Brevet FR2629595A1 — publié le 19891006

! PROCEDE ET DISPOSITIF POUR MESURER L'ELASTICITE D'UNE COUCHE SUPERFICIELLE, EN PARTICULIER DE LA PEAU. L'invention est relative à un procédé pour mesurer l'élasticité d'une couche superficielle, en particulier de la peau, du genre de ceux suivant lesquels on délimite une zone de cette couche et on crée, sur cette zone, une dépression pour provoquer une déformation de ladite zone. Les procédés proposés jusqu'à ce jour, tout en donnant satisfaction, sont d'une mise en oeuvre relativement délicate et ne permettent pas de réaliser une mesure quasiment automatique et instantanée de l'élasticité. L'invention a pour but, surtout, de rendre le procédé du genre défini précédemment tel qu'il réponde mieux que jusqu'à présent aux diverses exi- genoes de la pratique et notamment tel, qu'en particu- lier, il permette une mesure rapide et pratiquement automatique, avec une mise en oeuvre simple. Selon l'invention, le procédé pour mesurer l'élasticité d'une couche superficielle, en particu- lier de la peau, du genre défini précédemment, est caractérisé par le fait que l'on mesure la dépression nécessaire pour créer une déformation d'amplitude prédéterminée de ladite couche. -Avantageusement, la déformation d'amplitude prédéterminée est détectée par obturation d'un orifice " d'aspiration situé à une distance initiale prédéterminée de la couche superficielle. Cette dis- tance prédéterminée peut être choisie égale à 2,5 mm. L'invention est également relative A un dispositif pour mesurer l'élasticité d'une couche superficielle, en particulier de la peau, pour la mise en oeuvre du procédé défini précédemment; un tel dispositif comprend une sonde munie d'une cavité, délimitée par un rebord propre à être appliqué sur la couche à étudier pour définir la susdite zone, et des moyens pour créer une dépression dans la cavité et provoquer la déformation de la zone; selon l'invention, ce dispositif est caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens sensibles à la déformation de la couche superficielle lorsqu'elle atteint une amplitude de valeur prédéterminée, et des moyens de mesure de la dépression qui a produit cette déformation d'amplitude déterminée. De préférence, les susdits moyens sensibles comprennent un orifice d'aspiration, prévu dans la susdite cavité, à une distance prédéterminée initiale de la couche superficielle, cet orifice étant disposé de manière à être obturé par la susdite couche lorsque la déformation atteint l'amplitude déterminée. Avantageusement, la cavité comporte, dans son fond, une partie en saillie traversée par un pas- sage de liaison avec un système de conduit interne relié à une source de dépression, l'extrémité du pas- sage débouchant dans la cavité constituant le susdit orifice destiné à être obturé par la zone déformée de la couche superficielle. Avaniageusement, la sonde présente une face d'extrémité, destinée à être appliquée contre la couche superficielle, qui se trouve dans un plan situé à une distance de l'ordre de 2,5 mm par rapport au plan du susdit orifice. Le diamètre de la cavité peut être de l'ordre de 15 mm. La zone centrale de la face d'appui de la sonde contre la couche superficielle est occupée par la susdite cavité, et cette face d'appui comporte, autour de la cavité, des moyens propres à réaliser une étanchéité entre la sonde et la couche superficielle. Ces moyens pour réaliser une étanchéité peu- vent comprendre au moins une gorge périphérique, notamment à section transversale en V renversé, entourant la cavité, cette gorge étant reliée à la source de dépression. De préférence, deux gorges périphériques concentriques sont prévues. On peut prévoir un clapet propre A s'ouvrir lorsque l'orifice d'aspiration, prévu dans la cavité, est fermé par la couche superficielle déformée. Selon une réalisation avantageuse, la sonde comporte une chambre fermée, d'un volume supérieur à celui de la cavité, ladite chambre étant reliée par un canal à ladite cavité, l'ensemble étant tel que lorsque l'orifice d'aspiration de la cavité est fermé, la pression dans la chambre reste pratiquement con- stante. Le dispositif comporte, de préférence, une tubulure débouchant dans ladite chambre et reliée à un capteur de pression pour permettre de mesurer la pres- sion dans la chambre et la cavité, lorsque cette dernière est fermée par la couche superficielle déformée. La sonde peut avoir une forme cylindrique de révolution, dont la face transversale inférieure est destinée A être appliquée contre la couche superfi- cielle, la partie centrale de cette face inférieure comportant la susdite cavité entourée par un rebord circulaire muni de deux gorges périphériques reliées à la source de dépression, la susdite chambre étant prévue dans une zone intermédiaire, suivant la longueur du cylindre, cette chambre étant reliée à la cavité par un canal dans une région située à l'extérieur de la partie en saillie du fond de la cavité, ladite chambre étant en outre reliée, du côté opposé à la cavité, à une tubulure, coaxiale à une tubulure principale, de plus grand diamètre, reliée à la source de dépression et communiquant à l'intérieur du cylindre avec un système de conduit interne relié respectivement aux gorges périphériques et à l'orifice débouchant dans la cavité. L'invention consiste, mises à part les -dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un mode de réalisation particulier décrit avec référence au dessin ci-annexé, mais qui n'est nullement limitatif. La figure unique de ce dessin est une coupe longitudinale schématique d'un dispositif conforme à l'invention pour mesurer l'élasticité d'une couche superficielle, en particulier de la peau humaine. En se reportant au dessin, on peut voir un dispositif 1 pour mesurer l'élasticité d'une couche superficielle qui, dans l'exemple de réalisation considéré, est constituée par de la peau 2. Le dispo- sitif 1 comprend une sonde 3, avantageusement de forme cylindrique, qui comporte une face d'appui 4 contre la peau 2. La face 4 est située dans un plan orthogonal à l'axe A de la sonde. La région centrale de la face 4 est occupée par une cavité 5, avantageusement circu- laire, délimitée par un rebord 6 propre à être appliqué sur la peau pour délimiter une zone 7 qui sera soumise à déformation. La face d'appui 4 comporte, autour de la cavité 5 et du rebord 6, des moyens E propres à réaliser une étanchéité entre la sonde 3 et la peau 2. Ces moyens d'étanchéité E comprennent, avantageuse- ment, deux gorges concentriques 8, 9 centrées sur l'axe A et séparées l'une de l'autre par une nervure 10 propre à s'appliquer sur la peau 2. La section transversale des gorges 8, 9 a une forme en V renversé. Chaque gorge 8, 9 est reliée par un canal respectivement 11, 12 à un système de conduit interne 13 de la sonde qui communique avec un logement 14 prévu vers l'extrémité de la sonde éloignée de la face 4. Une tubulure 15, coaxiale à la sonde 3, traverse la paroi transversale supérieure 16 de la sonde pour déboucher dans le logement 14. Cette tubulure 15, de préférence souple, est branchée A son autre extrémité sur une petite pompe A air 17 A débit constant. La cavité 5 comporte, dans son fond, une partie en saillie 18 traversée par un passage 19 de liaison avec le système de conduit interne 13 luimême relié à la source de dépression constituée par la pompe 17. Le diamètre D de la cavité 5 peut être de l'ordre de 15 mm. L'extrémité du passage 19 débouchant dans la cavité 5 constitue un orifice 20 destiné à être obturé par la zone 7 de la peau lorsqu'elle se déforme sous l'effet d'une dépression. La distance d entre le plan de la face d'extrémité 4 de la sonde (et donc la zone 7 avant déformation) et la face de la saillie 18 est avantageusement égale A 2,5 mm, ou voisine de cette valeur. La partie restante 21 du fond de la cavité 5 est située en retrait par rapport à la saillie 18 et forme une gorge annulaire. Un canal 21a, sensiblement parallèle à l'axe A est prévu dans la sonde et débouche, à une extrémité, dans la partie 21, et A son autre extrémité dans une chambre fermée 22 dont le volume est nettement supérieur A celui de la cavité 5. Une tubulure 23, de diamètre réduit par rapport à la tubulure 15, débouche dans la chambre 22 et est disposée sensiblement coaxialement à la tubulure 15. La tubulure 23 est reliée A un capteur de pression relative 24 permettant de déterminer la pression dans la chambre 22 et donc dans la cavité 5. Le capteur 24 est situé dans un bottier de commande. La tubulure 23 traverse la paroi limitant la chambre 22 de manière étanche. La chambre 22 est fermée, A sa partie supérieure, par un couvercle rapporté 25, fixé de manière étanche. La réalisation des divers passages, canali- sations et systèmes de conduits internes dans la sonde 3 peut nécessiter des perçages débouchant vers l'extérieur. Les ouvertures de ces perçages sur la surface externe de la sonde sont ensuite obturées par des bouchons tels que 26 réalisés en une matière appropriée. Un clapet 27, schématiquement représenté, peut être prévu sur la tubulure 15 reliée à la pompe, et taré de manière à s'ouvrir lorsque l'orifice d'aspiration 20 est fermé par la peau 2 déformée. Ceci étant, pour effectuer une mesure de l'élasticité de la peau, avec le dispositif de l'invention, on procède de la manière suivante. On délimite une zone 7 de la peau sur laquelle doit porter la mesure en plaçant la sonde 1 avec son axe A sensiblement perpendiculaire à la région considérée de la peau 2, le rebord 6 de la cavité 5 délimitant la susdite zone 7. On met alors en marche la pompe 17 qui crée une dépression, notamment dans les gorges 8 et 9, par aspiration d'air à travers les passages 11 et 12 ainsi que le système de conduit interne 13 de la sonde, et la tubulure 15. La pompe 17 est choisie de manière à avoir un débit suffisant pour créer une dépression dans les gorges 8 et 9 qui applique de manière étanche la sonde 1 contre la peau 2. La dépression initiale nécessaire pour obtenir l'accrochage et l'étanchéité au niveau des gorges 8 et 9 est de l'ordre de 100 millibars. Les rainures 8 et 9, maintenues sous dépression par les passages 12 et 11, assurent le maintien et l'étanchéité de la sonde sur la peau. La pompe 17 a une capacité suffisante pour entretenir l'accrochage de la sonde pendant toute la mesure. Cette pompe 17 peut être constituée par une mini-pompe à palettes à grande vitesse (supérieure à 500 tours/minute). Lorsque la phase d'accrochage est réalisée, la peau est déformée au niveau des gorges 8 et 9 et est venue obturer l'extrémité des canaux Il et 12. La phase de mesure commence alors, l'aspiration se produisant essentiellement dans la cavité 5 à travers le passage 19. La zone 7 de la peau 2 est aspirée rapide- ment; en se déformant, elle vient obturer l'orifice 20. A ce moment, la pression dans la chambre 22, de grande capacité, reliée à la cavité 5, n'évolue plus dans le sens d'une diminution. La valeur de cette pression mesurée à travers le tube 23, par l'intermédiaire du capteur 24, correspond à la dépression nécessaire pour déformer la zone 7 de peau d'une distance prédéterminée correspon- dant à la distance d, dont la valeur est de 2,5 mm, dans l'exemple considéré. Cette distance d et le diamètre D de la cavité 5 sont choisis avantageusement de manière que la dépression nécessaire à l'obturation de l'orifice soit comprise entre 20 et 85 millibars. Ainsi, selon l'invention, on mesure la dépression nécessaire pour créer une déformation con- stante, par exemple de 2,5 mm. La sonde de mesure 3 est entièrement pneuma- tique et permet une mesure pratiquement instantanée. Une petite pompe 17 à débit constant est suffisante. La sonde 3 permet, avec la même pompe 17, de réaliser, automatiquement, deux fonctions A savoir, d'une part, l'étanchéité au niveau de la peau av-c les rainures 8 et 9 et, d'&utre part, la mesure à l'aide de la cavité 5. REVENDICATIONS 1. Procédé pour mesurer l'élasticité d'une couche superficielle (2), en particulier de la peau, suivant lequel on délimite une zone (7) de cette couche et on crée, sur cette zone, une dépression pour provoquer une déformation de ladite zone, caractérisé par le fait que l'on mesure la dépression nécessaire pour créer une déformation d'amplitude prédéterminée (d) de ladite couche (2). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la déformation d'amplitude prédéterminée est détectée par obturation d'un orifice (20) d'aspiration situé à une distance initiale (d) prédéterminée de la couche superficielle (2). 3. Dispositif pour mesurer l'élasticité d'une couche superficielle, en particulier de la peau, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendica- tion 1 ou 2, comprenant une sonde (3) munie d'une cavité (5) délimitée par un rebord (6) propre à être appliqué sur la couche (2) à étudier pour définir la susdite zone (7), et des moyens (17) pour créer une dépression dans la cavité et provoquer la déformation de la zone (7), caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens (20) sensibles à la déformation de la couche superficielle (2), lorsqu'elle atteint une amplitude de valeur prédéterminée, et des moyens de mesure (24) de la dépression qui a produit cette déformation d'amplitude prédéterminée. 4.Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que lesdits moyens sensibles comprennent un orifice d'aspiration (20), prévu dans la susdite cavité (S), à une distance prédéterminée initiale (d) de la couche superficielle (2), cet ori- fice (20) étant disposé de manière à être obturé par la susdite couche lorsque la déformation atteint l'amplitude déterminée. 5. Dispositif selon -la revendication 3 ou 4, caractérisé par le fait que la cavité (5) comporte, dans son fond, une partie en saillie (18) traversée par un passage (.19) de liaison avec un système de con- duit interne (13) relié à une source de dépression (17), l'extrémité du passage (19) débouchant dans la cavité (5) constituant le susdit orifice (20) destiné à être obturé par la zone déformée de la couche super- ficielle (2). 6. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé par le fait que la zone centrale de la face d'appui (4) de la sonde contre la couche superficielle (2) est occupée par la cavité (5) et que cette face d'appui (4) comporte, autour de la cavité (5) des moyens (E) propres à réaliser une étanchéité entre la sonde (3) et la couche superficielle (2). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les moyens (E) pour réaliser une étanchéité comprennent au moins une gorge périphérique (8, 9) entourant la cavité (5), cette gorge étant reliée à la source de dépression (17). 8. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé par le fait qu'il comprend un cla- pet (27), monté sur une tubulure (15) reliée à une pompe (17), propre à s'ouvrir lorsque l'orifice d'aspiration (20), prévu dans la cavité (5), est fermé par la couche superficielle (2) déformée. 9. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisé par le fait que la sonde (3) com- porte une chambre fermée (22), d'un volume supérieur à celui de la cavité (5), ladite chambre étant reliée par.n canal (21a) à ladite cavité. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait qu'il comporte une tubulure (23) débouchant dans la chambre (22) et reliée à un capteur de pression (24) pour permettre de mesurer la pression dans la chambre (22) et la cavité (5) lorsque cette dernière est fermée par la couche superficielle déformée. 11. Dispositif selon la revendication 9 ou 10, caractérisé par le fait que la sonde a une forme cylindrique de révolution, dont la face transversale inférieure (4) est destinée à être appliquée contre la couche superficielle, la partie centrale de cette face inférieure comportant la susdite cavité (5) entourée par un rebord (6) circulaire muni de deux gorges périphériques (8, 9) concentriques reliées à la source de dépression (17), la susdite chambre (22) étant prévue dans une zone intermédiaire, suivant la longueur du cylindre, cette chambre (22) étant reliée à la cavité (5) par un canal (21a) dans une région située à l'extérieur de la partie en saillie (18) du fond de la cavité (5), ladite chambre (22) étant en outre reliée, du cOté opposé à la cavité, à une tubu- lure (23), coaxiale à une tubulure principale (15) de plus grand diamètre reliée à la source de dépression et communiquant à l'intérieur du cylindre avec un système de conduit interne (13) relié respectivement aux gorges périphériques (8, 9) et à l'orifice (20) débouchant dans la cavité (5).