ДЕМОНСТРАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ЧЕЛОВЕКА Российский патент 1999 года по МПК G09B23/28 

Настоящее изобретение относится к научным, медицинским и математическим моделям, например приборам для демонстрации в натуральную величину, а более точно касается демонстрационной модели человека.

Данное изобретение может быть использовано для изучения анатомии человека и как демонстрационная модель - в медицинских и биологических учебных и научных учреждениях, для изучения анатомии и анатомических изменений при движении человека - в художественных студиях и учебных заведениях, а также для демонстрации одежды и аксессуаров, в эстрадных представлениях, на телевидении и в кинематографии.

Известен муляж тела человека для изучения анатомии (US, 5356295), в который вмонтированы элементы, воспроизводящие внутренние органы. В комплект с муляжем входит набор пластин, имеющих отверстия, форма которых соответствует определенному органу.

Однако на данном муляже тела человека возможно изучение лишь общей топографии внутренних органов. Муляж не воспроизводит точного анатомического строения человека - отсутствует детализация, не представлены мышечная система и кожный покров. Скелет и внутренние органы воспроизведены в упрощенном виде. Таким образом, данная модель не обеспечивает демонстрацию всех основных частей тела человека и не позволяет производить их демонстрацию с сохранением естественной динамики мышц при различных положениях скелета с контрастной и яркой окраской демонстрируемых частей.

В основу изобретения положена задача создания демонстрационной модели человека с таким конструктивным ее выполнением, которое позволяло бы обеспечить возможность демонстрации основных частей тела человека (скелет, мышцы, внутренние органы, кожный покров) на одной модели с сохранением естественной динамики мышц при различных положениях скелета, с контрастной и яркой окраской демонстрируемых частей, точно воспроизводящих анатомическое строение человека.

Поставленная задача решается тем, что в демонстрационной модели человека, имитирующей основные части тела человека, содержащей элементы, воспроизводящие внутренние органы, согласно изобретению в одной модели содержатся воспроизводящие точное анатомическое строение человека скелет с суставными шарнирами, элементы, воспроизводящие внутренние органы, мышечная система и пленка, имитирующая кожный покров, при этом скелет с суставными шарнирами и элементы, воспроизводящие внутренние органы, выполнены из флуоресцирующих оптически прозрачных полимеров, а мышечная система и пленка, имитирующая кожный покров, выполнены из флуоресцирующих оптически прозрачных полимеров, обладающих вязкоупругими свойствами и приближающихся к эластичности живой мышцы и кожного покрова, при этом скелет с суставными шарнирами, элементы, воспроизводящие внутренние органы, мышечная система и пленка, имитирующая кожный покров, выполнены с возможностью зрительной видимости заданной части из них при светопрозрачности остальных частей модели, имитирующих основные части тела человека.

Данное изобретение позволяет демонстрировать точное анатомическое строение тела человека для различных целей. Также данная модель может быть изготовлена с анатомически и эстетически совершенных живых оригиналов с фотографической точностью. В этой модификации ее можно применять для демонстрации одежды, в эстрадных представлениях, на телевидении и в кинематографии. Также данное изобретение позволяет обеспечить возможность демонстрации основных частей тела человека на одной модели с сохранением естественной динамики мышц при различных положениях скелета, с контрастной и яркой окраской демонстрируемых частей.

В дальнейшем изобретение поясняется конкретным примером выполнения и чертежами, на которых:
фиг. 1 изображает общий вид демонстрационной модели человека и генератор ультрафиолетового излучения согласно изобретению;
фиг. 2 изображает общий вид демонстрационной модели человека, показывающий мышечную систему, и генератор ультрафиолетового излучения согласно изобретению;
фиг. 3 изображает общий вид демонстрационной модели человека, показывающий скелет, и генератор ультрафиолетового излучения согласно изобретению;
фиг. 4 изображает общий вид демонстрационной модели человека, показывающий элементы, имитирующие внутренние органы, и генератор ультрафиолетового излучения согласно изобретению;
Демонстрационная модель человека, имитирующая основные части его тела, содержит пленку 1 (фиг. 1), имитирующую кожный покров человека. На фиг. 1 изображен генератор 2 ультрафиолетового излучения. Модель содержит также воспроизводящие точное анатомическое строение человека мышечную систему 3 (фиг. 2), скелет 4 (фиг. 3) с суставными шарнирами (на фигуре не показаны) и элементы 5 (фиг. 4), воспроизводящие внутренние органы человека. Скелет 4 (фиг. 3) с суставными шарнирами и элементы 5 (фиг. 4), воспроизводящие внутренние органы, выполнены из флуоресцирующих оптически прозрачных полимеров. Мышечная система 3 (фиг. 2) и пленка 1 (фиг. 1), имитирующая кожный покров, выполнены из флуоресцирующих оптически прозрачных полимеров, обладающих вязкоупругими свойствами и приближающихся к эластичности живой мышцы и кожного покрова.

Скелет 4 (фиг. 3) с суставными шарнирами, элементы 5 (фиг. 4), воспроизводящие внутренние органы, мышечная система 3 (фиг. 2) и пленка 1 (фиг. 1), имитирующая кожный покров, выполнены с возможностью зрительной видимости заданной части из них при светопрозрачности остальных частей модели, имитирующих основные части тела человека.

Материалом для изготовления всех частей модели являются оптически прозрачные полимеры с применением известных технологий (Барашков Н.Н., Сахно Т.В. "Оптически прозрачные полимеры и материалы на их основе", М., Химия, 1992 г. , с. 10-18, с. 23-25). Детали скелета отливаются из полиметилметакрилата, широко используемого полимера с высоким светопропусканием. Элементы 5, воспроизводящие внутренние органы, изготовляются из светопрозрачного полимера полистирола. Мышечная система 3 (фиг. 2) и пленка 1 (фиг. 1) для имитации кожного покрова отличаются из оптически прозрачных полимеров типа полиуретанкрилатов, обладающих вязкоупругими свойствами и при комнатной температуре находящихся в высокоэластичном состоянии. Для максимального приближения к эластичности живой мышцы в состав полиуретанкрилатов возможно введение пластификатора. Вследствие чего при различных положениях скелета 4 в пространстве мышцы сохраняют естественную динамику и очертания.

Таким образом, в собранном виде модель обладает высокой прозрачностью (светопропусканием).

В композицию всех, используемых для изготовления модели светопрозрачных полимерных материалов вводятся по известной схеме люминофорные добавки, придающие получаемым композитам люминисцентные свойства (Барашков Н.Н., Сахно Т.В. "Оптически прозрачные полимеры и материалы на их основе", Химия, 1992 г., с. 13-16). Цвет люминисцентного свечения полученных люминисцирующих композиций задается составом люминофорных добавок. Свойства и технологии получения флуоресцирующих полимеров с заданным цветом люминисцентного свечения детально изучены в институте элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН и представлены в печатных публикациях (Siling S.A., Lozinskaya E. I. , Borisevitch Ju.E. New genеration of high effective fluorescent polymers. Oxydation Comm., 1997, v. 20 N 2, pp. 149-168) . Цвет люминисцентного свечения для каждой из частей модели подбирается близким к аналогам живого организма, однако для усиления демонстрационных свойств модели выбирается более ярких декоративных оттенков. Исключение составляет цвет пленки 1 (фиг. 1), имитирующей кожный покров, который подбирается максимально приближенным к естественному. Известно, что эффект люминисценции вызывается воздействием излучений различных типов (Барашков Н. Н. , Гундер О.А., "Флуоресцирующие полимеры", М., Химия, 1987 г., с. 5). В нашем случае источником возбуждающей энергии служат ультрафиолетовые лучи (фотолюминисценция). Стандартный генератор 2 ультрафиолетового излучения помещается сбоку от модели таким образом, чтобы в зону ультрафиолетового облучения попадала вся модель. Спектральные полосы возбуждения люминисценции для различных частей модели отличны, так как в состав полимеров, из которых они изготовлены, введены различные люминофорные группы. Для разведения спектральных полос возбуждения в генератор 2 ультрафиолетового излучения применяются известные фильтры (Siling S.A., Lozinskaya E.I., Borisevitch Ju.E. New generation of high effective fluorescent polymers. Oxydation Comm., 1997, v. 20, N 2, pp. 149-168). Таким образом, используя фильтры, получаем люминисцентное свечение только одной, заданной части модели. Остальные в это время пребывают в латентном состоянии, то есть не люминисцируют и остаются светопрозрачными. Таким образом мы можем демонстрировать в объемном цветном воплощении любую заданную часть модели (скелет 4, мышечная система 3, внутренние органы 5, пленка 1 кожного покрова) отдельно от других. Возбудив, например, люминисцентное свечение пленки 1, имитирующей кожный покров, получаем модель объемной фигуры человека; остальные части модели в это время латентны: светопрозрачны и зрительно невидимы. Используя фильтр, пропускающий одновременно спектральные полосы ультрафиолетового излучения для возбуждения люминисцентного свечения двух заданных частей модели, можно получить одновременное объемное цветное воспроизведение, например, скелета 4 и внутренних органов 5 (фиг. 4). Имея в виду, что светопрозрачные полимеры, примененные для изготовления модели, легко поддаются точной формовке (Барашков Н.Н., Сахно Т.В. "Оптически прозрачные полимеры и материалы на их основе", М., Химия, 1992, с. 5, 13), детали для всех частей модели должны отливаться с особо точным воспроизведением очертаний и пропорций аналогов живого организма и собираться в единую модель топографически точно. Для изучения анатомии человека в художественных студиях, для демонстрации одежды, в эстрадных представлениях, на телевидении и в кинематографии модель должна изготовляться с анатомически и эстетически совершенных живых оригиналов. При этом элементы, имитирующие внутренние органы в модели, отсутствуют. Кроме того, с использованием отработанных методов изготовления восковых фигур модели может быть придано фотографическое сходство со знаменитыми персонажами из мировой истории, политики, искусства. При демонстрации одежды, при использовании модели в эстрадных представлениях, на телевидении и в кинематографии в модели добавляется волосяной покров, который изготовляется из светопрозрачных флуоресцирующих полимеров типа полиуретанкрилатов с введением люминофорных добавок для заданной окраски и использованием фильтра на генераторе 2 с полосой возбуждения, совмещенной с полосой возбуждения люминисценции кожного покрова. Сказанное относится и к парному глазному яблоку. Демонстрационная модель имеет динамику, то есть подвижна в суставных шарнирах с возможностью фиксации различных ее положений в пространстве. Существующие электромеханические приводы, достижения в области миниатюризации электродвигателей позволяют решить вышеупомянутую проблему, не препятствуя основному назначению модели: электропровода и микроэлектродвигатели помещены внутри соответственно костей и суставов скелета и имеют маскирующую окраску (на фигурах не показано). Известные пневмомеханические приводы (SU, 682938, G 09 B 23/32 от 30.08.79) для данной модели человека автор не считает приемлемыми из-за их громоздкости. Таким образом, данное изобретение позволяет обеспечить возможность демонстрации основных частей тела человека на одной модели с сохранением естественной динамики мышц при различных положениях скелета с контрастной и яркой окраской демонстрируемых частей.

Изобретение используется при демонстрации внешних и внутренних органов человека. Технический результат состоит в повышении демонстрационных возможностей. Модель содержит элементы, воспроизводящие внешние и внутренние органы человека и генератор ультрафиолетового излучения с фильтрами. Скелет с суставными шарнирами и элементами, воспроизводящими внутренние органы, выполнены из флуоресцирующих оптически прозрачных полимеров. Мышечная система и пленка, имитирующая кожный покров, выполнены из флуоресцирующих оптически прозрачных полимеров, обладающих вязкоупругими свойствами, и соответствующих по эластичности эластичности живой мышцы и кожного покрова. При освещении модели в определенном диапазоне спектра генератором начинают светиться определенные части модели. Другие части остаются светопрозрачными. Для этого в различные части модели добавлены различные люминофорные группы. 4 ил.

Демонстрационная модель человека, имитирующая основные части тела, содержащая элементы, воспроизводящие внутренние органы, отличающаяся тем, что она содержит генератор ультрафиолетового излучения с набором фильтров, воспроизводящие точное анатомическое строение человека имитатор скелета с суставными шарнирами, элементы, воспроизводящие мышечную систему, и пленку, имитирующую кожный покров, имитатор скелета с суставными шарнирами и элементы, воспроизводящие внутренние органы, выполнены из флюоресцирующих оптически прозрачных полимеров, а мышечная система и пленка, имитирующая кожный покров, выполнены из флюоресцирующих оптически прозрачных полимеров, обладающих вязкоупругими свойствами и имеющих эластичность, соответствующую эластичности живой мышцы и кожного покрова, при этом в полимерные материалы, из которых изготовлены различные части модели, добавлены различные люминофорные группы, и эти части имеют возможность светиться при облучении их генератором ультрафиолетового излучения при светопрозрачности остальных частей модели.