаза, эпителиальных клеток, мейбомиевых желез, бокаловидных клеток и крови [2]. Большинство этих видов происходит из крови. Таким образом, слезы могут быть еще одной важной жидкостью для определения наличия многих физиологических параметров, таких как аминокислоты, антиоксиданты, метаболиты и т. Д.Однако сбор образца слезы требует особой осторожности, а объем образца невелик и может испаряться при транспортировке в удаленные испытательные лаборатории. Помещая миниатюрные, гибкие, тонкие переносные датчики на сетчатку, можно напрямую измерять и контролировать важные параметры без необходимости транспортировки образцов.

1.2.2.3. Пот

Третьей важной биологической жидкостью в организме является пот человека / животных. Эта жидкость содержит много важных химических веществ для мониторинга состояния млекопитающих.Пот может использоваться неинвазивными безболезненными датчиками для определения наличия лактата натрия, аммония, кальция, параметров муковисцидоза, уровней физического стресса, остеопороза, потери костных минералов, фиброза кожи, уровня алкоголя, признаков злоупотребления наркотиками и т. Д. датчики для мониторинга физиологических параметров с использованием пота бывают двух типов: гибкая ткань на основе пластика или ткань на основе эпидермиса. Метод, используемый для сбора образцов пота, включает в себя электрический ток тщательно определенной величины, который возбуждает химический стимулятор в коже.Некоторые сенсорные устройства, использующие образцы пота, теперь включают в себя модуль беспроводной передачи данных для онлайн-обмена и мониторинга измеренных данных. Этот метод измерения параметров также полезен для неинвазивной медицины животных. Присутствие металлов в биологических жидкостях животного также можно измерить с помощью пробы пота.

1.2.2.4. Кожная интерстициальная жидкость

Это четвертая важная жидкость организма, которая может использоваться для извлечения важных физико-химических параметров.Он состоит из водного растворителя, содержащего сахара, соли, жирные кислоты, аминокислоты, коферменты, гормоны, нейротрансмиттеры, лейкоциты и продукты жизнедеятельности клеток. Эта жидкость может использоваться для определения уровня сахара, органной недостаточности, эффективности лекарств, солей и т. Д. [6].

Традиционные методы мониторинга поголовья — с использованием блокнота или автономных инструментов без возможности хранения, анализа и обмена данными через беспроводную связь — требуют много времени и требуют ручного управления.Современные датчики с беспроводной связью сейчас популярны для физиологического мониторинга параметров поголовья. Метки радиочастотной идентификации, прикрепленные или встроенные в тело животного, стали популярными для мониторинга параметров здоровья, таких как жир, вес, молоко и местоположение [5]. Точное животноводство с использованием беспроводных датчиков для управления здоровьем сильно повлияло на животноводство с точки зрения благополучия животных. Это также помогает повысить продуктивность хозяйств за счет эффективного использования кормов для животных и воды.

Важно отметить, что, хотя люди и коровы (например) являются млекопитающими и имеют много общего с точки зрения физиологических параметров, есть много различий в их основных параметрах. Например, кровь человека разделена на четыре группы, а в образцах крови коровы всего 11 групп крови [5]. Из-за этих различий часто один и тот же метод обнаружения и инструмент не применимы для разных животных, например, датчик обнаружения человеческого β -гидроксибутирата ( β -HBA) не подходит для обнаружения кетоза у других животных. .Обнаружение параметра кетоза важно для эффективного управления здоровьем всех животных, включая человека, но один и тот же датчик не всегда может использоваться для разных видов. Для обнаружения β -HBA можно использовать различные методы, но оптический спектроскопический принцип УФ-поглощения в диапазоне 445–455 нм позволяет обнаруживать самый низкий уровень 0,05 мМ [5]. Электрохимические сенсоры с каталитическим ферментом 3-гидроксибутиратдегидрогеназой могут выборочно обнаруживать β -HBA.

1.3.1. Физиохимические параметры

Основные биохимические параметры, которые необходимо отслеживать, — это концентрации натрия, калия, pH, аммиака, кетоза, прогестерона, глюкозы, этанола, лактата, кортизола, мочевины, пептидов, кальция и т. Д.

1.3.2. Физиологические / физические параметры

Физиологические / физические параметры животных, которые можно контролировать с помощью носимых неинвазивных датчиков, включают оценку веса, отслеживание животных, мониторинг поведения, респираторные инфекции с использованием аудио / видео данных и уровня насыщения крови, анализ звука, голосовой дистресс , стресс при кладке яиц, эструс с использованием аудионаблюдения, тепловой комфорт цыпленка с использованием шума цыплят, беременность по температуре тела, температуре тела, ускорение при обнаружении падения и т. д.

1.3.3. Обнаружение патогенов

Вирус гриппа вызывает очень заразное заболевание среди птиц. Он может передаваться другим птицам через слюну, выделения из носа и другие выделения инфицированных птиц. Даже совместное использование еды и воды может распространить вирус гриппа, известный как птичий грипп. Этот вирус гриппа имеет низкую атаку патогенов, вызывающую образование маленьких яиц, или высокую атаку патогенов, вызывая смертельную полиорганную недостаточность и быстрое распространение среди стада [7]. Последствия смертельного птичьего гриппа — высокая температура тела и ненормальные движения тела.Оба этих физических параметра могут быть измерены с помощью беспроводных сенсорных сетей с использованием переносных датчиков температуры и акселерометра. Другие патогенные вирусы, вызывающие репродуктивные или респираторные заболевания (например, вирус репродуктивного и респираторного синдрома свиней [5]), могут быть обнаружены с помощью методов оптической эллипсометрии. Бактерии также могут вызывать множество заболеваний. Микрожидкостная платформа, которая использует электронный язык, состоящий из массива электрохимических датчиков, и схему анализа данных, использующую анализ главных компонентов и метод линейного дискриминанта, может использоваться для идентификации и оценки концентрации различных патогенных бактерий пищевого происхождения.Важные бактерии, которые могут быть обнаружены переносными датчиками, включают Escherichia coli , Listeria monocytogenes , Listeria innocua , Salmonella typhimurium , Salmonella enteritidis , Pseudomonas aeruginosa Pseudomonas aeruginosa ) 35 и MRSA 86. Матрица датчиков состоит из биосенсоров, изготовленных с использованием наночастиц серебра / золота с различной чувствительностью и селективностью. Биосенсоры с наночастицами серебра или золота, встроенными в наноструктуру УНТ, могут обнаруживать споры сибирской язвы или бактерии с множественной лекарственной устойчивостью.Гибридные наночастицы, такие как электрохимические сенсоры на основе оксида графена, могут быть использованы для обнаружения L. monocytogenes necaterai , основного пищевого патогена, вызывающего листериоз [8].

Для работы с датчиками могут использоваться различные методы, такие как оптические, электрические, пьезоэлектрические и электрохимические. Двумя важными классами носимых датчиков для измерения и мониторинга физиологических параметров являются (i) электрохимические датчики и (ii) датчики импеданса. Эти два класса датчиков широко используются для измерения различных параметров.Электрохимические сенсоры можно дополнительно разделить на (i) проводящие, (ii) амперометрические и (iii) потенциометрические [2]. Датчики импеданса, которые в основном включают резистивные и емкостные подходы, широко используются для изготовления различных датчиков. Емкостный датчик обеспечивает высокую чувствительность, низкую температурную зависимость, малый размер и малое энергопотребление, с возможностью измерения большого количества физических и химических параметров. Емкостные датчики могут быть разных типов, такие как параллельные пластины, коаксиально-цилиндрические, цилиндрические перекрестно-конденсаторные и окаймляющие поля [9].Поле окантовки конденсатора также можно использовать для определения прочности, местоположения и текстуры образца, а также многих физико-химических параметров. Емкостные датчики также подходят для неинвазивного измерения параметров [10]. Образец для измерения параметров может быть в газообразном или жидком виде. Электрохимические сенсоры играют доминирующую роль в измерении физико-химических параметров из-за их высокой чувствительности, портативности, простоты конструкции и низкой стоимости. Многие коммерческие портативные анализаторы, такие как ACCU-CHEK (Roche Diagnostic Ins), Lactate Scout (Sport Resource Group) и iSTAT (Abbot, Inc), измеряют метаболиты и электролиты с помощью электрохимических датчиков.Большинство этих датчиков используют образцы крови и, таким образом, являются инвазивными по своей природе. Многие носимые физические датчики были разработаны для мониторинга жизненно важных уровней физической подготовки, но было разработано несколько неинвазивных электрохимических датчиков, использующих биологические жидкости, и очень немногие из них доступны для коммерческого применения [2].

1.4.1. Характеристики носимых датчиков

Когда датчик работает в некоторых средах для обнаружения определенных параметров, он может столкнуться с тремя различными входами: (i) целевой вход, (ii) мешающий вход и (iii) изменяющийся вход.Целевой вход — это параметр, который должен измеряться датчиком. Мешающие входы относятся к тем входам, к которым датчики непреднамеренно чувствительны. Модифицирующие входы — это те, которые вызывают изменение отношения входа-выхода датчика к цели и мешающим входам. Например, в термометре, который используется для измерения температуры тела, изменение температуры вызывает изменение сопротивления датчика, которое в конечном итоге преобразуется в электрический сигнал.Температура тела — это желаемый ввод. Один мешающий вход, который часто вызывает ошибку в измерениях, — это электромагнитное поле с частотой 50 Гц, создаваемое электрическими устройствами в окружающей среде, вызывающее нежелательное индуцированное напряжение в цепи. Эффект самонагрева термистора и колебания напряжения возбуждения могут действовать как модифицирующие входные сигналы. Оба они изменяют фактическое соотношение ввода-вывода датчика. Характеристики переносного датчика в целом делятся на две категории: статические характеристики и динамические характеристики.Есть несколько физиологических параметров, которые почти постоянны или изменяются очень медленно. Температура тела человека остается почти постоянной, за исключением повышения в случае лихорадки. Рабочие характеристики датчика для таких входов являются статическими характеристиками. Важными статическими характеристиками являются чувствительность, диапазон, точность, разрешение, порог, допуск, линейность, гистерезис, краткосрочный и долгосрочный дрейф, время отклика, время восстановления, перекрестная чувствительность, коэффициент текучести и взаимозаменяемость [10,11].Однако есть много параметров, которые быстро меняются. Динамические характеристики исследуют рабочие характеристики датчика для таких входов. Динамические характеристики инструмента изучаются с помощью некоторых стандартных входных сигналов, таких как ступенчатый, линейный, параболический и синусоидальный входы. Выходной отклик на ступенчатый вход датчика первого порядка — это переходный отклик, достигающий значения установившегося состояния, а затем возвращающийся к начальному базовому значению во время восстановления. Для линейного входа входной сигнал изменяется линейно, и выходная характеристика также линейна.Однако для датчика второго порядка выходной переходный отклик на ступенчатый вход либо недостаточно демпфирован, либо чрезмерно демпфирован, либо критически демпфирован. Для синусоидального входа сигнал является гармоническим, а отклик — это частотная характеристика. По динамической переходной характеристике можно определить время нарастания, время восстановления, воспроизводимость, время установления и превышение пикового значения [10]. Электрический выходной сигнал датчика может быть связан с входным параметром с помощью полиномиального математического уравнения –-го порядка.Порядок уравнения может меняться в зависимости от сложности датчика. Электрический выходной сигнал может быть напряжением, током, частотой (периодом времени) или фазовым углом.

1.5.1. Токсичность жидкостей

Биологические жидкости, которые используются для измерения важных физиологических параметров, часто являются химически едкими или токсичными. Всегда существует возможность химической реакции, которая необратимо изменяет датчик из-за кислотной атаки. Датчики, использующие электролиты (жидкости) для проведения тока, теряют небольшое количество аналита, что требует пополнения электролита.

Датчики часто контактируют с большим количеством аналитов в среде, что вносит помехи в выходной сигнал датчика. Для пористого каталитического электрода адсорбция частиц, которые невозможно удалить, вызывает изменение морфологии пор. Изменение эффективной площади поверхности из-за изменения морфологии изменяет калибровку датчика.

Могут быть некоторые вещества, которые снижают скорость реакции, что снижает чувствительность. Фильтр с подходящим материалом и порами помогает удалить эти аналиты.Аналитическая селективная пленка, которая используется для повышения селективности и чувствительности сенсора, может быть отравлена некоторыми несъемными частицами, вызывающими дрейф выходного сигнала. Например, в течение нескольких минут на зубах образуются бляшки, и эта биопленка препятствует работе носимых датчиков слюны. Защитное покрытие с антимикробным материалом может минимизировать эту проблему [2].

1.5.2. Материал электрода

Последние публикации показывают, что такие материалы, как медь, серебро, нихром, хром, алюминий, нержавеющая сталь, золото и платина, используются в различных электрохимических датчиках для измерения биологической проводимости и импеданса [2,6].Контактный электрод датчика иногда вступает в реакцию с аналитом, что приводит к изменению сопротивления проволоки. Сопротивление проволоки также изменяется из-за окисления материала электрода. Образцы электролита, которые используются для определения параметров тела, иногда способствуют окислению электрода. По сравнению с другими электродными материалами, платиновые электроды наиболее часто используются в электрохимических ячейках, поскольку этот металл имеет гораздо более низкий импеданс и плохо окисляется [6].

1.5.3. Поляризация электродов

Другой важной ошибкой для этого типа датчика является поляризация электродов. На поверхности электрода происходит фарадеевский процесс или процесс переноса заряда. Площадь контакта электродов с электролитом играет роль в сопротивлении поляризации электрода, так как сопротивление поляризации электрода обратно пропорционально площади поверхности электрода. Если датчик возбуждается постоянным током (DC), когда электрод погружен в проводящую жидкость, ионы нейтрализуются на площади поверхности электрода и образуются отложения.Отложения электролита можно увидеть по образованию пузырьков и вызваны присутствием органических солей или ионной природой электролита. Такое поведение уменьшает площадь контакта электрода. Поэтому для датчика важно уделять должное внимание поддержанию постоянной площади электрода во время измерения. Путем подачи небольшого переменного тока (AC) поляризация электрода может быть минимизирована, поскольку переменное электрическое поле на границе раздела постоянно меняется.Еще одно важное соображение — это образование двойного слоя рядом с электродом при приложении потенциала. Эффект фарадеевского процесса можно свести к минимуму, выбрав высокую константу ячейки ( L / A ). Это подразумевает выбор небольшой площади поверхности электрода ( A ) и большого расстояния между электродами ( L ). Однако это снижает чувствительность схемы моста Уитстона, которая часто используется для сопряжения датчиков. Лучшее решение — использовать многоэлектрод, как описано в разделе 1.5.4. Как фарадеевская, так и двухслойная емкость можно минимизировать, используя высокочастотный сигнал переменного тока с низкой амплитудой. Другой хороший метод — уравновесить емкость и сопротивление ячейки, подключив переменный конденсатор параллельно сопротивлению области моста, прилегающей к ячейке [9].

1.5.4. Геометрическая компоновка электродов

Конфигурация электродов и применяемые методы значительно повышают точность измерений проводимости и импеданса.На практике измерения проводимости с использованием двух, трех, четырех или более электродов описаны в литературе [12]. Четырехэлектродное измерение, иногда называемое тетраполярным, является хорошим выбором в случае измерения импеданса. На рисунке 1.2 показана схематическая диаграмма различных конфигураций электродов для измерения проводимости образца крови.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 1.2. Конфигурации электродов для измерения проводимости крови.

Загрузить рисунок:

Стандартное изображение Изображение высокого разрешения
В четырехэлектродной конфигурации ток возбуждения проходит через два внешних электрода, а падение напряжения измеряется между двумя внутренними электродами. В двухэлектродной конфигурации ток проходит, и падение напряжения измеряется на тех же двух электродах. Двухэлектродный метод измерения проводимости не является точным из-за зависимости от частоты и плотности тока на границе импеданса и электролита.Из-за поляризации электродов применим только метод переменного тока с подходящей частотой сигнала, а не постоянного тока. Использование четырех электродов может устранить эту проблему за счет отдельных возбуждающих электродов и электродов для измерения падения напряжения. Однако, выбирая возбуждение переменного тока с более высокой частотой сигнала, двухэлектродная конфигурация также подходит для измерений проводимости. Мультиэлектродная конструкция с более чем четырьмя электродами также может использоваться для точного измерения проводимости.Другие факторы, которые следует учитывать, — это форма электрода (прямоугольная, круглая и т. Д.), Размещение электродов (вертикальное, горизонтальное и т. Д.) И расстояние между электродами.
1.6.1. Датчики импеданса
Спектроскопия импеданса включает в себя измерение импеданса датчика в присутствии биологических организмов путем подачи небольшого изменяющегося во времени сигнала переменного тока с разными частотами. Это просто отношение среднеквадратичного значения выходного напряжения к действующему значению входного тока возбуждения.Этот метод позволяет измерять физиологические параметры живых клеток. Изменение импеданса, вызванное некоторыми патогенами, может быть связано с изменениями основных биохимических веществ, таких как физиологическая структура или ионный состав и их концентрация. Этот метод измерения является эффективным методом непрямого неинвазивного определения жизненно важных физиологических параметров в различных приложениях для носимых датчиков. Важными пассивными электрическими составляющими импеданса являются сопротивление, емкость и индуктивность.В зависимости от состава физиологических параметров пассивные компоненты могут иметь сопротивление и емкость, соединенные последовательно или параллельно. Датчики импеданса могут использоваться для изучения диэлектрических и проводящих свойств жидкостей организма. Плоские встречно-штыревые микроэлектроды (IDE), состоящие из альтернативного расположения чувствительных и рабочих электродов, являются наиболее часто используемой конфигурацией электродов для датчиков импеданса. Важными особенностями этой конфигурации являются миниатюризация электрода, простота изготовления, массовое производство с низкими затратами, возможность использовать их в широком диапазоне приложений без значительных изменений в их конструкции, а также возможность интеграции электрода с интерфейсной электроникой для разработки автономные носимые чипы для беспроводных измерений.Когда микроэлектроды датчиков контактируют с жидким образцом, например, с кровью, обычно наблюдается гораздо более высокое значение импеданса по сравнению с макроэлектродом. Такое высокое значение импеданса связано с образованием межфазной емкости или емкости двойного слоя ( C _дл) на границе между поверхностью электрода и жидким образцом [13]. Таким образом, взаимодействия ионов и молекул, присутствующих в жидком образце, вызывают образование C _дл.Этот C _dl прямо пропорционален площади контакта электродов с жидким образцом. Кроме того, C _dl зависит от частоты и увеличивает погрешность измерения на низких частотах (ниже 1 кГц) [14]. Следовательно, конфигурация IDE и частота возбуждения должны быть оптимизированы, чтобы уменьшить межфазный импеданс, улучшить характеристики датчика и увеличить частоту до более высокого значения. На рис. 1.3 (a) показана схема обычного плоского датчика импеданса IDE-электрода для измерения проводимости и емкости жидкости.Конфигурация состоит из N , кол-во пальцев; G , щель между пальцами; Вт , ширина пальца; L , длина пальца; и A — площадь поверхности электрода. Источник возбуждения переменного тока подключен между рабочим и чувствительным электродами. На характеристики отклика датчиков IDE влияют количество электродов, длина волны, расстояние между двумя соседними рабочими (положительными) электродами, площадь шаблона IDE и параметры, которые необходимо измерить.Электроды IDE могут быть нанесены на верхний или нижний слой чувствительной пленки. Упрощенная эквивалентная схема датчика показана на рисунке 1.3 (b). Этот тип эквивалентной схемы описан в литературе несколькими авторами [13,15]. Схема имеет последовательную комбинацию двухслойной емкости C _дл и среднего сопротивления R _{x .}, который параллелен диэлектрической емкости C _x.Каждый рабочий и чувствительный электроды образуют емкость C, _дл на границе электрод-электролит, чтобы облегчить физическое моделирование датчика. C _dl зависит от материала электрода и состава жидкой среды. Для копланарной среды IDE C _dl может быть приблизительно равно [13] C _dl = 0,5 AC _{dl_surface}, где A = WLN и C _{dl_surface равной характеристической емкости слоя Штерна для среды с высокой концентрацией ионов.Емкость слоя Штерна приблизительно равна C _{Stern_surface} (= 10–20 мкФ · см ^-2). Однако C _dl можно заменить постоянным фазовым импедансом (CPI), который является мерой нефарадеевского импеданса. Импеданс CPI в области Лапласа может быть представлен как Z ( с ) = QS ^{— α} = Q ( jω ) ^{— α} =. Фазовый угол CPI не изменяется с частотой сигнала, но зависит от значения дробной экспоненты α . R _c — сопротивление последовательного контакта выводного провода, и его величина незначительна. R _x и C _x являются основными компонентами эквивалентной схемы, представляющей физиологические параметры.}
Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения
Рисунок 1.3. (a) Обычная конфигурация встречно-штыревого электрода.(б) Эквивалентная схема датчика импеданса.
Загрузить рисунок:
Стандартное изображение Изображение высокого разрешения
Значение сопротивления датчиков зависит от проводимости жидкости и константы датчика K _Z, которые связаны соотношением [13]
, где K _Z может быть выдан
, где t — толщина электрода.
Функция P ( k ) является неполным эллиптическим интегралом.Постоянная датчика K _Z полностью зависит от геометрических параметров датчика ( N , L , G , W ). Если K _Z, то, измеряя сопротивление датчика, можно определить проводимость жидкости с помощью уравнения (1.1). Значение емкости датчика с диэлектрической проницаемостью среды ε _X можно определить по
1.6.2. Разработка оптимальной конфигурации электродов IDE
Пренебрегая контактным сопротивлением датчика, полное сопротивление датчика можно записать как
, где Замена Z _R в уравнении (1.3), полный импеданс можно записать как
Частотная характеристика импеданса показана на рисунке 1.4. В ответе есть три региона. В области 3, когда частота сигнала превышает f _h, диэлектрическая емкость C _x является доминирующим, а полное сопротивление близко к сопротивлению диэлектрической емкости C _x.В области 1, когда частота меньше f _l, емкость двойного слоя вносит основной вклад в общий импеданс. В области 2, когда частота больше f _l, но меньше f _h, сопротивление раствора в основном влияет на общий импеданс. Полный импеданс на частоте ниже f _h равен Z ≈ Z _R, а нижняя частота —
. Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения
Рисунок 1.4. АЧХ датчика импеданса в ионной среде.
Загрузить рисунок:
Стандартное изображение Изображение высокого разрешения
где, K _G = WLN .
В области 2 чувствительность к проводимости выше и проводимость не зависит от частоты сигнала.
В области 3, на частоте выше f _h, емкость двойного слоя пренебрежимо мала, а полное сопротивление
и частота на границе
Более высокая частота не зависит от геометрических параметров, но более низкая частота зависит от геометрических параметров.Следовательно, оптимизируя геометрическую конфигурацию, можно уменьшить нижнюю частоту и расширить частотный диапазон.
Чтобы максимизировать проводящую чувствительность в уравнении (1.5), ( K _G × KZ ) должен быть максимальным. Увеличивая W , K _G можно увеличить, но постоянная датчика K _Z также уменьшен. Если выбрана квадратная структура IDE, то длина пальца IDE может быть записана как
Так как L (∼ мм) ≫ G (∼ мкм), L ≈ N × ( W + G ) ≈ NW (1 + r ), где r = G / W .
, где D ( N , L ) = оптимизирует размер датчика, связано с константой датчика.
Для максимизации K _G, D ( N , L ) следует увеличить, что означает увеличение L и уменьшение количества пальцев. Но чувствительность сенсора зависит еще и от количества пальцев, и чувствительность увеличивается за счет увеличения площади поверхности контакта IDE с исследуемой средой.Следовательно, большее количество пальцев приводит к высокой чувствительности. Второй коэффициент Y ( r ) связан с отношением расстояния между пальцами к ширине пальца. Этот коэффициент можно оптимизировать, вычислив Y ( r ) с различными значениями r . Показано, что при вычислении Y ( r ) для различных значений r оптимальное значение r оказывается равным 0,66. Таким образом, оптимальная квадратная структура IDE для максимального диапазона частот составляет Вт = 1.5 G и L = (2,5 N −1) G .
Для увеличения чувствительности носимого датчика к измерению физиологических параметров предпочтительно использовать электродную структуру с наименьшим импедансом в частотном диапазоне, где полное сопротивление датчика близко к сопротивлению среды R _х. IDE, имеющая минимум K _Z больше подходит, потому что изменение импеданса из-за среды является значительным и может быть легко обнаружено.Если взять конфигурацию IDE с Вт = 1,5 G , константа датчика K _Z можно оптимизировать для разного количества пальцев N , и сообщается, что K _{Z Значение} уменьшается с увеличением N до 20. Таким образом, правило оптимизации, которое необходимо соблюдать при разработке квадратного копланарного датчика IDE с фиксированной площадью поверхности, составляет Вт = 1,5 G и N ⩽ 20 [ 13].
Например, для квадратного IDE площадью 1 мм ² и N = 4, длина пальца IDE составляет L = N ( W + G ), W + G = L / N = 1000 мкм / 4 = 250 мкм, тогда принимаем W = 1,5 G , G = 250 / 2,5 = 100 мкм и W = 150 мкм.
1.6.3. Идеальные емкостные датчики IDE
Если датчик IDE предназначен для тестирования образца с почти идеальной относительной диэлектрической проницаемостью (проводимость пренебрежимо мала), то потребуется емкостной датчик IDE.Есть несколько приложений, в которых такие типы датчиков могут использоваться для испытания диэлектрического образца. Например, таким датчиком можно обработать проверку качества трансформаторного масла или пищевого масла. Рассмотрим плоское поперечное сечение емкостного датчика IDE на половине длины волны для тестирования чистого диэлектрического образца, как показано на рисунке 1.5.
Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения
Рисунок 1.5. Емкостная структура IDE с идеальной относительной диэлектрической проницаемостью: (а) схематическое изображение и (б) поперечное сечение на половине длины волны.
Загрузить рисунок:
Стандартное изображение Изображение высокого разрешения
Конструкция состоит из двух рабочих и одного чувствительного электродов на изолирующей подложке с диэлектрической проницаемостью ε _с (проводимость незначительна), разделенные G . Толщина плоского электрода т . Пространство между электродами заполнено диэлектрической чувствительной пленкой с диэлектрической проницаемостью ε _f.На верхней границе электрода находится еще один диэлектрик с диэлектрической проницаемостью ε _v. В этой структуре три емкости C ₁, C ₂ и C ₃ с относительной диэлектрической проницаемостью ε _V, ε _с и ε _f, соответственно, будет сформирована. Используя полный эллиптический интеграл первого вида, K [ x ], сумму емкостей ( C ₁ + C ₂) на единицу длины можно получить как [16]
Емкость C ₃ сформирована с относительной диэлектрической проницаемостью ε _f приблизительно равно
Общая емкость для этой полуволновой конфигурации между рабочим и измерительным электродами может быть задана как
Когда датчик IDE возбуждается сигналом переменного тока, глубина проникновения краевого электрического поля зависит от пространственная длина волны, т.е.е. промежуток между рабочим и чувствительным электродами и не зависит от частоты [16]. Однако диэлектрические свойства биохимических веществ могут измениться из-за частоты сигнала. В носимых сенсорных устройствах, где доступно всего несколько мкл пробы биологической жидкости и требуется их воздействие на зону чувствительности, обычные датчики IDE являются хорошим выбором. Другой важной особенностью датчика IDE является возможность тестирования образца с одной стороны, то есть тестовый образец не нужно помещать между двумя чувствительными и рабочими электродами.Электрическое поле проходит через испытуемый образец (SUT). Следовательно, импеданс, состоящий из емкости и сопротивления, зависит от свойств испытуемого оборудования и геометрической конфигурации датчика. Эти датчики IDE наиболее удобно использовать для обнаружения пищевых патогенов, влажности, летучих органических паров, проверки морепродуктов, мяса, биологических видов и т. Д. [10]. В обычной конструкции количество рабочих и сенсорных пальцев одинаково. Иногда на задней стороне подложки (полиимид) предусматривается защитная пластина, как показано на рисунке 1.6. Такая компоновка может улучшить характеристики датчика IDE за счет устранения нежелательных паразитных проводов и емкости заземления. На защитном электроде поддерживается потенциал земли или потенциал чувствительного электрода. Без учета контактного сопротивления эквивалентная схема конфигурации также показана на рисунке 1.6. ТРИ представлена как ( R _x, С _х), импедансы на рабочем и чувствительном электродах представлены ( R _wg, C _wg) и ( R _sg, C _sg) соответственно. В _с — источник переменного напряжения, приложенный к рабочему электроду, а выходной сигнал берется из схемы инвертирующего операционного усилителя; тогда выходное напряжение В ₀ практически зависит от неизвестного сопротивления и емкости ТУ. Из-за виртуального заземления операционного усилителя минимизированы R _sg и C _sg. Аналогично, так как V _s с низким импедансом источника появляется на рабочем импедансе, выход будет меньше всего затронут, если частота сигнала не очень высока.
Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения
Рисунок 1.6. Схема датчика IDE с защитным электродом.
Загрузить рисунок:
Стандартное изображение Изображение высокого разрешения
Некоторые модифицированные формы IDE-сенсоров с большим количеством чувствительных электродов, чем рабочие электроды, были предложены в литературе [10]. Наличие большего количества чувствительных электродов между двумя рабочими электродами увеличивает величину параметра глубины проникновения поля в датчике.Эта увеличенная глубина проникновения поля модифицированных датчиков IDE по сравнению с обычными датчиками приводит к лучшему профилированию импеданса тестового образца. Таким образом, измененная конструкция датчика показывает лучшие характеристики и чувствительность. На рис. 1.7 (а) показана принципиальная схема измененной конфигурации датчика IDE. Он состоит из четырех чувствительных электродов между двумя рабочими электродами. На рисунке 1.7 (b) показано распределение поля датчика IDE с пальцами с разной длиной волны. Распределение поля малой длины волны покрывает небольшую площадь образца, в то время как большая длина волны покрывает большую площадь.Результаты проектирования и моделирования такой структуры IDE показаны на рисунке 1.7 (a), а различные чувствительные электроды описаны в литературе [17]. Оптимальная конфигурация была разработана с сохранением эффективной площади и расстояния между двумя соседними электродами неизменными. Единственным изменяемым параметром было количество измерительных электродов между двумя рабочими электродами. Показано, что оптимальное количество отрицательных электродов между положительными электродами даст лучшее распределение электрического поля, но приведет к сравнительно слабой напряженности поля.Напряженность электрического поля достаточна для взаимодействия с ТС. Наибольшая емкость при равномерном распределении электрического поля приводит к лучшей чувствительности конфигурации для испытуемого образца. Также было проведено исследование для определения оптимальной толщины образца для лучшей чувствительности. На рисунке 1.8 (a) показана спиральная структура электрода, а на (b) показан верхний электрод с сеткой.
Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения
Рисунок 1.7. (а) Схема измененного дизайна конфигурации IDE. (б) Глубина проникновения поля в структуру с пальцами разной длины волны [10].
Загрузить рисунок:
Стандартное изображение Изображение высокого разрешения
Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения
Рисунок 1.8. (a) Конфигурация IDE спирального электрода и (b) конфигурация сеточного электрода.
Загрузить рисунок:
Стандартное изображение Изображение высокого разрешения
Датчик преобразует физико-химический параметр в измеряемый электрический сигнал, пропорциональный концентрации аналита.Электрический сигнал может быть изменен по току, напряжению или импедансу. Электрохимия подразумевает перенос заряда или ионов от одного электрода к другому через твердый или жидкий электролит [2]. Электродные реакции или перенос заряда могут модулироваться биохимическими жидкостями и, следовательно, составлять основу восприятия. Электрохимический датчик всегда требуется для создания замкнутой цепи для протекания электрического тока. Типичный электрохимический датчик состоит из чувствительного электрода (рабочего электрода), противоэлектрода (вспомогательного электрода), электрода сравнения и электролита, исследуемой пробы аналита для определения параметров.Чувствительный электрод этого датчика часто изготавливается из каталитических металлов, таких как платина, палладий или металл с углеродным покрытием. Чувствительный электрод — это электрод, на котором происходит настоящая реакция, и он специально разработан для увеличения площади поверхности или каталитического действия для увеличения скорости реакции с аналитом и, следовательно, чувствительности; прежде всего он должен быть химически инертным. Чувствительный электрод является катализированным и многократно нанопористым для увеличения эффективной площади поверхности. В зависимости от конструкции датчика все три электрода могут быть из разных материалов.Электрический сигнал измеряется между чувствительным и рабочим электродами. Важно поддерживать стабильный и фиксированный потенциал на чувствительном электроде. На практике потенциал чувствительного электрода относительно противоэлектродов не остается постоянным из-за непрерывной реакции на его поверхности. К чувствительному электроду приложен фиксированный потенциал. Электрод сравнения используется для поддержания потенциала чувствительного электрода на фиксированном значении. Он помещается по направлению к чувствительному электроду между счетчиком и чувствительным электродом.Никакой ток не течет к электроду сравнения или от него. В некоторых электрохимических датчиках на чувствительный электрод не подается внешнее напряжение, следовательно, нет электрода сравнения. На рис. 1.9 показана схема типичного электрохимического датчика. Полупроницаемая мембрана иногда используется для покрытия каталитического чувствительного электрода или, в некоторых случаях, для контроля количества аналита, достигающего поверхности электрода. Такие датчики называются датчиками с мембранной оболочкой. Мембрана изготовлена из тонкого тефлона с низкой пористостью.Мембрана обеспечивает механическую защиту и дополнительно отфильтровывает нежелательные частицы. Некоторые производители поставляют электроды с трафаретной печатью с контактными площадками из различных металлов, таких как медь, серебро, углерод, золото, платина и никель. Электроды с трафаретной печатью на одной подложке для нескольких электрохимических датчиков также доступны на рынке [18]. Эти электроды дешевые, одноразовые, требуют микрообъемов жидкой пробы и могут быть полезны для окружающей среды, здравоохранения и агро / пищевой промышленности.Электролит датчика помогает клеточной реакции и переносит ионный заряд через электрод. Он формирует стабильный потенциал на электроде сравнения. Состав электролита должен быть совместим с материалами электродов, а также с аналитами. Он не должен испаряться, иначе работа датчика ухудшится. Он формирует основу селективности по отношению к целевому аналиту, который должен быть обнаружен, вызывая определенную химическую реакцию, таким образом генерируя ионы в клетке.На электрохимический датчик минимально влияют изменения давления окружающей среды. На датчик влияет изменение температуры окружающей среды; следовательно, необходимо компенсировать температурную погрешность. Лучше поддерживать максимально стабильную рабочую температуру датчика.
Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения
Рисунок 1.9. (a) Базовый электрохимический сенсор и (b) типовая установка электрохимического сенсора.
Загрузить рисунок:
Стандартное изображение Изображение высокого разрешения
Пьезоэлектрический эффект — свойство определенного класса материалов. При приложении механической силы генерируется электрический заряд, пропорциональный силе. Эффект обратим, что означает, что при приложении электрической силы возникает механическая вибрация. Это свойство связано с асимметричным характером структуры материала. При приложении силы центры положительного и отрицательного зарядов перемещаются относительно друг друга, вызывая образование электрического диполя.Большое количество природных или синтетических материалов, таких как кварц, оксид цинка (ZnO), ниобат лития, титанат цирконата свинца и т. Д., Демонстрируют такие эффекты. Это свойство можно использовать для различных приложений трансдукции. Микрогравиметрический датчик на поверхностных акустических волнах (ПАВ) основан на пьезоэлектрическом эффекте. ПАВ — это явление распространения механических волн, создаваемых электрической силой, вдоль твердой пьезоэлектрической поверхности, которая находится в контакте со средой с более низкой плотностью, такой как воздух.Датчик на ПАВ, изготовленный с использованием пьезоэлектрической подложки, состоит из трех частей: (i) пьезоэлектрического передатчика IDE, (ii) линии передачи с химически селективной чувствительной пленкой и (iii) пьезоэлектрического приемника IDE [18]. Схема электрического генератора, подключенная к передатчику, создает механическую волну определенной длины волны, которая распространяется вдоль поверхности передачи к приемнику. Во время передачи он взаимодействует с токсичными частицами SUT, отложившимися на чувствительной пленке, модулирует механическую волну, и модифицированная волна снова преобразуется в электрическую форму.Поскольку принимающая IDE нанесена на ту же пьезоэлектрическую подложку, механическая вибрация преобразуется в электрический сигнал. Электрический сигнал на приемнике отличается от электрического сигнала, подаваемого на IDE передатчика. Схема датчика на ПАВ показана на рисунке 1.10. Желательно, чтобы механическая волна в передатчике двигалась к приемнику, но она также двигалась влево. Поглотитель используется для остановки механической волны, движущейся влево.Аналогичный поглотитель расположен ближе к краю ствольной коробки. Часто существует другой эталонный датчик на ПАВ без чувствительной пленки, сигнал которого вычитается из фактического датчика, чтобы минимизировать погрешность температуры окружающей среды, а также дрейф. В исходном состоянии без SUT и опорный, и фактический датчики на ПАВ работают на одной и той же частоте, поэтому выходной сигнал схемы преобразования сигнала смесителя равен нулю. Конфигурация IDE передатчика и приемника определяет фазу, частоту, задержку и амплитуду выходного сигнала по отношению к входному сигналу.Пьезоэлектрическая подложка определяет поперечную или продольную волну, скорость волны и температурную зависимость выходного сигнала. Изменение частоты (Δ f ) устройства SAW из-за изменения массы химических веществ (Δ m ) SUT определяется известным уравнением Зауэрбрея [19]:
Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения
Рисунок 1.10. Схема датчика SAW, показывающая основные части.
Загрузить рисунок:
Стандартное изображение Изображение высокого разрешения
, где f ₀ — основная резонансная частота, A — площадь электрода, а μ и ρ — модуль сдвига и плотность кварца соответственно.
Однако емкость и проводимость ТУС также изменяют частоту датчика ПАВ, но изменение частоты из-за массы является более значительным. Чувствительная пленка в зоне массовой загрузки зависит от обнаруживаемого целевого химического вещества.Для повышения чувствительности, а также селективности область загрузки массы покрыта полимерной пленкой, селективной к целевому аналиту. Наноструктура чувствительной пленки из оксида металла с подходящей морфологией пор желательна в некоторых приложениях для улучшения характеристик датчика. SUT имеет большое количество химических соединений; практически невозможно изготовить одно устройство на ПАВ для обнаружения различных параметров, присутствующих в образце. Электронный нос (e-нос) на основе ПАВ с различными датчиками на ПАВ в виде массива с разной чувствительностью и селективностью подходит для обнаружения нескольких химических веществ в ТРИ.Электронный нос — это система, которая использует образец реакции с помощью механизма распознавания образов из массива датчиков ПАВ для идентификации желаемого химического образца и последующего количественного определения его концентрации. Электронный нос SAW используется для обнаружения широкого спектра химических параметров, включая токсичные боевые отравляющие вещества, такие как диметилметилфосфонат (DMMP), параметры здоровья млекопитающих, параметры окружающей среды, напитки и влажность. Важными особенностями датчиков на ПАВ являются их малошумная работа, низкий предел обнаружения, планарная технология изготовления ИС, массовое производство, низкая стоимость, малый размер, надежность, воспроизводимость, надежность, быстрое время отклика и тот факт, что они могут быть размещены в ограниченном пространстве. и труднодоступные места.Они работают в агрессивных средах, таких как взрывоопасные, коррозионные и излучаемые излучением среды, и герметично закрыты, поэтому на них не влияют условия окружающей среды.
1.9.1. Выбор подложки
Носимые датчики могут быть изготовлены с использованием тонкопленочной или толстопленочной технологии. Важными частями, необходимыми для изготовления датчиков, являются: (i) подложка, (ii) изготовление рисунков электродов на подложке и (iii) нанесение сенсорной пленки. Чувствительная пленка может быть нанесена либо на рисунок электрода, либо под ним.Эти микродатчики могут уменьшить размер обычной аналитической клинической лаборатории и могут удовлетворить потребности пациента в удобстве, комфорте, небольшом размере, простоте эксплуатации, гибкости и, что наиболее важно, своевременной доступности физиологических параметров. Вместо того, чтобы полностью полагаться на врачей в отношении их состояния здоровья, пациенты знают свое физическое состояние. Подложки играют важную роль с точки зрения комфорта и удобства использования. Для изготовления датчиков всегда желательна гибкая, тонкая, химически инертная, биосовместимая, механически прочная (во избежание износа) и недорогая подложка.Окружающая температура, влажность и токсичные газы, присутствующие в окружающей среде, могут влиять на работу датчиков, и эти параметры в разной степени влияют на характеристики основания. Поэтому следует проявлять все возможные меры при выборе материалов, чтобы свести к минимуму ошибки, связанные с факторами окружающей среды. Гидрофобный субстрат, такой как тефлон, является подходящим выбором, чтобы избежать ошибок, связанных с влажностью.
Полиимидная основа. Полиимид является подходящим кандидатом для изготовления гибких микроэлектронных устройств, включая датчики, датчики тактильной силы для искусственной кожи и печатные платы [20].Это вещество механически прочно, химически инертно и выдерживает высокие рабочие температуры до 350 ° C. Однако он гидрофильный и впитывает влагу до 3% относительной влажности от его сухого веса. Это свойство придает датчикам перекрестную чувствительность к влажности в предполагаемых областях применения. Существует несколько производителей полиимидных подложек, наиболее популярными из которых являются Dupont (США), Upilex (Япония) и Polyflon (США) [16]. Еще одна важная гибкая подложка — тефлон. Когда датчику требуется минимальная перекрестная чувствительность по влажности и он должен работать при относительно высоких рабочих температурах, то тефлон является отличным материалом подложки.Гибридный полиимид и тефлоновая подложка, использующий преимущества обоих, также доступен на рынке (Dupont). Гибкую подложку можно сделать и из текстиля. Эти тканевые основы с различными физическими и химическими свойствами изготавливаются из натуральной шерсти и хлопка, а также синтетического нейлона и полиэстера. Эти ткани могут использоваться для изготовления переносных датчиков электродов с возможностью печати, которые обеспечивают стабильную работу в течение длительного периода в нормальных и тяжелых условиях износа.Многие из этих подложек доступны с металлическим покрытием с одной стороны или с обеих сторон. Таким образом, нет необходимости в металлизации электрода для изготовления электродных рисунков. Различные подложки, используемые для изготовления носимых датчиков, включают полиэтилентерефталат (ПЭТ), полиэтиленнафталат (NET), полиимид полипропилен, полиуретан (ПУ), хлопчатобумажную пряжу, полиэстер, париленовые кожные пластыри, капы, зубные протезы и бумагу [20,21 ]. Другой важный класс подложек, привлекающий внимание инженеров, — это мягкие силиконовые эластомеры, такие как полидиметилсилоксан (ПДМС), силиконовый каучук.Эти материалы обладают высокой степенью гибкости, совместимости с различными поверхностями, химически инертны и биосовместимы. Однако большинство этих носителей не совместимы с КМОП. Следовательно, интегрированный датчик на кристалле для интеллектуального считывания не может быть изготовлен с использованием этих подложек. Другими негибкими подложками, популярными при изготовлении сенсоров, являются оксид алюминия, оксид олова, легированный фтором (FTO), оксид индия-олова (ITO), пьезоэлектрические материалы и кремний.
1.9.2. Предварительная обработка подложки
Предварительная обработка — важное требование для успешного изготовления сенсора.Чтобы ламинировать электрод и чувствительную пленку, подложку необходимо тщательно очистить. Нечистые частицы могут снизить поверхностную энергию подложки для надлежащего прилипания пленки. Полимерная подложка имеет низкую поверхностную энергию; Те же методы и химические вещества, которые используются для очистки неорганических подложек, таких как оксид алюминия, стекло и кремний, могут не подходить для полиимида или других материалов подложки. Органические и неорганические загрязнители могут присутствовать в виде частиц, тонких пленок и островковых пиков.Обычно для очистки основания можно использовать влажный и сухой методы очистки. Методы влажной очистки с использованием химикатов удаляют металлические и органические примеси. Растворы для очистки включают разбавленную соляную кислоту, серную кислоту, ацетон, спирт (этанол, метанол, пропанол и т. Д.) И деионизированную воду высшего качества. Для неорганических субстратов популярным выбором является раствор пираньи на кислотной основе с соотношением H ₂ SO ₄: H ₂ O ₂ 3: 1. Читателю следует ознакомиться с различными методами очистки подложек в [22].Ультрафиолетовый очиститель, в котором ультрафиолетовый свет закреплен в камере из нержавеющей стали с закрывающейся крышкой, чаще всего используется для удаления органических примесей. Для некоторых полиимидных подложек с металлическим покрытием металлические частицы, такие как никель, прочно прилипают к полиимидной поверхности. Для удаления таких частиц можно использовать плазменное сухое травление. Радиочастотная плазма под давлением ниже 0,01 Па создается ионизирующими инертными газами, такими как газообразный аргон, трифторметан и т. Д. Этот ионизированный газ ударяет по поверхности подложки с очень высокой кинетической энергией, удаляя любые частицы с поверхности.Сразу после плазменной очистки необходимо нанести чувствительную пленку. Для плазменной очистки можно использовать промышленный плазменный очиститель низкого давления (модель PDC-32G-2) производства Harrock Plasma Ins., США.
1.9.3. Изготовление электродов
1.9.3.1. Метод трафаретной печати
Для формирования различных рисунков электродов на подложке для встречно-штыревого импеданса, электрохимических датчиков и других физических датчиков могут использоваться различные технологии изготовления.Эти методы представляют собой электрод с трафаретной печатью, проводящий электрод для струйной печати и фотолитографический электрод. Эти пригодные для печати датчики могут изготавливаться в массовом масштабе с надежными и привлекательными характеристиками при низкой стоимости. Электрод может быть изготовлен как вручную, так и на автоматическом трафаретном принтере с токопроводящей металлической пастой. Паста / чернила, которые используются для печати электрода, могут быть модифицированы и адаптированы для обеспечения селективного обнаружения или улучшения каталитических свойств. Диспергирование ферментов в чернилах может повысить избирательность по отношению к биологическим видам.Для изготовления электродов сначала необходимо спроектировать и оптимизировать конфигурацию электродов путем выбора подходящих размеров электродов в соответствии с потребностями приложения с помощью специального программного обеспечения, такого как Ledit, Autocad, ANSYS или изготовление печатных плат и т. Д. Дизайн будет изготовлен на лазерной резке из нержавеющей стали или на сетке из химически протравленного полимера. С помощью рамы экрана рисунок на электроде будет перенесен на подложку (гибкую / жесткую) с помощью толстопленочного трафаретного принтера.Гибкая или текстильная подложка закрепляется на подложке. Для изготовления можно использовать металлическую пасту (серебро, хлорид серебра, серебряно-палладиевую пасту, золото, платину или алюминий). Оператор регулирует высоту и ход встроенного зажима. Однако метод изготовления электродов методом трафаретной печати подходит только для плоской и однородной поверхности.
1.9.3.2. Изготовление электрода с помощью эластомерного штампа
Изготовление датчика для неплоской подложки требует альтернативного подхода, который позволяет изготавливать электрод в соответствии с контурами поверхности и неоднородностями.Существуют различные применения носимых датчиков, для которых необходимо формирование электродов на неоднородной поверхности. Например, большинство мест на теле человека неоднородны. В таких ситуациях очень полезны эластомерные штампы (например, резиновые штампы) с желаемым рисунком электрода и изолирующего слоя [6]. Эти штампы можно использовать для формирования рисунка электродов на неровной поверхности, например на коже млекопитающего. Такие штампы можно использовать для изготовления электрохимических датчиков / датчиков импедансного типа с использованием текстильной ткани в качестве подложки.Некоторые исследовательские группы разработали эластомерные штампы, которые могут непосредственно печатать рисунок электродов на эпидермисе человека. В этом методе штамп использует проводящие чернила с подходящей вязкостью для печати электрода носимого датчика на коже [6]. Новый дизайн датчика эпидермиса — это изготовление датчиков татуировки, которое включает в себя печать электрода / изолирующего слоя на коммерческой бумаге для тату с пленкой, чувствительной к селективным ферментам. Такие электроды на основе татуировок могут работать как биотопливный элемент, неинвазивно извлекая электрическую энергию из лактата, присутствующего в человеческом поте.Эта энергия может использоваться для обеспечения электрической энергии носимых датчиков.
1.9.3.3. Техника струйной печати
Печатная электроника, в которой чувствительные устройства интегрированы с электронными схемами для носимых приложений, может быть изготовлена методом струйной печати в печатной форме на печатной плате или бумаге [21]. Эти печатные электронные устройства просты в обращении и портативны, и в последние годы они нашли применение в различных приложениях, включая обнаружение токсичных паров, качество продуктов питания и напитков, мониторинг физиологических параметров и т. Д.Эта технология включает нанесение краски на электрод / чувствительную пленку с помощью печатного оборудования в виде струй жидкости. Типичным применением была разработка сенсора наночастиц, функционализированного ферментами, на бумажной подложке для обнаружения присутствия бактерий. При изготовлении наночастицы золота были функционализированы определенным ферментом, а затем была использована струйная печать для печати материала на бумажной основе. Например, β -галатоксидаза и наночастицы золота сформировали чувствительный материал, а хлорфеноловый красный β -галатопиранозид был использован в качестве субстрата.При наличии бактерий цвет сенсора меняется от бледно-желтого до пурпурного.
Металлические наночастицы, такие как золото, серебро, медь и т. Д., В настоящее время играют важную роль в производстве функциональных электрохимических датчиков / датчиков импеданса. Для их синтеза можно использовать разные методы. В одном из этих методов наночастицы серебра были синтезированы путем перемешивания смеси ацетата серебра и олеиновой кислоты при 80 ° C. Затем к смеси добавляли ацетат олова и нагревали до 120 ° C.Полученный раствор затем смешивали с ацетон / метанолом и осаждали частицы [21].
1.9.3.4. Формирование электрода методом осаждения из паровой фазы
В этом случае микроэлектрод правильной геометрии может быть сформирован путем термического испарения или распыления различных металлов, таких как Al, Au, Pt, Ag и NiCr. Например, чтобы изготовить датчики IDE на кремниевой пластине, сначала пластина должным образом очищается от примесей и загрязнений с использованием стандартных методов, как описано выше.Металлическая пленка наносится на подложку любым из способов осаждения из паровой фазы. Затем на электрод наносится тонкая пленка полимерного фоторезиста, и дизайн ИДЭ переносится на пластину с помощью фотолитографической маски под воздействием УФ-излучения. Незамаскированная область удаляется путем погружения подложки с рисунком в травильный раствор (влажный или сухой). Затем пластину очищают в этаноле и сушат в сухом газообразном азоте.
Рисунок неизолированного электрода без чувствительной пленки на подложке для импеданса IDE или электрохимических датчиков может работать для определения некоторых параметров тела.Однако сенсорная пленка всегда желательна для обнаружения конкретных биологических видов, чтобы улучшить чувствительность и селективность датчика. Каталитический электрод повышает чувствительность и селективность. Можно использовать чувствительную пленку из полимера, фермента или оксида металла. Выбор чувствительного материала для удовлетворения прикладных потребностей, таких как селективные целевые физиологические параметры и устойчивость к рабочей среде, очень важен. Поскольку на большинство носимых датчиков и испытуемых устройств влияют колебания температуры и влажности окружающей среды, необходимо соблюдать меры предосторожности при выборе материалов, которые являются термически, химически стабильными и гидрофобными.Влияние этих параметров должно быть тщательно изучено, а ошибки, связанные с ними, должны быть компенсированы аналоговыми / цифровыми / программными методами. Для повышения чувствительности и селективности сенсора можно нанести образец селективной наноструктурированной пленки. Пленка с наноструктурой в виде нанопор, нанопроволок, наностержней и нановолокон обеспечивает очень высокую эффективную площадь поверхности и способствует лучшему функционированию, чем в массивном материале. Материал наноструктуры имеет шероховатую поверхность, что способствует надлежащему прилипанию ТУС.Однако морфология такой площади поверхности, толщина пленки, средний размер пор и распределение пор должны быть оптимизированы для улучшения характеристик датчика. Для изготовления наноструктурной пленки можно использовать различные методы, такие как электрохимическое анодирование, золь – гель, распыление и т. Д. Электрохимическое анодирование и золь – гель — недорогие простые химические пути. Эти два метода широко используются для получения наноструктур из неорганических материалов, таких как титанат циркония, титанат хромата магния, оксид алюминия, оксид цинка, оксид титана, оксид графема (GO) и многие другие [20].Изготовление нанопроволок из оксида алюминия включает (i) обработку ультразвуком очищенного шаблона из анодированного оксида алюминия (AAO), (ii) электрополировку в присутствии электрохимического раствора, (iii) анодирование (потенциостатическое / гальваническое), (iv) травление подходящим химический раствор, (v) открытие нанопор, (vi) распыление, (vii) осаждение электродов и (viii) высвобождение нанопроволок. Все действия следует выполнять аккуратно в чистом помещении. Важными параметрами являются плотность тока, концентрация электролита, время анодирования и удельное сопротивление основного материала.Анодирование обычно выполняется в тефлоновой ячейке с одним или двумя прудами с электролитом с использованием инертного катодного электрода, такого как платиновый или золотой. Электрод имеет форму сетки или сплошной. Материал анодного электрода может быть из меди, латуни или графита. Эти параметры могут отличаться от материала к материалу. Например, для изготовления пористого оксида алюминия из чистой алюминиевой ленты электролитом является разбавленная серная кислота или щавелевая кислота, но для изготовления пористого кремния раствор электролита представляет собой смесь фтороводородной кислоты (HF) и раствора этанола / метанола. .Золь-гель метод изготовления нанопористой структуры оксида алюминия включает (i) гидролиз смешанного раствора воды (избыток) и алкоксида алюминия, (ii) пептизацию в присутствии незначительного количества соляной кислоты (HCl) или азотной кислоты ( HNO ₃), (iii) кипячение раствора с обратным холодильником для удаления летучих органических примесей, (iv) добавление связующего, такого как поливинилхлорид, и (v) нанесение пленки на подложку из стекла или оксида алюминия (альфа). Различные фазы оксида алюминия, такие как гамма ( γ ), бета ( β ) и очень стабильная альфа ( α ), могут быть получены путем спекания пленки оксида алюминия при различных температурах.Морфология пор материалов может контролироваться параметрами образования золя, а также условиями спекания. Важными характеристиками сенсора из алюмооксидной керамики являются высокая чувствительность, малое время отклика, низкий гистерезис, высокая воспроизводимость, высокая стабильность из-за температуры, возможность изготовления партии при низкой стоимости и возможность встроенного сенсора со встроенным блоком формирования сигнала. [14].
1.10.1. Способы нанесения тонкой сенсорной пленки
Сенсорная пленка, которая должна быть физически или химически связана с поверхностью сенсора, может быть твердым адсорбентом, химическим реагентом или сорбционной жидкостью или полимером [19].Пленка действует как чувствительный к биожидкости и селективный элемент, который удерживает конечную массу некоторых жидкостей из окружающей среды. Результирующие изменения физических и / или химических свойств пленки покрытия, в свою очередь, вызывают электрический сигнал. Стимуляция электрического сигнала от взаимодействий датчика с одним или несколькими физиологическими параметрами составляет основу для обнаружения и количественной оценки желаемых видов. Пленка должна быть равномерной по толщине, без трещин и плотно прилегать к поверхности.Три важных метода нанесения покрытия — это (i) метод нанесения на раствор, (ii) метод вакуумного осаждения и (iii) метод осаждения из паровой фазы. Раствор — это, пожалуй, самый простой и недорогой способ нанесения покрытия. Это требует, чтобы материал покрытия был растворим в растворителе, который не оказывает химического воздействия на поверхность устройства. После растворения материала покрытия раствор осаждается на поверхности, и растворитель испаряется, оставляя желаемый материал покрытия. Популярными методами решения проблемы являются нанесение шприцем, окраска небольшими кистями или ватными наконечниками, нанесение покрытия погружением, нанесение покрытия распылением, нанесение покрытия методом центрифугирования, электропрядение и струйная печать [6,18–21].Вязкость — важный параметр раствора для нанесения пленки. Покрытие распылением выполняется путем распыления разбавленного покрытия через распылительное сопло с использованием сжатого газа-вытеснителя (для этого процесса часто используется недорогой инструмент, доступный в магазинах художественных товаров, аэрограф) на поверхность датчика. Мелкодисперсный туман из капель раствора прилипает, и растворитель испаряется, оставляя нелетучее покрытие. Подобно пленкам, нанесенным шприцем или кистью, покрытия, сформированные с помощью этой процедуры, часто имеют несколько нерегулярную текстуру и покрытие, но возможна равномерная толщина.Покрытие методом центрифугирования обычно обеспечивает наивысшую степень однородности пленки и наибольшую воспроизводимость толщины пленки. Промышленная центробежная установка для нанесения покрытий удерживает субстрат на вакуумном патроне с приводом от двигателя. Вакуумный патрон может вращаться со скоростью от сотен до нескольких тысяч оборотов в минуту, испаряя растворитель и осаждая пленку. Однородность и воспроизводимость толщины получаемой пленки часто превосходны. Толщина пленки регулируется изменением скорости вращения и вязкости раствора. Покрытие окунанием можно использовать для нанесения тонких пленок на большие площади поверхности, но существует возможность неоднородности, которую следует устранить.Другой метод — это капельное покрытие, при котором тонкая пленка наносится несколькими каплями раствора.
Носимые физические и химические датчики могут применяться в большом количестве. Существует большое количество исследовательских статей, в которых рассказывается о производстве носимых датчиков и их характеристиках измерений параметров тела [23]. Интеллектуальная носимая одежда, объединяющая несколько датчиков, была разработана для мониторинга различных физических параметров, включая электрокардиограф, электромиограф и движение, путем печати сенсорных электродов с помощью эластомерного штампа на одежде.Дополнительные датчики, встроенные в ткань, помогают записывать и контролировать сигналы грудной клетки и брюшной полости, связанные с дыханием и движением [3]. На рис. 1.11 показано изготовление различных физических датчиков на гибких и биосовместимых подложках. На рис. 1.11 (а) показан гибкий и растягиваемый датчик давления с высокой чувствительностью, изготовленный на подложке из PDMS. Чувствительный слой однослойных УНТ (ОСУНТ) был зажат между двумя проводящими композитными эластомерами, содержащими поли (3,4-этилэндиокситиофен-поли (стиролсульфонат)) (PEDOT: PSS) слои PU-PEDOT.Датчик можно легко прикрепить к любой части тела для обнаружения и контроля деформации кожи и движения мышц. Сообщается, что многопараметрический полностью углеродный датчик кожи, показанный на рисунке 1.11 (b), обнаруживает множество физических параметров, таких как тактильность, влажность, температура и некоторые физиологические параметры [4]. На панели (b) показаны схематическая диаграмма и фотография датчика. Работа датчика основана на пьезоемкости, структура которой состоит из микросхемы микросхемы УНТ и растягиваемого эластомерного диэлектрика на подложке из ПДМС.На рис. 1.11 (c) показан датчик давления, изготовленный путем наложения тонкой бумаги, пропитанной золотой нанопроволокой, между пустой подложкой PDMS и подложкой с рисунком встречно-штыревых электродов. На рис. 1.11 (d) показан датчик мягкой, гибкой, воздухопроницаемой кожи для измерения температуры на полиуретановой подложке с использованием золотой чувствительной пленки. Датчик был гидрофобным с отличной проницаемостью для воздуха и водяного пара, но был непроницаемым для капель воды и бактерий. Технология носимых датчиков на основе микрофлюидики в последнее время быстро развивается благодаря их высокой чувствительности, адаптируемости, малому объему образца, малому потреблению энергии и низкой стоимости изготовления.По сравнению с твердотельными датчиками, датчики жидкого состояния более привлекательны для носимых устройств из-за гибкости жидкого образца, позволяющего принимать любую форму. Твердотельные датчики страдают от пластической деформации, отслоения чувствительной пленки и образования трещин. Одним из наиболее часто используемых жидких металлов является эвтектический галлий-индий (eGaIn), проводимость которого аналогична проводимости меди. Он также не токсичен. На рис. 1.12 показаны различные датчики, изготовленные с использованием жидких активных элементов.На рис. 1.12 (а) показан датчик давления в жидком состоянии с электрожидкостными цепями, изготовленными с использованием микрожидкостных каналов, заполненных ионной жидкостью. Датчик состоял из тонкой мембраны PDMS, зажатой между нижним слоем микрожидкостного канала и верхним слоем электрожидкостного контура. На рис. 1.12 (b) показан датчик мягкой деформации, изготовленный с использованием двух жидких образцов с разным удельным сопротивлением для измерения деформации движения протеза руки. Жидкий раствор NaCl и глицерина с высоким удельным сопротивлением работает как активный элемент, а eGaIn с очень низким удельным сопротивлением работает как мягкий проводящий провод.На рис. 1.12 (c) показана матрица микрокапель на основе жидких ионов для гибкого тактильного восприятия. Датчик основан на межфазном емкостном чувствительном механизме с возможностью капель. Каждый чувствительный элемент представляет собой каплю нанолитра, находящуюся между двумя слоями гибких полимерных мембран с узорчатыми прозрачными электродами [4].
Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения
Рисунок 1.11. Твердотельные носимые физические датчики.(a) Растягиваемый датчик деформации с высокой чувствительностью, надежностью и возможностью настройки на основе наногибридной сборки SWCNT и PEDOT: PSS: (i) схематическая диаграмма датчика, показывающая различные слои PU-PEDOT: PSS, SWCNT и PEDOT: PSS. на эластомерной подложке PDMS и (ii) изображение, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM), показывающее вид сверху трехслойного датчика. (b) Высокочувствительный многослойный полностью углеродный пьезоемкостный растягиваемый датчик кожи: (i) схематическая диаграмма, показывающая активные слои датчика на основе микронити УНТ, и (ii) СЭМ-изображение верхней поверхности (слева) с разрешением 1 мкм ( на вставке показана гидрофобная природа поверхности), а (справа) — СЭМ-изображение поперечного сечения слоя, содержащего микронити УНТ, с разрешением 50 мкм.(c) Гибкий датчик давления на основе папиросной бумаги с покрытием из нанопроволоки золота на подложке PDMS: (i) схематическое изображение, показывающее изготовление датчика давления, (ii) оптическое изображение, показывающее гибкость датчика, и (iii) изображение, полученное с помощью SEM морфология поверхности папиросной бумаги, покрытой нанопроволокой Au (разрешение 100 мкм). (d) Эластичный и воздухопроницаемый датчик температуры кожного типа с чувствительной пленкой из золота: (i) структура датчика температуры; (ii) изображение на сканирующем электронном микроскопе показывает полупроницаемую полиуретановую пленку (слева), поверхность полиуретановой пленки (в центре) и микроструктура пленки ПУ (справа) [4].
Загрузить рисунок:
Стандартное изображение Изображение высокого разрешения
Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения
Рисунок 1.12. Физические датчики в жидком состоянии: (а) датчики давления на основе ионной жидкости, (б) гибридный мягкий тензодатчик, (в) гибкий тактильный датчик микрокапли и (г) тактильный датчик микрокапли в жидком состоянии из оксида графена [4].
Загрузить рисунок:
Стандартное изображение Изображение высокого разрешения
Рисунок 1.13 показывает матрицу искусственных электронных датчиков кожи, способную обнаруживать трехосные тактильные силы и силы скольжения / трения, а также изменение температуры. Из-за изменений силы и температуры сопротивление массивов датчиков изменяется. С помощью метода трафаретной печати было изготовлено устройство с 3 массивами × 3 структур, похожих на отпечатки пальцев, между датчиками деформации и температуры на подложке из полиэфирной пленки. Каждый блок массивов состоял из четырех тензодатчиков и одного датчика температуры.Миниатюрная многопараметрическая емкостная сенсорная платформа на гибкой подложке PDMS была разработана с использованием функционализированных многослойных УНТ. Датчик использовался для анализа ширины и движения конечностей путем размещения датчика на коже [24]. Для определения химических параметров был изготовлен неинвазивный амперометрический датчик каппы с возможностью беспроводной передачи данных для измерения и мониторинга содержания лактата в человеческой слюне [2]. Датчик изготовлен на гибкой подложке из полиэтилентерефталата с полимерной чувствительной пленкой, нанесенной на электроды из углеродного металла.Резистивный датчик татуировки, изготовленный на шелковой подложке для татуировки, модифицированной графеном, был разработан путем биофункционализации антибактериальных пептидов для беспроводного мониторинга бактерий. Датчик обладает отличной чувствительностью и избирательностью, а также малым временем отклика.
Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения
Рисунок 1.13. Искусственная электронная кожа с четырьмя датчиками деформации и одним датчиком температуры: (а) схематический вид датчика, (б) фотография изготовленного датчика с увеличенным изображением, (в) фотография и схематическое изображение, показывающее двумерное отображение силы и температуры способность сенсора реагировать на внешние раздражители, такие как прикосновение пальца [4].
Загрузить рисунок:
Стандартное изображение Изображение высокого разрешения
Резистивный стоматологический беспроводной датчик татуировки, использующий слюну для обнаружения бактерий S. aureus , был разработан в [2]. Этот датчик был изготовлен на структуре IDE путем биофункционализации антибактериальных пептидов на шелковой подложке, модифицированной графеном, и показал превосходную чувствительность и селективность. Недавняя разработка искусственной сетчатки из синтетических мягких тканей, которая по своим функциям очень близка к натуральной сетчатке, может заменить сетчатку на основе жестких твердых материалов.Поскольку человеческий глаз чувствителен, искусственная сетчатка на основе твердых материалов может повредить глаз, что приведет к воспалению и / или пуганию. Недавно разработанная сетчатка на основе мягкого синтетического материала содержит гидрогели и биологические клеточные белки. Эти клеточные белки работают как крошечный пиксель камеры, обнаруживающей свет и реагирующей на него, чтобы создать изображение объекта в оттенках серого. За прошедшие годы в различных журналах было опубликовано несколько отличных исследовательских статей по измерению физиологических параметров носимых устройств.Некоторые статьи цитируются в этой главе. Читателю следует ознакомиться с этими статьями для дальнейшего чтения.
В этой главе содержится обзор литературы по носимым сенсорным технологиям для онлайн-мониторинга здоровья. Определены ключевые параметры здравоохранения. Сегодня это важная область исследований, и многие коммерческие продукты уже доступны для мониторинга определенных параметров тела, и ожидается, что многие из них появятся на рынке в ближайшем будущем. Обсуждается важность неинвазивного измерения химических параметров с использованием носимых импедансных и электрохимических датчиков.Также обсуждаются вопросы, связанные с производством на основе принципа работы, материала электродов, структуры электродов, материала подложки, гибкости и нанесения сенсорной пленки для безопасного, прочного, чувствительного и селективного обнаружения химических веществ. Желательно разработать новые носимые датчики для измерения некоторых параметров тела, которые еще предстоит изучить. Кроме того, необходимы носимые датчики, интегрированные в беспроводные устройства, чтобы пользователи могли передавать данные на свой смартфон по беспроводной сети в более удобной для пользователя форме.