基于物理机械特性的皮褶厚度计系统化分类：为体成分评估提供精准工具选择依据

本刊推荐：为解决皮褶厚度计缺乏统一分类标准的问题，研究人员开展了基于物理机械特性与特征的系统化组织研究，提出了将皮褶厚度计分为Original、Generic、Hybrid三类和Type A/B/C三种配置的新分类体系，为不同场景下选择最合适的皮褶厚度计（skinfold caliper）提供技术支撑，对提升体成分评估（body composition assessment）的准确性具有重要意义。

在人体测量学和营养评估领域，皮褶厚度测量已成为研究、临床和现场环境中评估身体成分和营养状况的重要工具。通过测量皮肤和皮下脂肪组织的双层厚度，这些数据不仅可以定性评估身体脂肪的变化，还能通过数学模型量化分子水平（如脂肪质量）或组织系统水平（如脂肪组织质量）的身体成分。然而，尽管皮褶厚度计（skinfold caliper）已有一个多世纪的发展历史，市场上存在超过20种不同的仪器，但它们的关键物理机械特性（如钳口面积、弹簧力、压力等）存在显著差异，且缺乏统一的分类标准。这导致在实际应用中，选择不当的仪器可能引入测量偏差，进而影响身体脂肪评估的准确性，例如在使用特定回归方程（如Durnin和Womersley或Jackson和Pollock的方程）估算体密度和体脂百分比时。

长期以来，皮褶厚度计仅根据应用场景（如临床或科研）进行粗略分类，这种方法缺乏科学依据，并忽视了仪器的核心物理机械属性。此外，制造商往往未公开关键的技术规格（如弹簧力和钳口面积），使得研究人员和从业者难以比较不同仪器的性能。更严重的是，使用不匹配的皮褶厚度计和预测方程会导致身体脂肪估计值出现显著高估或低估，进而影响基于去脂质量（fat-free mass）估算的静息能量消耗（resting energy expenditure）的准确性。因此，迫切需要一种基于客观标准的系统化分类框架，以指导皮褶厚度计的选择和使用，提升测量的一致性和可靠性。

为此，研究人员在《British Journal of Nutrition》上发表了一项开创性研究，首次提出了皮褶厚度计的系统化分类方法。该研究基于物理机械特性（如结构组件：钳口、弹簧、表盘）和特征（如可测量方面：钳口表面积、弹簧力、表盘类型和分辨率），将皮褶厚度计分为三个类别（Original、Generic、Hybrid）和三种配置（Type A、Type B、Type C）。研究团队分析了16种常用皮褶厚度计（包括3种Original、12种Generic和1种Hybrid），重点评估了杠杆等级、钳口面积、弹簧附着点和角度、静态下压力和压力等关键参数。此外，研究还整合了历史文献和制造商数据，并通过比较分析（以Original仪器为参考）验证了分类框架的有效性。样本和仪器信息来源于国际权威机构（如ISAK和GHBCI）以及已发表研究中的种群人体测量数据，确保了分类的广泛适用性。

Skinfold calipers: systematic organization by category and configuration

研究首先批判了传统基于应用场景的分类法，指出其缺乏科学基础。随后，提出了新的方法论框架：属性（properties）指所有皮褶厚度计共有的结构组件（如钳口、弹簧、表盘），而特征（characteristics）描述这些属性的可测量方面（如钳口表面积、弹簧力、表盘类型和分辨率）。基于此，仪器被划分为三个类别：Original（参考仪器）、Generic（等效仪器）和Hybrid（组合仪器）。Original类别进一步分为三种配置：Type A（代表模型Harpenden^TM）、Type B（Lange^TM）和Type C（Slim Guide®），每种配置都有明确的物理机械规格，例如Type A使用三级杠杆、金属结构、钳口面积90 mm²、平均静态下压力743±12.9 g，而Type B使用一级杠杆、下压力250±6.3 g。这一分类 consolidates 仪器 into a single, coherent system，为后续分析奠定基础。

Original skinfold calipers: the reference instruments

本节详细描述了三种Original配置的具体参数。Type A（Harpenden^TM）设计为三级杠杆，金属结构，矩形钳口面积90 mm²，两个延伸弹簧平行倾斜安装，模拟表盘分辨率0.2 mm。Type B（Lange^TM）为一级杠杆，金属结构，钳口面积30 mm²，单个弹簧横向安装，半圆模拟表盘分辨率1.0 mm。Type C（Slim Guide®）为三级杠杆，塑料结构金属机械组件，钳口面积91 mm²，两个弹簧垂直安装，线性模拟表盘分辨率1.0 mm。所有配置的下压力在10-50 mm间隔内测量，压力值在7.51-8.37 g/mm²之间。这些参数源自经典研究（如Edwards et al. 1955和Lange & Brozek 1961），并被视为国际参考标准，确保了仪器的可靠性和可比性。

Generic skinfold calipers: the equivalent instruments

Generic仪器基于Original模型设计，具有相同或等效的物理机械特性，但可能因制造商差异出现结构不一致（如弹簧附着点或钳口面积）。例如，Holtain（UK）与Harpenden^{TM机械相似但结构略有不同。研究表明，某些Generic仪器（如Cescorf®）通过改进（如使用聚甲醛枢轴组件减少摩擦系数）提升了性能，且与Original仪器在测量上统计等效（如Schmidt & Carter 1990和Esparza-Ros et al. 2022的报告）。然而，仪器不可互换使用，因为差异可能影响皮肤褶厚度测量和身体肥胖评估。此外，数字表盘仪器（如Cescorf® 1985年模型）虽便于读数，但易受冲击且需频繁校准，强调了持续维护的重要性。}

Hybrid skinfold calipers: the combined instruments

Hybrid类别代表 atypical 配置，结合了两种Original仪器的特性。Lipowise®（Wisify Tech, PRT）是首例Hybrid仪器，整合了Type A的钳口面积和Type B的力传输系统，但通过杠杆轴将弹簧力转换为扭矩，而非直接对称应用。它还融合了技术创新，如通过蓝牙连接智能手机应用的数字测量自动化。研究显示，Lipowise®与Harpenden^TM在八个解剖部位的测量统计等效（Esparza-Ros et al. 2022和Leo et al. 2023），但与Lange^TM的直接比较尚缺，未来需进一步研究以确定其功能性能最接近哪种配置。

Skinfold calipers: instrumental description and incremental evidence

研究描述了16种皮褶厚度计，优先选择市场占有率高的仪器（如巴西和美国的品牌）。大多数仪器为金属材质、轻便，表盘分辨率1.0 mm，且Generic仪器多基于Type A配置。关键挑战是制造商未公开技术规格（仅31%仪器完全描述），导致选择困难。校准研究稀缺，且维护（如更换钳口或弹簧）需专业技术。此外，使用不匹配仪器和方程会引入系统偏差，例如Harpenden^TM下压力（743 g）约为Lange^TM（250 g）的三倍，直接影响测量值。纠正因子已被提议作为替代方案，但忽视此问题可能影响能量消耗估算。标准化协议、校准仪器和持续专业培训是提升测量准确性的关键。

研究结论强调，新分类体系（被称为Cintra Classification）基于物理机械特性和特征，为皮褶厚度计提供了首个系统化组织框架，有助于在不同身体肥胖评估场景中选择最合适的仪器。重要意义在于提升了测量的一致性和可靠性，减少了因仪器差异引入的偏差，并促进了国际标准的制定。讨论部分指出，尽管分类体系是概念性进步，但其实际应用依赖于制造商、计量机构（如NIST）和科学学会的合作，以建立基于物理机械特性的技术标准。未来需开展更多比较研究，在标准化校准条件下评估不同仪器的性能，并推动制造商公开技术规格，确保仪器的有效性和长效性。最终，这将增强皮肤褶厚度测量在健康推荐和运动表现评估中的实用性。