Brevet FR2533030A1 — publié le 19840316

Balistometre pour la mesure des propriétés élastiques de la peau. La présente invention concerne un balistomètre pour la mesure des propriétés élastiques de la peau, du genre comportant un marteau oscillant pourvu d'un contrerpoids et destiné à être relâché sur la surface cutanée choisie, à partir d'une position de déséquilibre, et dont les rebonds successifs d'amplitude décroissante jusqu'à son immobilisation en position d'équilibre sont utilisés pour engendrer des signaux électriques lesquels sont enregistrés et visualises par une représentation graphique. L'appareil connu de ce genre (U.S.A. - The Journal of Investigative Dermatology, 69 : 315-317, 1977) comporte un marteau dispose à l'une des extrémités d'un bras pivotant autour d'un axe perpendiculaire audit bras dont lbextremite opposée équipée d'un contrempoids est aussi pourvue d'un noyau plongeur coopérant avec le bobinage d'un electro-aimant place sur la trajectoire des oscillations dudit noyau plongeur. Cet appareil présente plusieurs imperfections importantes qui sont vraisemblablement la cause de sa non vulgarisation. Il est notamment possible de souligner les inconvénients suivants - Les résultats publiés montrent une drive importante, par rapport à la ligne de base, des courbes dé réponse. D'autre part, ces courbes ne représentent pas un mouvement amorti parfait et les rebonds ne sont pas réguliers, comme le montre le graphique représenté à la figure 10 Ces phénomènes resultentg sans doute, de l'existence d'un champ magnétique parasite, induit par le système de mesure de la rotation du bras autour de l'axe. Cet effet parasite altère le mouvement périodique du bras d'ou la dérive du tracé et Igirrégularité des rebonds. - Les rebonds ne sont pas toujours symétriques par rapport à l'axe d'amplitude maximale ; ce qui met en cause la validité du calcul d'énergie absorbée qui consiste à faire la moyenne des rapports des amplitudes successives. - Le poids du marteau utilise étant très faible (0,5 gr), il semble difficile de réaliser des mesures objectives sans tenir compte des paramètres comme le frottement de l'axe, le champ magnetique parasite qui s'oppose au mouvement du bras et même la circulation de l'air au moment de la mesure. Un but de la présente invention est, notamment, de supprimer les incon véni ents susmentionnés. Cet objectif est atteint au moyen d'un balistomètre comportant un marteau porté par l'une des extrémités d'un bras dont l'autre extrémité est équipée d'un contre-poids, ce bras étant solidaire d'un axe perpendiculaire audit bras et grâce auquel ce dernier est monté avec une aptitude d'oscillation libre dans le plan vertical, ce balistometre étant remarquable en ce que ledit axe est solidaire du noyau d'un potentiomêtre inductif linéaire, de sorte que les oscillations du bras engendrent des mouvements de rotation alternée et d'amplitude décrois- sante dudit noyau à l'intérieur du champ magnétique créé par la bobine du potentiomêtre, les modifications dudit champ magnétique qui en résultent entraînant des variations du signal de sortie dudit poten tiomètre qui peuvent être amplifiées et visualisées à l'aide d'un dispositif approprié. Le balistomètre selon l'invention permet des évaluations plus précises des propriétés plasto-élastiques ou tonicité de la peau, grâce auxquelles il est possible de contrôler la santé de cette dernière et, si nécessaire, de prescrire des traitements mieux adaptés å son état ou à ses caractéristiques. En outre, l'utilisation et la disposition du potentiomètre inductif linéaire permet d'éviter les frottements qui faussent la précision des mesures et que l'on rencontre dans d'autres dispositifs à fonctionnement mécanique ou électro-mécanique. Ces buts, caractéristiques et avantages, et d'autres encore, ressortiront mieux de la description qui suit et des dessins annexés dans lesquels La figure 1 est une vue en plan du balistomètre selon l'invention. La figure 2 est une vue de cote et en coupe suivant la ligne 2 - 2 de la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe transversale selon la ligne 3 - 3 de la figure 1. La figure 4 est une vue de côte et en coupe selon la ligne 4 - 4 de la figure 3. La figure 5 est une vue de détail et en coupe transversale des moyens de réglage de la position angulaire de l'électro-aimant de libération du bras oscillant. La figure 6 est une vue de détail et en coupe transversale des moyens analogues permettant le réglage du zéro du potentiomètre inductif linéaire. La figure 7 est une vue de détail et en coupe transversale montrant le dispositif d'immobilisation du bras en position de repos. La figure 8 est une vue de cate de la figure 7. La figure 9 est une vue de cOté et en coupe illustrant le fonctionnement de l'appareil selon l'invention. La figure 10 représente un graphique des courbés d'une mesure obtenue à l'aide de l'appareil connu. La figure 11 représente un graphique des courbes d'une mesure-réalisée à l'aide du balistomètre selon l'invention. On se réfère auxdits dessins pour dêcri-re un exemple d'exécution avantageux, quoique nullement limitatif, du balistomètre selon l'invention. Cet appareil comprend un bras 1 qui, pour la commodité d'exécution est formé en trois parties assemblées de manière rigide, sot une partie centrale tubulaire la dans laquelle sont loges et bloquées les extra mités internes d'une partie anterieure lb et d'une partie posterieure 1c. Sur l'extrémité libre de la partie anterieure lb du bras, est monté un marteau 2 ayant une conformation sensiblement cylindro-conique et dont la pointe est orientée vers le bas. La portion cylindrique de ce marteau comporte un perçage transversal 2a dans lequel debouche un taraudage axial 2b, L'extrémité libre de la portion antérieure 1a du bras 1 est logée dans le perçage 2a et le marteau 2 est immobilisé sur cette extremTte au moyen d'une vis 3 se vissant dans le taraudage 2b et dont l'extrémité prend appui sur un méplat lu que présente ladite extrémité. Ce montage permet un certain réglage de la position du marteau sur la portion anterieure du bras. te marteau a, de manière intéressante, un poids de tordre de 4,465 gr. La portion postérieure 1c est équipée d'un contrepoids 4 avantageusement constitué par un écrou se vissant sur la partie terminale filetez le de ladite portion postérieure. Le filetage de cette portion filetée est très fin avec un pas de 1/10 mm et permet:d'atteindre la position d'équilibre horizontale avec beaucoup de précision et donne ainsi la possibilité de modifier le poids. La portion centrale la du bras l-est rigidement solidaire d'un axe 5 dispose perpendiculairement audit bras. Cet axe est monté tournant, par l'intermédiaire de ses extrémités, dans des paliers 6 et 7. Le palier 6 est un palier de butée à ressort et il est porte par l'une des flasques 8a d'un socle 8 en forme de U, dont la base est équipée d'un dispositif de fixation 9, par exemple constitué par une tige filetée et un écrou, permettant de fixer le balistometre sur un support mobile approprié. Les pivots de l'axe 5 et les paliers 6 et 7 dans lesquels tournent lesdits pivots sont exécutés de manière très précise, afin de réduire, autant que possible, le frottement. Selon une caractéristique importante de l'invention, l'axe 5 est solidaire en rotation du noyau 10 d'un potentiomètre inductif linéaire désigné dans son ensemble par la référence 11 et dont la bobine lia entoure ledit noyau. Ce potentiomètre linéaire inductif est alimente par un oscillateur connu en soi (non représenté) de 1600 Hz de fréquence, avec une tension de 9 V. Il est fixe, par l'intermédiaire de son corps cylindrique 11b, sur la seconde flasque 8b du socle 8. Il est fermé par un couvercle 11c se vissant dans lé corpllb et dans lequel est installe le palier 7 de l'axe 5. Ce dernier porte une plaquette métallique 12 appelée à coopérer avec un électro-aimantl3 destiné à maintenir le bras 1 dans une position inclinée de départ et permettant de relacher ensuite ledit bras en évitant que la valeur de l'énergie cinétique acquise par la chate du marteau# 2 ne soit faussée par une impulsion parasite découlant d'une intervention manuelle. La plaquette 12 et l'électro-aimant#i3 sont,en effet, disposés de manière que lorsque ce dernier est alimenté, il retient ladite plaquette et le bras 1 se trouve placé dans une position inclinée suivant laquelle son extrémité équipée du marteau 2 est en position haute. L'electro-aimant-13 est monté avec une position angulaire réglable, de façon à permettre de modifier l'angle d'écartement du bras 1 par rapport à sa position d'équilibre horizontalev Grâce à ce montage réglable, il est possible de contrôler et éventuellement de modifier la quantité d'énergie cinétique communiquée à la peau au moment du premier choc consécutif à la libération du bras 1 entra'le par l'ouverture du circuit d'alimentation dudit electro-aimant. Ce dernier est porté par la face latérale interne d'une bague rotative 14 montée autour du palier de butée 6, csest-à-dire coaxialement à l'axe 5, et installée dans le logement cylindrique que présente une monture 15 rigidement fixée sur le socle 89 contre la flasque 8a La bague 14 comporte un taraudage radial 14a dans lequel se visse l'extré- mité filetée 16a d'une manette 16 traversant une fente 15a en forme d'arc de cercle ménagée radialement dans la monture 15 et à la parte supérieu- re de cette dernière.Cette fente permet le coulissement de la manette 16 lors de son déplacement a#ngulaire permettant de régler la position de lgelectro-aimant 13. Un sabot de verrouillage 17 est monté autour de la portion inférieure de la manette et maintenu autour de cette dernière par un épaulement circulaire 16b que présente ladite manette. Ce sabot de verrouillage est pourvu d'une surface d'appui arquée se trouvant en contact avec la surface latérale cylindrique de la monture 15, et il comporte un bossage de guidage 17a logé avec une aptitude de coulissement dans la fente 15a. En vissant la manette 16, le sabot 17 se trouve presse par l'épaulement 16b de cette dernière, contre les bords de ladite fente, ce qui permet d'immobiliser la bague 14 et, par conséquent, l!electroXaimant 13, dans la position désirée. Le bord interne de la fente 15a porte une graduation en regard des degrés ou repères de laquelle peut être placée une aiguille indicatrice 18 solidaire de l'axe 5. Un dispositif sensiblement analogue à celui qui est prévu pour le réglage de la position angulaire de lielectro-aimant 13 > permet de régler le zero du potentiomètre inductif linéaire. La carcasse cylindrique îid dans laquelle est logée la bobine lia du potentiomètre est montée avec une aptitude de rotation dans l'alésage cylindrique du corps fixe 11b, et elle présente un taraudage radial #1ie. Dans ce taraudage, est vissée la portion inférieure filetée 19a d'une manette 19 traversant une fente radiale 11f en forme d'arc de cercle ménagée à la partie supérieure du corps, ladite fente permettant le coulissement de ladite manette lors du réglage du zéro du potentiomètre.Un sabot de blocage 20 est monte autour de la portion inférieure de la manette et se trouve maintenu sur cette dernière grace à un épaulement circulaire 19b que présente ladite manette. Le sabot de blocage est doté d'une surface d'appui arquée se trouvant en contact avec la surface latérale cylindrique du corps 11b du potentiomètre, et il comporte un bossage de guidage 20a loge avec une latitude de coulissement dans la fente radiale 11f. En vissant la manette 19, le sabot de blocage se trouve pressé par l'épaulement 19b de cette dernière, contre les bords de ladite fente, ce qui permet d'immobiliser la carcasse 11d et, par consequent, la bobine lia du potentiomètre dans la position souhaitable.L'un des bords au moins de la fente 11f porte une graduation en regard des degrés ou repères de laquelle peut être placé le sabot 20 ou un repère porte par ce dernier. Le balistomètre est encore avantageusement équipé d'un dispositif d'immobilisation du bras 1 en période de non utilisation de l'appareil. Ce dispositif peut être simplement constitué par une fourchette escamotable 21 montée avec une aptitude de coulissement dans un perçage transversal 8c réservé dans la flasque 8b du socle 8. Une vis 22 se vissant dans un taraudaqé 8d que présente la flasque 8b perpendiculairement au perçage 8c et débouchant dans ce dernier, permet, par son extrémité venant en appui contre la tige 21a de la fourchette escamota bye 21, d'immobiliser cette dernière dans la position désirée ; les figures 7 et 8 illustrant une position de blocage du bras 1. On conçoit bien le fonctionnement de l'appareil décrit dans l'exposé qui précède. La zone cutanée de mesure,- par exemple le front, est placée sensiblement dans le plan horizontal o# se trouve la pointe du marteau 2 lorsque le bras 1 est en position horizontale d'équilibre. Le bras est ensuite écarté de cette position et placé en position inclinée dans laquelle il se trouve maintenu par l'action de l'électro- aimant 13. En ouvrant le circuit de ce dernier, le bras est libéré et le marteau 2 vient frapper ladite zone cutanée. Après avoir percuté la peau, le marteau rebondit à plusieurs reprises, avant de s'amortir et de s'immobiliser sur la surface cutanée. Ces rebonds successifs se traduisent par des mouvements de rotation de sens contraire et d'amplitude décroissante du noyau 10 du potentiomètre inductif linéaire 11, lesquels modifient le champ magnétique créé par la bobine lia de ce dernier, cette modirv.'cation entrainant des variations du signal de sortie dudit potentiomètre. Ces variations sont amplifiées et visualisées par un dispositif électronique connu en soi, permettant par exemple leur enregistrement et leur représentation graphique sous forme de courbes correspondant aux rebonds et dont la hauteur et le nombre fournissent des informations intéressantes sur la tonicité de la peau. La figure 11 illustre un exemple de graphique de courbes obtenues grâce au balistomètre selon l'invention. Ces courbes montrent des rebonds réguliers et symétriques par rapport a l'axe d'amplitude maximale. On souligne que la plupart des organes importants du balistometre selon l'invention tels que bras 1, marteau-2, contre-poids.-4, axe 5, etc4.., sont exécutés en aluminium. Le balistometre selon l'invention est applicable, de manière particulière- ment intéressante, à--la mesurede 1 'élasticité de la peau, mais cette application avantageuse ne doit pas être considérée comme une limitation absolue, car on ne peut exclure l'emploi de ce balistomètre pour la mesure des propriétés élastiques de certains matériaux (matieres plastiques, par exemple). R E Y E N D IC A T I O N S 1. - Balistomètre pour la mesure des propriétés élastiques de la peau comportant un marteau (2) porté par l1une des extrémités d'un bras oscillant (1) dont l'autre extrémité est équipée d'un contrepoids (4), ce bras étant solidaire d'un axe (5) permettant son pivotement dans le plan vertical, caractérisé en ce que ledit axe est solidaire du noyau (10) d'un potentiomètre inductif linéaire dont les signaux de sortie sont amplifiés et visualises par un dispositif électronique connu en soi. 2. - Balistometre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le potentiomètre inductif linéaire est alimente par un oscillateur. 3. - Balistomètre suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le marteau- (2) a une position réglable le long de la portion antérieure (lb) du bras (1). 4. - Balistomètre suivant l'une des revendications 1 ou-3, caractérisé en ce que le contre-poids (4)# a une position réglable le long de la portion postérieure (tic) du bras (1), cette dernière comportant, de préférence, un filetage a pas lent coopérant avec un taraudage axial - dudit contre-poids. 5. - Balistomètre selon l'une quelconque des revendications 1, 3 et 4 comportant un électro-aimant (13) permettant de maintenir le bras (1) dans une position inclinée et de relacher ce dernier sans intervention manuelle, caractérisé en ce que ledit électro-aimant a une position réglable. 6. - Balistomètre suivant la revendication 5, caractérisé en ce que llélectrouaimant (13) est porté par la face latérale interne d'une bague rotative (14) installée dans le logement cylindrique d'une monture fixe (15), coaxialement à l'axe (5), des moyens (16, 17) permettant d'immobiliser ladite bague et, par conséquent, ledit-électro aimant, dans la position souhaitée. 7. - Balistomètre suivant la reven#dication 6, caractérisé en ce que l'axe (5) du bras (1) est solidaire d'une aiguille indicatrice (18) se déplaçant en regard d'une graduation portée par la surface cylindrique de la monture fixe (15). 8. - Balistomètre suivant-l9une quelconque des revendications 1, 3 et 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (nib, îîd, 19#, 20) de réglage du zéro du potentiomètre inductif linéaire (11). 9. - Balistomètre selon la revendication 8, caractérisé en ce que la bobine (lia) du potentiomètre (11) est portée par une carcasse rotative (ild) installée dans l'alésage cylindrique du corps fixe (lad) dudit potentiomètre ; des moyens (19 20) permettant d'immobiliser ladite carcasse rotative dans la position souhaitable. 10. - Balistomètre suivant l'une des revendications 6 ou 9, caractérisé en ce que les moyens de blocage permettant d'immobiliser la bague rota tive (14) portant l'électro-aimant (13) ou la carcasse rotative (lid) portant la bobine (lia) du potentiomètre (11) comprennent une manette (16, 19) comportant une portion filetée (16a, 19a) se vissant dans un taraudage radial (14a, lie) que présente ladite bague ou ladite carcasse, cette manette étant montée avec une aptitude de coulissement dans une fente radiale (15a, 11f) en forme d'arc de cercle ménagée dans la monture fixe (15) ou dans le corps fixe (il), un sabot de blocage (17, 20) étant, de preference, monte autour de ladite manette et se trouvant maintenu sur elle grâce a un épaulement (16b, 19b) que présente cette dernière, ce sabot de blocage étant doté d'une surface d'appui arquée se trouvant en contact avec la surface latérale cylindrique de ladite monture ou dudit corps et comportant un bossage de guidage (17a, 20a) logé avec une latitude de coulissement dans ladite fente radiale (15a, 11f).