EP4333703A1 - Dispositif de recueil d'une fraction de la transpiration excrétée par un sujet - Google Patents

Dispositif de recueil d'une fraction de la transpiration excrétée par un sujet

Info

Publication number
EP4333703A1
EP4333703A1 EP22722315.3A EP22722315A EP4333703A1 EP 4333703 A1 EP4333703 A1 EP 4333703A1 EP 22722315 A EP22722315 A EP 22722315A EP 4333703 A1 EP4333703 A1 EP 4333703A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
perspiration
absorbent layer
sub
absorbent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP22722315.3A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Philippe Garnier
Régis Logier
Jean-Claude Darcheville
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Be Lab
Centre Hospitalier Universitaire de Lille
Universite de Lille
Original Assignee
Be Lab
Centre Hospitalier Universitaire de Lille
Universite de Lille
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Be Lab, Centre Hospitalier Universitaire de Lille, Universite de Lille filed Critical Be Lab
Publication of EP4333703A1 publication Critical patent/EP4333703A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B10/00—Instruments for taking body samples for diagnostic purposes; Other methods or instruments for diagnosis, e.g. for vaccination diagnosis, sex determination or ovulation-period determination; Throat striking implements
    • A61B10/0045—Devices for taking samples of body liquids
    • A61B10/0064—Devices for taking samples of body liquids for taking sweat or sebum samples
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0002—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
    • A61B5/0015—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network characterised by features of the telemetry system
    • A61B5/002—Monitoring the patient using a local or closed circuit, e.g. in a room or building
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue
    • A61B5/14507—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue specially adapted for measuring characteristics of body fluids other than blood
    • A61B5/14517—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue specially adapted for measuring characteristics of body fluids other than blood for sweat
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue
    • A61B5/14539—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue for measuring pH
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue
    • A61B5/1468—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue using chemical or electrochemical methods, e.g. by polarographic means
    • A61B5/1477—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue using chemical or electrochemical methods, e.g. by polarographic means non-invasive
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/42—Detecting, measuring or recording for evaluating the gastrointestinal, the endocrine or the exocrine systems
    • A61B5/4261—Evaluating exocrine secretion production
    • A61B5/4266—Evaluating exocrine secretion production sweat secretion
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/683—Means for maintaining contact with the body
    • A61B5/6832—Means for maintaining contact with the body using adhesives
    • A61B5/6833—Adhesive patches
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F13/00—Bandages or dressings; Absorbent pads
    • A61F13/15—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators
    • A61F13/53—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium
    • A61F13/534—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium having an inhomogeneous composition through the thickness of the pad
    • A61F13/537—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium having an inhomogeneous composition through the thickness of the pad characterised by a layer facilitating or inhibiting flow in one direction or plane, e.g. a wicking layer
    • A61F13/53708—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium having an inhomogeneous composition through the thickness of the pad characterised by a layer facilitating or inhibiting flow in one direction or plane, e.g. a wicking layer the layer having a promotional function on liquid propagation in at least one direction
    • A61F13/53713—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium having an inhomogeneous composition through the thickness of the pad characterised by a layer facilitating or inhibiting flow in one direction or plane, e.g. a wicking layer the layer having a promotional function on liquid propagation in at least one direction the layer having a promotional function on liquid propagation in the vertical direction
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B10/00—Instruments for taking body samples for diagnostic purposes; Other methods or instruments for diagnosis, e.g. for vaccination diagnosis, sex determination or ovulation-period determination; Throat striking implements
    • A61B2010/0003—Instruments for taking body samples for diagnostic purposes; Other methods or instruments for diagnosis, e.g. for vaccination diagnosis, sex determination or ovulation-period determination; Throat striking implements including means for analysis by an unskilled person
    • A61B2010/0006—Instruments for taking body samples for diagnostic purposes; Other methods or instruments for diagnosis, e.g. for vaccination diagnosis, sex determination or ovulation-period determination; Throat striking implements including means for analysis by an unskilled person involving a colour change
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/08—Sensors provided with means for identification, e.g. barcodes or memory chips
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F13/00—Bandages or dressings; Absorbent pads
    • A61F13/15—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators
    • A61F13/53—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium
    • A61F13/534—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium having an inhomogeneous composition through the thickness of the pad
    • A61F2013/53445—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium having an inhomogeneous composition through the thickness of the pad from several sheets
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F13/00—Bandages or dressings; Absorbent pads
    • A61F13/15—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators
    • A61F13/53—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium
    • A61F13/534—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium having an inhomogeneous composition through the thickness of the pad
    • A61F13/537—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium having an inhomogeneous composition through the thickness of the pad characterised by a layer facilitating or inhibiting flow in one direction or plane, e.g. a wicking layer
    • A61F13/53708—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium having an inhomogeneous composition through the thickness of the pad characterised by a layer facilitating or inhibiting flow in one direction or plane, e.g. a wicking layer the layer having a promotional function on liquid propagation in at least one direction
    • A61F2013/53721—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium having an inhomogeneous composition through the thickness of the pad characterised by a layer facilitating or inhibiting flow in one direction or plane, e.g. a wicking layer the layer having a promotional function on liquid propagation in at least one direction with capillary means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F13/00—Bandages or dressings; Absorbent pads
    • A61F13/15—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators
    • A61F13/84—Accessories, not otherwise provided for, for absorbent pads
    • A61F2013/8473—Accessories, not otherwise provided for, for absorbent pads for diagnostic purposes

Definitions

  • the present invention relates to a device for collecting a quantity of perspiration excreted by a subject, in particular by the eccrine sweat glands of the subject, and possibly allowing the measurement of at least one parameter of perspiration.
  • Measuring, for example, the amount of perspiration excreted can be useful for athletes and more generally for anyone who needs to know the volume of water they lose during an episode of perspiration triggered by the body's thermoregulatory system. This measurement helps to monitor their level of hydration.
  • the analysis of the composition of perspiration can also be used to diagnose certain diseases or anomalies, through, for example, the determination of the concentration of different ions and organic compounds contained in perspiration.
  • This device comprises a flexible patch or stamp which integrates a microfluidic circuit, which opens out via separate channels at the level of four chambers, each containing a reagent allowing the determination by colorimetry, respectively of glucose, pH, lactate and chloride ions. . These reagents are also known for this use.
  • the microfluidic circuit is formed in a layer of poly dimethyl siloxane (PDMS).
  • PDMS poly dimethyl siloxane
  • the microfluidic circuit is attached to the skin by a perforated adhesive layer which allows perspiration to pass through.
  • An RFID chip isolated from the microfluidic circuit, equips the patch and allows communication with a smart mobile phone. The operation of the aforementioned device is as follows: the patch is applied so that the adhesive layer is in contact with the patient's skin.
  • the measurement of the angle of the filling front of the microfluidic circuit (the front corresponds to the change in coloration) by the mobile phone makes it possible to determine the volume of sweat collected which makes it possible to calculate the total quantity of sweat excreted and according to the measuring time, sweating speed.
  • This device comprises a patch which comprises a porous adhesive covered with a cut sheet of polyamide.
  • This perforated sheet has an antenna which surrounds the hole and which is formed by a thin layer of copper.
  • Within the hole is a laser-cut micro-fluidic paper that defines a collection enclosure.
  • the two terminals of the antenna are arranged at the level of this recovery enclosure.
  • a chip is placed above the antenna and covered with a gas-porous film.
  • the patch is attached to a part of a patient's body.
  • the perspiration excreted by the patient passes through the porous adhesive and spreads in the microfluidic circuit.
  • a mobile phone is brought closer to the aforementioned antenna, which sends an electromagnetic wave which generates an induced current in the antenna.
  • the measurement of the conductance of the perspiration contained in the enclosure makes it possible to deduce the sodium chloride concentration of the perspiration of the subject.
  • the aforementioned devices recover perspiration in liquid form.
  • it turns out in practice in particular when the subject makes a physical effort, that the perspiration is also in vapor form; the body being hot, the liquid sweat quickly turns into vapor.
  • the surface area for perspiration collection must be large enough to be able to collect the perspiration excreted by several eccrine sweat glands, preferably at least ten in order to minimize the risk of error.
  • the amount of perspiration secreted then quickly fills the microfluidic channels, which must then be very long.
  • the perspiration emitted at the level of the channel's collection point or "inlet” has more and more difficulty pushing the perspiration contained in the channel as it progresses. that it fills up.
  • the sweat gland can no longer easily excrete sweat. Its functioning is altered: it no longer secretes perspiration or at least no longer with the same kinetics; it can also be damaged and burst under the pressure of perspiration which it contains but which it no longer manages to excrete.
  • the size of the patch or patch that collects sweat in a microfluidic channel and proportional to the size of the collection point and the length of the channel used to store sweat (by spreading in the microfluidic channel) and measure the amount thus collected.
  • These devices therefore have a surface of one square centimeter to several tens of square centimeters, non-breathable, which must be fixed on the body in a durable manner (at least one hour). Placing too much of an unbreathable surface on the skin can also cause many problems.
  • the object of the present invention is to propose a device making it possible to remedy all or part of the aforementioned drawbacks associated with the devices of the prior art.
  • a particular object of the present invention is to propose a device which makes it possible to measure the volume of sweat collected, by means of a spot or a halo easily detectable and readable by measuring means which can detect the contour and/or the colors of the latter.
  • Another object of the present invention is to provide a device which can be used by a user performing a physical activity or more generally sweating by activating the body's thermoregulation system (climate, intense work, work in protective clothing, hormonal diseases , night sweats).
  • Another object of the invention is to propose a device which makes it possible to detect the presence of lactates in perspiration and which possibly allows the dosage of the latter.
  • the present invention relates to a device for collecting a fraction of the perspiration excreted by a subject, said device being of the type comprising a flexible patch, which comprises a lower face, said device comprising means for fixing said patch against the skin of said subject .
  • said stamp is a multilayer stamp and it comprises:
  • a first layer the lower face of which forms at least partially the lower face of said patch, said first layer comprising at least one perforation defining a mouth for capturing perspiration capable of being brought into direct contact with the skin of the subject and an opening for transfer ;
  • a hydrophilic absorbent layer placed above said first layer and communicating with the external environment, said absorbent layer communicating with said first layer via said transfer opening;
  • the Applicant has in fact observed that the regulation of the flow rate of perspiration penetrating into the absorbent layer makes it possible not to disturb the sweat glands of the subject.
  • the Applicant has also found that in the event of intense physical effort, the majority of perspiration is quickly in vapor form. She also found that the flow of perspiration entering the absorbent layer must be regulated in order to avoid too rapid saturation of the latter. The latter absorbs liquid perspiration by capillarity due to its open pores. When the absorbent layer is saturated, it can no longer collect perspiration. It follows that the device cannot be used for too intense and/or too long physical activities.
  • the means for regulating the flow of perspiration penetrating into the absorbent layer make it possible to use an absorbent layer with a relatively small surface and of low thickness even for intense or long physical activities because they avoid rapid saturation of the absorbent layer.
  • the means for evacuating air from the absorbent layer allow the latter to absorb perspiration by capillarity, the pores emptying of the air they contain to fill with perspiration.
  • the absorbent layer is preferably a layer which does not swell upon absorption of perspiration and which does not change in size.
  • said means for regulating the flow rate comprise a micro-fluidic channel opening on the one hand at the level of said perspiration collection mouth and on the other hand at the level of said transfer opening provided in said first layer.
  • the channel once it is filled with liquid perspiration (i.e. approximately, for example, 15 minutes to 20 minutes after the start of physical exertion), prevents vapor perspiration from entering the layer. absorbent; this recondenses in liquid form. A spot or halo having a clear contour and whose surface is then easy to determine is thus obtained.
  • liquid perspiration i.e. approximately, for example, 15 minutes to 20 minutes after the start of physical exertion
  • the microfluidic channel is advantageously provided in the thickness of said first layer.
  • the latter can, for example, be formed of three stacked sub-layers, the central layer comprising a cutout forming the vertical walls of the channel.
  • the capture mouth may comprise elastically deformable lips capable of coming into contact with the skin of the user so as to achieve a watertight and airtight connection between the skin and said device, at the level of said mouth. of capture.
  • the means for evacuating the air contained in said absorbent layer to the outside of said device may comprise at least one air-permeable layer, which is in contact with said absorbent layer and/or a channel open to the outside of said device and which communicates with said absorbent layer.
  • the micro-fluidic channel can comprise a buffer zone making it possible to store perspiration and said buffer zone can communicate with said transfer opening.
  • This buffer zone regulates the flow of liquid perspiration. When it is located under the transfer opening, the contact between the perspiration contained in the buffer zone and the absorbent layer (when the latter is placed discreetly on the first layer) takes place at the level of the upper surface of the volume of perspiration, which allows a fine regulation according to the volume of the buffer zone.
  • the capture mouth is arranged at a distance from said transfer opening, along a substantially horizontal plane parallel to the layers stacked said stamp.
  • the length of the microfluidic channel can be of the order of a centimeter even when the capture mouth has a sufficient surface to surround at least ten sweat glands (up to more than fifty).
  • the channel when the capture mouth has a surface area of 0.2 cm 2 to 1 cm 2 , the channel may have, for example, a length equal to or comprised between 1.5 cm and 7 cm.
  • the collection of perspiration is mainly done in the absorbent layer.
  • the communication between the absorbent layer and the exterior of the patch is not limited according to the invention. This communication can be direct or indirect.
  • said first layer further comprises a vent channel which opens laterally out of said gong and which connects a vent opening made in said first layer, said vent opening communicating with said absorbent layer.
  • the absorbent layer can be placed on the first layer, in which case the vent opening opens out under the absorbent layer.
  • said vent channel forms at least one meander, which makes it possible to reduce the evaporation of perspiration in the absorbent layer. Indeed, due to body heat, perspiration tends to evaporate; too direct contact with the drier outside air increases this evaporation, which then affects the measurements carried out on the fraction of perspiration collected in the device of the invention.
  • the microfluidic channel can contain a water-soluble colored agent or a water-soluble reagent capable of reacting with perspiration. It is then possible to color the absorbent layer without modifying it, in particular without impregnating it with chemical compounds capable of reacting with perspiration. Liquid perspiration passing through the channel will dissolve the colored agent or reagent and carry it into the absorbent layer, thus forming a stain, for example. It is also thus possible to increase the number of parameters relating to the perspiration of the subject and measurable from the device of the invention or by the latter. This avoids putting all the reagents or chemical detection agents in the absorbent layer.
  • means for regulating the flow rate of liquid and/or vapor perspiration penetrating into the absorbent layer optionally combinable with the first
  • the absorbent layer is placed in communication with the external environment by means of the intermediate layer which lets the air pass, in particular and by the capture mouth which corresponds to or is opposite the transfer opening.
  • the patch has the merit of causing the liquid perspiration initially excreted to migrate vertically, preventing too much vapor perspiration from entering the absorbent layer and then condensing there, quickly saturating the latter or forming poorly readable spots, with a blurred outline. .
  • the intermediate layer comprises only the intermediate opening to the exclusion of any other perforation or opening. This embodiment is suitable when the intermediate layer comprises sub-layers that are more or less permeable to vapour.
  • the first layer extends around the absorbent layer and is shaped to allow the passage of steam to the external environment of said patch. Evacuating the steam avoids saturating the absorbent layer.
  • this face acts as means for fixing the device to the skin of the user.
  • the surface of the intermediate opening is smaller than that of the capture mouth or that of the transfer opening in order to reduce the incoming flow to the absorbent layer.
  • the combination of the intermediate layer with the first layer makes it possible to regulate the flow of perspiration by evacuating a large part of the vapor perspiration before condensing the latter further from the body, below the absorbent layer.
  • said first layer comprises secondary perforations opening under said gong and said means for regulating the flow further comprise at least one first sub-layer made of material impermeable to the water, placed between said first layer and said intermediate layer, said first sub-layer comprises a perspiration drainage circuit which connects said secondary perforations with the outside of said patch.
  • This drainage circuit is also a microfluidic circuit.
  • the height of the channel advantageously varies from 50 ⁇ m to 100 ⁇ m and its width varies from 100 ⁇ m to 400 ⁇ m or 600 ⁇ m, for example.
  • the drain circuit is an open circuit.
  • the drainage circuit limits the amount of liquid perspiration entering the absorbent layer.
  • the shape and the surface of the evacuation circuit are not limited according to the invention. It must drain the perspiration, liquid or vapor condensing in the circuit and coming from the first layer towards the edges of the first under-layer, which are in the open air and thus allow the evaporation in the air of the perspiration .
  • the intermediate layer may comprise at least two sub-layers having different and decreasing vapor diffusion coefficients, the sub-layer in contact with said first layer having a vapor diffusion coefficient higher than that of the sub-layer in contact with said absorbent layer.
  • all the sub-layers have an identical main perforation or opening and all the perforations are arranged on top of each other.
  • a stack of such underlayers prevents the steam from remaining in contact with the skin and moving the patch away or lifting it off the skin, thus impairing the capture of perspiration.
  • the absorbent layer can react with steam. However, if the vapor comes into contact with the absorbent layer, small spots are formed, without a distinct front; these can interfere with subsequent measurements on the stain. It may be preferable to limit contact between the absorbent layer and the vapor.
  • the intermediate layer comprises at least three sub-layers, a first sub-layer made of waterproof material and comprising a main perforation placed above the transfer opening of said first layer, a second sub-layer also waterproof, placed on said first sub-layer and which forms a perspiration storage circuit, said storage circuit is isolated from the outside of said patch and puts said main perforation made in said first sub-layer in communication with the lower surface of a third sub-layer, said third sub-layer is also made of waterproof material at least on its underside, said third under-layer comprises at least one main perforation which places said water storage circuit in communication with the underside of said absorbent layer .
  • the liquid perspiration is stored in a storage circuit and then brought into contact with the absorbent layer in determined zones defined by perforations provided in the third sub-layer. This defines the size and number of rings/spots which will be used, for example, to determine the amount of perspiration excreted.
  • the main perforation of said third sub-layer is arranged above said main perforation of said first sub-layer.
  • the storage circuit can be formed by cutting the underlayer, the bottom of the circuit being formed by the surface of the layer located below and the circuit being covered by the layer located above. This also applies to the drainage circuit.
  • a closed circuit is a circuit that does not communicate directly with the external environment.
  • the storage circuit may or may not be microfluidic. It can have a dimension of the order of a millimeter or more.
  • the second sub-layer comprises a main perforation with a surface greater than that of the main perforation of said first sub-layer and than that of said third sub-layer. This perforation is also used to store liquid perspiration.
  • said layers and any sub-layers of said stamp are integral with each other and are in particular glued to each other.
  • the layers and any sub-layers are chosen independently of each other from sheets of acrylate, polyester, acrylic and from stacks of at least two or three of said sheets.
  • the absorbent layer can be an asymmetric microporous or nanoporous membrane.
  • said absorbent layer comprises open pores whose section varies according to the thickness of said layer.
  • the section of the pores can advantageously decrease according to the thickness of the layer.
  • the hydrophobic and impermeable film is transparent when the determination of a parameter is carried out by measuring the size and/or the color of a spot.
  • porous membrane refers to a flexible sheet that can be bent or curved and has open pores, allowing the phenomenon of absorption by capillarity.
  • the absorbent layer contains a reagent capable of chemically reacting with perspiration by changing color or by modifying the electrical resistance of said absorbent layer.
  • the device then makes it possible to measure either optically or electrically a parameter which can then be correlated with a characteristic of the perspiration excreted which can be, for example, its volume, its pH or its composition.
  • the device may comprise electrodes arranged so as to be able to measure the electrical resistance of said porous layer.
  • the device may also further comprise a flexible metal circuit forming an antenna and a writable chip of the RFID or NFC type connected to said antenna, said antenna surrounds said absorbent layer or when it is present, said first sub-layer forming said circuit drainage circuit, the two ends of said antenna are electrically connected to opposite edges of said absorbent layer or of said drainage circuit.
  • This antenna makes it possible to determine the conductance of perspiration and therefore its concentration in ionic species, in particular sodium.
  • said transparent film comprises or reveals optical information capable of triggering a dedicated application when it is detected by a reading device.
  • the device of the invention comprises means for measuring the surface and/or the color of the stain formed by perspiration on the surface of said absorbent layer, under said waterproof film and said measuring means make it possible to correlate the surface of the spot and/or its change in color and/or the intensity of said color or colors of said spot with at least one piece of information chosen from: the volume of perspiration excreted by the subject, the concentration of at least one compound or ion selected from lactates, nitrates, sodium, potassium, calcium, magnesium, acetic acid, propionic acid, butyric acid and uric acid.
  • These measuring means can be integrated into a mobile telephone of the “smartphone” type.
  • said reading means further comprise a remote power supply relay for said chip with a given frequency and said optical information is also capable of triggering, when read by said optical reader, the electrical power supply of said chip by said supply relay at said given frequency.
  • the patch fixing means are not limited according to the invention.
  • the fastening means are permeable to gas and in particular to vapour. They allow perspiration to evaporate around the patch and avoid damaging the sweat glands;
  • the fixing means may comprise an elastically deformable cuff on which said patch is mounted, said cuff comprising a passage for said microfluidic channel and said capture mouth is arranged on the face opposite that on which the absorbent layer is located.
  • the means for fixing said patch may also comprise a flexible sheet, possibly adhesive, and said sheet is fixed under said first layer and protrudes around the latter, said sheet comprises a passage for said channel micro-fluidics and said capture mouth is arranged on the other side of said sheet with respect to said absorbent layer.
  • the sheet is preferably gas permeable to prevent peeling off due to perspiration. It is advantageously adhesive which can avoid the use of the cuff at the same time as the sheet.
  • the present invention also relates to a method for determining the amount of sweat excreted by a subject according to which:
  • a flexible patch according to the present invention is fixed on the skin of the subject
  • the subject is made to sweat until the appearance of a spot visible through said transparent film;
  • the color gradient of each pixel in the RGB system is calculated so as to identify the spot formed by the diffusion of perspiration in the absorbent layer
  • the colors of this zone are determined in the RGB system, their density and the surfaces they each occupy;
  • the vapor diffusion coefficient corresponds to the water vapor diffusion coefficient. It is measured as follows: the opening of a container containing a known volume of water is hermetically sealed with the microporous membrane or layer whose vapor diffusion coefficient is to be measured. The area of the opening is known. The glue that is used to stick the membrane or layer on the container is waterproof and vapor proof. The whole is placed at 37° C. for 24 hours at atmospheric pressure. Then the water level is measured. The difference in volume observed corresponds to the volume of liquid water which has passed through the membrane in vapor form for 24 hours. The coefficient is therefore expressed in g.rrr 2 .j- 1 .
  • steam diffusion coefficient therefore designates the water vapor diffusion coefficient measured at 37°C and at atmospheric pressure, according to the aforementioned method.
  • water refers to liquid water.
  • steam refers to water vapor.
  • the dye is advantageously chosen from food dyes, such as chlorophyll, chlorophyllins, norbixin and astaxanthin, crajirule extract, cresol, 3-methylphenol, 2-chloro-4-[3-( 3-Chloro-4-hydroxyphenyl)-1,1-dioxobenzo[c]oxathiol-3-yl]phenol, 2-chloro-4-[3-(3-chloro-4-hydroxyphenyl)-1,1-dioxobenzo[ c]oxathiol-3-yl]phenol, 4,4'-(1,1-Dioxido-3H-2,1-benzoxathiol-3,3-diyl)bis(2-bromo-6-isopropyl-3-methylphenol ), 3,3'-dibromosulfone galleine, 3',3"-dibromo-p-xylenolsulfonphthaleine, bromophenol blue, phenolphthalein, 3,
  • a dye mixture is chosen, one dye of which changes color at pH 7 and the other changes color at pH less than 5.5.
  • a microfluidic channel is defined as being a channel having at least one dimension of the order of a micrometer.
  • the channel can advantageously be formed in a hydrophobic material.
  • the channel has a bottom, two, three or four vertical walls. It may include a ceiling; it then forms a cavity possibly open to the outside by openings made in the bottom, the ceiling and/or the vertical walls.
  • the absorbent layer is not limited according to the invention. It can be a hydrophilic porous membrane in PVDF, a polypropylene membrane made hydrophilic by grafting, for example, a polysulfone or polyethersulfone membrane.
  • the absorbent layer which has an asymmetric porosity is a polysulfone or polyethersulfone membrane.
  • the Applicant has found that such membranes were easy to impregnate with water-soluble dye(s) and in particular bromocresol green and/or bromothymol blue.
  • Such a membrane impregnated with the dye mixture remains stable and does not change color until the patch is used.
  • the dyes remain homogeneously distributed in the microporous membrane without altering the latter. Such a membrane does not swell or change in size.
  • a person skilled in the art is able to determine the thicknesses of the different layers and underlayers as well as their porosity and their vapor diffusion coefficient by routine experimentation in order to determine which combination is preferable in the case of perspiration.
  • the first layer in contact with the skin advantageously has a thickness substantially equal to or greater than 50 ⁇ m and less than or equal to 120 ⁇ m (adhesive layer included).
  • the intermediate layer optionally formed from the sub-layers has a thickness substantially equal to or greater than 100 ⁇ m and substantially equal to or less than 300 ⁇ m (thickness of the adhesive layer possibly bonded to the layer or sub-layer included).
  • the lower layer has a vapor diffusion coefficient greater than 3000 g/m 2 /d.
  • the intermediate layer has a vapor diffusion coefficient substantially equal to or greater than 300g/m 2 /d and substantially equal to or less than 1200 g/m 2 /d whether it is single layer or made up of several sub-layers.
  • the aforementioned thicknesses and vapor diffusion coefficients make it possible to obtain a thin and flexible patch which follows the movements of the user's body well and does not peel off.
  • the first layer has a vapor diffusion coefficient of the order of 2, 2.5 or 3 times the greatest vapor diffusion coefficient of the sub-layers forming the intermediate layer.
  • the subject is not limited according to the invention. It can be a human or an animal.
  • FIG. 1 represents a perspective and exploded view of a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a top view of the device of FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a perspective and exploded view of a second embodiment of the stamp of the invention
  • FIG. 4 shows a perspective and exploded view of a third embodiment of the stamp of the invention
  • FIG. 5 shows a top view of the last two layers placed before the absorbent layer of an alternative embodiment of the third embodiment
  • FIG. 6 shows a photograph of the stain formed on the upper face of the microporous membrane (absorbent layer) by perspiration, this stain being analyzed by the smartphone equipped with a camera;
  • FIG. 7 represents a microporous membrane (absorbent layer) equipped with an antenna to determine the conductance of perspiration.
  • the device of the invention comprises a flexible stamp 1.
  • This stamp is formed of a stack of layers integral with each other but not all having the same shape.
  • the layers are shown from the layer closest to the subject's skin to the layer farthest from the subject when the patch is applied to the subject's skin.
  • the device comprises a fixing sheet 81 permeable to gases and which comprises an adhesive underside, which will be stuck to the skin of the subject.
  • the fixing sheet 81 comprises a passage 810 forming a hole or a shutter which allows the passage of the microfluidic channel, as explained later.
  • the microfluidic channel 6 is formed of three sub-layers of hydrophobic materials.
  • the bottom of the microfluidic channel is formed by an underlayer 61 which includes a leg 610 ending in an opening or capture mouth 611 surrounded by an elastically deformable lip (not shown).
  • the walls of the channel are formed by a second sub-layer 62 which includes a micro cutout 620, rectilinear in the embodiment shown.
  • the rectilinear cutout 620 opens into a cutout 623 of the same shape and arranged facing the mouth 611 and into a buffer zone 65.
  • the second sub-layer 62 also includes a second channel 622, separate from the first channel 610. This second channel 622 serves as a vent for the absorbent layer 5.
  • the second channel 622 opens outside the second layer 62 and begins at the level of a ventilation perforation 621 .
  • the sub-layer 62 forms the vertical walls of the micro-fluidic channel and therefore the thickness of the latter.
  • the third sub-layer closing the microfluidic channel is the barrier layer 4 which is hydrophobic and impermeable to gases and liquids.
  • This barrier layer 4 comprises a transfer opening 41 which is placed above the buffer zone 65 and a vent opening 420 arranged opposite the ventilation perforation 621 of the second sub-layer 62.
  • the barrier layer comprises a tab 410 which closes the top of the cutout 620 and the top of the cutout 623.
  • the stacked layers 61, 62 and 4 form the first layer of the patch.
  • All the underlayers 61, 62 and 4 are made of hydrophobic materials and impermeable to liquids, in particular to water.
  • the absorbent layer 5 is placed on the barrier layer 4.
  • a waterproof and transparent film 7 covers the absorbent layer 5 and extends over the layer 4, covering the tab 410.
  • Fig. 2 shows a top view of stamp 1 .
  • Channels 6 and 622 are shown in dotted lines since they are in the thickness of stamp 1 or under this last.
  • the capture mouth 611 is remote from the absorbent layer 5 and that the latter communicates with the outside of the gong 1 through the vent channel 622.
  • the mode of operation of this device will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the tab comprising part of the microfluidic channel 6 is passed through the opening 810 of the fixing sheet 81.
  • the protective sheet is removed from the adhesive face of the attachment sheet 81 and the stamp is stuck on the skin of the user by means of the attachment sheet 81 .
  • the capture mouth 611 is therefore applied to the skin of the user.
  • the deformable lip that it has on its periphery helps guide perspiration into the channel 6.
  • the stamp is on the fixing sheet 81 . It can be stuck there.
  • the perspiration captured at the level of the capture mouth 611 enters the microfluidic channel 6. Due to the hydrophobic material forming the channel and the size of the latter, the perspiration flows towards the buffer zone 65 and accumulates there. Perspiration in the form of vapor enters layer 5.
  • the absorbent layer 5 When the entire buffer zone is filled with liquid perspiration, the surface of the liquid comes into contact with the absorbent layer 5 at the level of the transfer opening 410. The liquid perspiration is absorbed by capillarity in the absorbent layer. Channel 6 continues to fill due to user perspiration. The absorbent layer 5 avoids blocking perspiration by always absorbing a quantity of liquid overflowing from the buffer zone. The air initially contained in the channel 6 and in the absorbent layer 5 is evacuated through the vent channel 622, which allows the absorbent layer to still absorb liquid perspiration.
  • the liquid perspiration penetrates the absorbent layer 5 and reacts chemically with the reagents that the latter contains or modifies its conductivity. If the reagent is a colored reagent, a colored spot appears slowly on the surface of the layer 5 located under the film 7. The size of the spot is proportional to the quantity of liquid transpiration captured by the absorbent layer.
  • the color of the stain can vary depending on the pH of the perspiration or the presence of lactates, for example.
  • the device of the invention comprises a patch or flexible patch 1.
  • This stamp 1 is flexible and has a lower face which can be stuck to the skin of the subject and follow the movements of the latter without coming off. It can be stuck on an arm or a forearm for example. It is made of material(s) suitable for being in contact with the skin.
  • the device of the invention also comprises (just like the first embodiment) a mobile phone of the Smart phone type (not shown) equipped with a camera which acts as an RGB colorimeter.
  • the stamp 1 comprises a first layer 11 or layer of skin whose lower face 110 can be glued to the skin of the user.
  • This layer of skin also serves to attach the patch to the skin.
  • the skin layer 11 is made of a material capable of coming into contact with the skin of a subject, in particular a human. The same is true for the glue which covers its lower face 110.
  • the skin layer 11 comprises a central perforation or main perforation 113 whose surface is between 3.14 mm 2 and 12 mm 2 .
  • the skin layer 11 is permeable to water and vapor.
  • the patch 1 also comprises a microporous membrane 5 (absorbent layer) which comprises at least one dye or a mixture of water-soluble dyes and which changes color depending on the pH.
  • the microporous membrane 5 is covered with a transparent film 7 which is water and vapor proof.
  • Stamp 1 also comprises an intermediate layer which is formed, in this case, of a stack of three sub-layers 31, 32 and 33.
  • the three sub-layers 31, 32 and 33 are perforated in their center and their perforations are arranged facing each other and facing the perforation 113 of the skin layer 11 .
  • the perforations of the three sub-layers 31, 32 and 33 are identical and have a surface smaller than the surface of the perforation 113 of the skin layer 11.
  • the sub-layers 31, 32 and 33 are smaller than the skin layer 11 which means that the latter protrudes beyond the sub-layers 31, 32 and 33, all around the latter.
  • the film 7 seals the microporous membrane 5 and the intermediate layer on the skin layer 11 but does not cover the entire surface of the latter.
  • the zone of the skin layer 11 which is covered neither by the film 7 nor by the intermediate layer allows the vapor to pass through the skin layer and to evaporate from the patch into the ambient air.
  • the three sub-layers 31, 32 and 33 have decreasing vapor diffusion coefficients.
  • Layer 31 thus has a vapor diffusion coefficient CDV1 greater than that CDV2 of sub-layer 32.
  • Sub-layer 33 has a vapor diffusion coefficient CDV3 lower than CDV2.
  • the three sub-layers 31, 32 and 33 can be formed in porous membranes optionally reinforced with fibers, in particular polyolefin fibers or in woven, knitted or non-woven textiles, for example.
  • These textiles and membranes can be made of acrylate(s), acrylic, polyester(s), polyurethane.
  • the skin layer can be cut from a strip of polyurethane, one side of which is glued with acrylate glue suitable for contact with the skin.
  • the sub-layer 31 can be a layer of perforated acrylate type adhesive or a non-woven fabric, for example of polyester, one face of which is covered with acrylate adhesive suitable for contact with the skin.
  • the sub-layers 32 and 33 can be layers of acrylate adhesive reinforced with polyolefin fibers.
  • Patch 1 is stuck on the user's skin.
  • Perspiration is excreted in the form of liquid but also in the form of vapour.
  • perspiration is equated with water.
  • the liquid perspiration will pass through the skin layer 11, at the level of its perforation 113 but also over its entire surface because the skin layer 11 is permeable to water and vapor.
  • the vapor evaporates out of the device over the entire area of the skin layer 11 which is not covered by the film 7 and/or the intermediate layer.
  • liquid and vapor transpiration pass through the perforation 113 and the vapor to a lesser extent through the sub-layers 31, 32 and 33 of the intermediate layer. Since the sub-layers 31 to 33 have a decreasing vapor diffusion coefficient, they act as a vapor barrier and only liquid transpiration passes through the central perforations of the sub-layers 32 and 33. When the liquid transpiration fills the perforation of the sub-layer 33, it comes into contact with the microporous membrane 5. It penetrates into the latter and elutes the dye or the mixture of water-soluble dyes contained in the microporous membrane 5.
  • the perspiration-dye(s) mixture continues to migrate in the thickness of the microporous membrane 5 and forms a halo/spot on the upper surface of the latter, which is located under the transparent film 7.
  • the halo or spot formed and the method of determining the amount of perspiration will be more amply described with reference to FIG. 4.
  • the skin layer 11 comprises a central perforation 113 and 8 other groups 115 of perforations surrounding the central perforation 113 and remote from the latter towards the free edge of the skin layer 11 .
  • the skin layer 11 is surmounted by a first waterproof sub-layer 21 .
  • a microfluidic evacuation circuit 23 is provided in this sub-layer.
  • the underlayer 21 is perforated to form this evacuation circuit 23 which is in two parts. A part of the evacuation circuit 23 opens above the perforations 115 formed in the skin layer 11 around the central perforation 113.
  • the other part opens above the other groups of perforations 115 located near the free edge of the underlayer 21 .
  • the two parts of the circuit do not communicate with each other.
  • Circuit 23 is therefore thus an open circuit which conducts the liquid/vapor perspiration which passes through the layer of skin 11 towards the exterior of the patch 1 .
  • the intermediate layer comprises an under-layer 31 of waterproof material.
  • the underlayer 31 is perforated in its center.
  • the under-layer 34 which covers the under-layer 31 is made of a waterproof material.
  • This sub-layer 34 comprises a microfluidic storage circuit 35.
  • This microfluidic storage circuit 35 is closed. It opens at the level of the central perforation of the under-layer 31 then extends along the perimeter of the under-layer 31 in a channel opening into storage cavities 36.
  • the under-layer 34 is covered with a third sub-layer 37 which is watertight at least on its lower face (that is to say the face adhering to the sub-layer 34).
  • the third sub-layer 34 comprises 8 perforations which are arranged opposite the storage cavities 36 of the second sub-layer 34.
  • the upper face of the sub-layer 34 comes into contact with the membrane 5, which is covered by the film Transparency 7 (not shown).
  • the skin layer 11 and the other sub-layers 31 to 37 have the same surface and are stacked and glued on
  • patch 1 is applied to the subject's skin. Liquid and vapor phase perspiration passes through the skin layer 11 . It accumulates in the liquid state in the evacuation circuit 23 of the first sub-layer 21 then exits through the channels opening out at the level of the free edge of the sub-layer 21 . At the level of the central perforation 113, only, the water migrates through the perforation of the sub-layer 31 and reaches the storage circuit 35. The storage circuit 35 fills up as perspiration occurs. At each storage cavity 36, the water passes through the last sub-layer 37 gradually. As soon as a storage cavity is filled, the water in this cavity passes through the last layer and penetrates into the microporous membrane 5. A halo then forms at the level of the filled storage cavity 36. The number of halos and their size indirectly indicate the amount of perspiration excreted.
  • a third embodiment will be described with reference to FIG. 5.
  • This embodiment is a variant of the second embodiment.
  • only the sub-layers 34 and 37 are different.
  • Underlayer 34 has a larger central perforation which also serves as water storage. This perforation communicates via two channels to two lateral storage zones 351 and 352 which store the water.
  • the storage circuit 35 therefore has a shape different from the embodiment shown in FIG. 4.
  • the last sub-layer 37 has a single central perforation of the same surface as that of the sub-layer 31.
  • this variant is the same as that described with reference to the second embodiment.
  • the only difference is that only a halo forms at the level of the microporous membrane, opposite the central perforation of the skin layer 11 and the sub-layers 31, 34 and 37, which all communicate with each other. others vertically, as in all embodiments of the invention.
  • the size and/or color of the halo helps determine the amount of perspiration excreted.
  • FIG. 6 it can be seen that the halo has a zone close to the perforation of the last sub-layer which has a color different from that of the microporous membrane. This different colored area is surrounded by a darker halo of the same color as the dye or dye mixture included in the microporous membrane. The shade is darker.
  • This dark halo corresponds to the elution front of the dye without change in pH.
  • This area has more dye than the rest of the membrane surface.
  • the central zone has changed color due to the pH of the perspiration which is different from that of the microporous membrane.
  • the microporous membrane being asymmetrical, small molecules such as water will quickly pass through it. Larger molecules, such as lactates which are contained in perspiration will be retained in the membrane and modify its pH.
  • the dye not eluted by the water and still present in the membrane will change color. The change in color is therefore indicative of the presence of lactates in perspiration.
  • the colorant or colorant mixture is skillfully chosen to change color upon change in pH due to lactate retention.
  • the pictograms in the form of a black drop which decorate the black frame surrounding the membrane 5 covered by the film 7 are optical information which make it possible to trigger the dedicated application when photographing the patch of the invention.
  • stamp 1 is identified. Once the patch or stamp 1 has been identified, several photos are taken to constitute a sample. Based on these photos, a number of reflection detection analyses, geometric transformations and resizings are carried out in order to correct the problems with the angles of view as well as the orientation. The dimensions and position of the various elements of stamp 1 are standardised/calibrated in order to be able to determine the analysis zone (the zone comprising the halo) of the other zones of stamp 1 .
  • the image of this zone is filtered and then binarized.
  • the gradient of each pixel of this zone is calculated using all the pixels of its close vicinity. This makes it possible to give a set of values corresponding to an identical direction and intensity of color. This method makes it possible to identify the different fronts formed by the liquid in the membrane and which correspond to the different colored areas of the areola.
  • the pixels contained in the zone described by the line of demarcation of the front are extracted.
  • the different surfaces of these zones are calculated, then the different colors are segmented by k-means type clustering methods.
  • the color zones and their density are obtained with precision.
  • the values obtained are compared with experimental values and the following are deduced therefrom: the quantity of perspiration excreted and the concentration of lactates by analysis of the relative surface occupied by the zone discolored by the lactates.
  • stamp 1 comprises an antenna 9 placed under film 7 and which connects two opposite sides of the microporous membrane 5.
  • This antenna 9 is used to measure the conductance of the sweat soaking the microporous membrane 5. The conductance makes it possible to determine the concentration of electrolytes in the sweat.
  • Antenna 9 is formed of a fine metal circuit; it is flexible like the rest of the patch and thus allows good adhesion of the patch to the skin of the user.
  • An RFID or NFC chip (not shown) is connected to the antenna 9 and makes it possible to record the values of the conductance of the reactive zone according to the signal sent by the mobile telephone to the antenna 9.
  • This antenna can be arranged at the level of the other layers of the stamp, provided that the layer or sub-layer is effectively rendered conductive due to the presence of perspiration on its surface, in its thickness or in the microfluidic circuit which it comprises.
  • the present invention also relates to all the patches which are combinations of microfluidic circuits placed in or under the first layer and/or drainage circuit and/or liquid perspiration storage circuit placed under the absorbent layer.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Endocrinology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
  • Cosmetics (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un dispositif de recueil d'une fraction de la transpiration excrétée par un sujet, ledit dispositif étant du type comprenant un timbre (1) multicouche comportant : - une première couche (61, 62, 4) comportant au moins une bouche de captation de la transpiration (611) et une ouverture de transfert (41); - une couche absorbante (5) hydrophile, disposée au-dessus de ladite première couche et communiquant avec le milieu extérieur, ainsi que communiquant avec ladite première couche par ladite ouverture de transfert (41); - un film éventuellement transparent (7), étanche à l'eau et à la vapeur qui recouvre au moins la face supérieure de ladite couche absorbante (5); et en ce que ledit dispositif comporte, des moyens de régulation (6) du débit de transpiration à l'état liquide et/ou vapeur pénétrant dans ladite couche absorbante (5).

Description

Description
Titre de l'invention : Dispositif de recueil d’une fraction de la transpiration excrétée par un sujet
La présente invention concerne un dispositif de recueil d’une quantité de transpiration excrétée par un sujet, notamment par les glandes sudoripares eccrines du sujet, et permettant éventuellement la mesure d’au moins un paramètre de la transpiration.
La mesure par exemple, de la quantité de la transpiration excrétée peut s’avérer utile pour les sportifs et de manière plus générale pour toutes personnes qui ont besoin de connaître le volume d’eau qu’ils perdent lors d’un épisode de transpiration déclenché par le système de thermorégulation du corps. Cette mesure permet de surveiller leur niveau d’hydratation. Par ailleurs, l’analyse de la composition de la transpiration peut également servir au diagnostic de certaines maladies ou anomalies, à travers, par exemple, la détermination de la concentration en différents ions et composés organiques contenus dans la transpiration.
La publication de Koh et al, intitulée «A soft, wearable microfluidic device for the capture, storage, and colorimétrie sensing of sweat» publiée le 23 novembre 2016 dans le 8ième volume de la revue « Science Translational Medecine » (366ra165 (2016)), décrit un dispositif qui permet de doser par colorimétrie le glucose, le lactate, les ions chlorure et les ions hydronium (pH). Ce dispositif permet également de déterminer la quantité totale transpirée, la vitesse de sudation et ses variations.
Ce dispositif comporte un patch souple ou timbre qui intègre un circuit micro fluidique, lequel débouche par des canaux séparés au niveau de quatre chambres, contenant chacune un réactif permettant le dosage par colorimétrie, respectivement du glucose, du pH, du lactate et des ions chlorure. Ces réactifs sont par ailleurs connus pour cette utilisation. Le circuit micro fluidique est formé dans une couche de poly diméthyle siloxane (PDMS). Le circuit micro fluidique est fixé sur la peau par une couche adhésive perforée qui laisse passer la transpiration. Une puce RFID, isolée du circuit micro fluidique équipe le patch et permet la communication avec un téléphone mobile intelligent. Le fonctionnement du dispositif précité est le suivant : on applique le patch de manière à ce que la couche adhésive soit en contact avec la peau du patient. La sueur excrétée entre dans le circuit micro fluidique et le remplit. Elle pénètre au niveau des chambres contenant les réactifs : sa couleur change au contact de chacun des réactifs. L’obtention des résultats se fait à l’aide d’un téléphone portable. Le seul fait d’approcher un téléphone portable du patch enclenche la prise d’images de la part du téléphone portable, lequel détermine l’absorbance de chacune des zones du circuit micro fluidique. L’absorbance étant corrélée à la concentration du soluté réagissant avec le réactif, on en déduit, classiquement, la concentration en soluté de la sueur.
La mesure de l’angle du front de remplissage du circuit micro fluidique (le front correspond au changement de coloration) par le téléphone portable permet de déterminer le volume de sueur collecté ce qui permet de calculer la quantité totale de sueur excrétée et en fonction du temps de mesure, la vitesse de sudation.
La publication « Adhesive RFID sensor patch for monitoring of sweat electrolytes » de Daniel P. Rose et al, publiée en juin 2015, dans le n°6 du volume 62 de la revue IEEE transactions on biomédical engineering, pages 1457-1465, décrit, elle, un dispositif qui permet de mesurer la quantité d’ion Na+ contenus dans la transpiration. Ce dispositif comporte un patch qui comprend un adhésif poreux recouvert d’une feuille découpée de polyamide. Cette feuille trouée comporte une antenne qui entoure le trou et qui est formée par une mince couche de cuivre. Dans le trou se situe un papier micro-fluidique découpé au laser qui définit une enceinte de récupération. Les deux bornes de l’antenne sont disposées au niveau de cette enceinte de récupération. Une puce est disposée au- dessus de l’antenne et recouverte d’un film poreux aux gaz.
Le patch est fixé sur une partie du corps d’un patient. La transpiration excrétée par le patient passe à travers l’adhésif poreux et se répand dans le circuit micro fluidique. Quand la transpiration remplit l’enceinte de récupération, on approche un téléphone portable de l’antenne précitée, lequel envoie une onde électromagnétique qui génère un courant induit dans l’antenne. La mesure de la conductance de la transpiration contenue dans l’enceinte permet de déduire la concentration en chlorure de sodium de la transpiration du sujet. Les dispositifs précités récupèrent la transpiration sous forme liquide. Or, il s’avère en pratique, notamment lorsque le sujet effectue un effort physique, que la transpiration se trouve également sous forme vapeur ; le corps étant chaud, la sueur liquide se transforme rapidement en vapeur. Les patchs ou timbres précités ont donc tendance à se décoller et sont difficiles d’utilisation, soit par temps chaud, soit lorsque l’utilisateur produit un effort physique prolongé. Par ailleurs, il est difficile d’obtenir un front net car le circuit micro fluidique contient de la vapeur qui se condense ça-et-là sur les parois, rendant également la mesure de l’avancée du front difficile.
De plus, il a été constaté que la surface de captation de la transpiration doit être suffisamment importante pour pouvoir recueillir la transpiration excrétée par plusieurs glandes sudoripares eccrines, de préférence au moins dix afin de minimiser les risques d’erreur. La quantité de transpiration secrétée remplit alors rapidement les canaux micro- fluidiques, lesquels doivent alors être très longs.
Il s’avère également que lorsque le canal micro-fluidique est long, la transpiration émise au niveau du point de collecte du canal ou « inlet » a de plus en plus de mal à pousser la transpiration contenue dans le canal au fur et à mesure que celui-ci se remplit. Il s’ensuit que la glande sudoripare ne peut plus facilement excréter la transpiration. Son fonctionnement est altéré : elle ne secrète plus de transpiration ou en tout cas plus avec la même cinétique ; elle peut également être endommagée et éclater sous la pression de la transpiration qu’elle contient mais qu’elle ne parvient plus à excréter. De même, la taille du patch ou du timbre qui collecte la sueur dans un canal micro fluidique et proportionnel à la taille du point de collecte et à la longueur du canal servant à stocker la sueur (par étalement dans le canal micro fluidique) et mesurer la quantité ainsi collectée. Ces dispositifs ont donc une surface d’un centimètre carré à plusieurs dizaines de centimètres carrés, non respirante, qu’il faut fixer sur le corps de façon durable (au minimum une heure). Le plaquage d’une surface trop importante et non respirante sur la peau peut également poser de nombreux problèmes. Par exemple, les problèmes liés à la sueur qui s’accumule sous le patch et pouvant éventuellement s’introduire dans le trou de collecte et fausser la mesure, ou encore étouffer, potentiellement jusqu’à éclatement (selon le type d’adhésif et la durée d’utilisation) le fonctionnement des glandes sous l’ensemble de la surface du patch (rendant les prochains patchs impossible à remettre au même endroit alors que par principe un individu doit placer le patch toujours au même endroit séances après séances). Afin de limiter ces problèmes, les points de collecte de la sueur ou inlet du canal micro fluidique sont petits ce qui limite le nombre de glandes échantillonnées et donc la précision de la mesure. Cependant même avec un petit point collecte (entre 0,03 cm2 et 0,12 cm2) la longueur du canal micro fluidique reste important (entre 40 cm et plusieurs mètres) par conséquent le patch garde une surface non respirante importante en contact avec la peau.
La présente invention a pour but de proposer un dispositif permettant de remédier à tout ou partie des inconvénients précités liés aux dispositifs de l’art antérieur.
Un but particulier de la présente invention est de proposer un dispositif qui permet de mesurer le volume de sueur collecté, au moyen d’une tache ou d’une auréole facilement détectable et lisible par des moyens de mesure qui peuvent détecter le contour et/ou les couleurs de cette dernière.
Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif qui peut être utilisé par un utilisateur effectuant une activité physique ou plus généralement transpirant par activation du système de thermo régulation du corps (climat, travail intense, travail en tenue de protection, maladies hormonales, sudation nocturne).
Un autre but de l’invention est de proposer un dispositif qui permet de détecter la présence de lactates dans la transpiration et qui permet éventuellement le dosage de ces derniers.
La présente invention concerne un dispositif de recueil d’une fraction de la transpiration excrétée par un sujet, ledit dispositif étant du type comprenant un timbre souple, lequel comprend une face inférieure, ledit dispositif comportant des moyens de fixation dudit timbre contre la peau dudit sujet.
De manière caractéristique, selon l’invention, ledit timbre est un timbre multicouche et il comporte:
- une première couche dont la face inférieure forme au moins partiellement la face inférieure dudit timbre, ladite première couche comportant au moins une perforation définissant une bouche de captation de la transpiration apte à être mise en contact direct avec la peau du sujet et une ouverture de transfert ; - une couche absorbante hydrophile, disposée au-dessus de ladite première couche et communiquant avec le milieu extérieur, ladite couche absorbante communiquant avec ladite première couche par ladite ouverture de transfert ;
- un film éventuellement transparent, étanche à l’eau et à la vapeur qui recouvre au moins la face supérieure de ladite couche absorbante, et, en outre, des moyens de régulation du débit de transpiration à l’état liquide et/ou vapeur pénétrant dans ladite couche absorbante et des moyens d’évacuation de l’air contenu dans ladite couche absorbante vers l’extérieur dudit dispositif.
La Demanderesse a en effet constaté que la régulation du débit de transpiration pénétrant dans la couche absorbante permet de ne pas perturber les glandes sudoripares du sujet. La Demanderesse a de plus constaté qu’en cas d’effort physique intense, la majorité de la transpiration est rapidement sous forme vapeur. Elle a de plus constaté que le débit de transpiration pénétrant dans la couche absorbante doit être régulé afin d’éviter la saturation trop rapide de cette dernière. Cette dernière absorbe la transpiration liquide par capillarité dû fait de ses pores ouverts. Lorsque la couche absorbante est saturée, elle ne peut plus recueillir de transpiration. Il s’ensuit que le dispositif ne peut pas être utilisé pour des activités physiques trop intenses et/ou trop longues. Les moyens de régulation du débit de transpiration pénétrant dans la couche absorbante permettent d’utiliser une couche absorbante de surface relativement faible et de faible épaisseur même pour les activités physiques intenses ou longues car ils évitent la saturation rapide de la couche absorbante.
Les moyens d’évacuation de l’air de la couche absorbante permettent à cette dernière d’absorber par capillarité la transpiration, les pores se vidant de l’air qu’ils contiennent pour se remplir de transpiration.
La couche absorbante est de préférence une couche qui ne gonfle pas lors de l’absorption de la transpiration et qui ne change pas de taille.
On recueille ainsi une fraction de la transpiration excrétée, laquelle fraction peut servir, par exemple, à mesurer le volume total de transpiration secrété par le sujet ou la présence d’un ion ou composé dans la transpiration, notamment par la mesure d’une tache avec une auréole visible, et permettant une détection optique facile du volume de transpiration. Selon un premier mode de réalisation, lesdits moyens de régulation du débit comportent un canal micro-fluidique débouchant d’une part au niveau de ladite bouche de captation de la transpiration et d’autre part au niveau de ladite ouverture de transfert ménagée dans ladite première couche.
Le canal, une fois qu’il est rempli de transpiration liquide (c’est-à-dire environ par exemple, 15 minutes à 20 minutes après le début de l’effort physique), évite à la transpiration vapeur de pénétrer dans la couche absorbante ; celle-ci se recondense sous forme liquide. On obtient ainsi une tache ou auréole ayant un contour net et dont la surface est ensuite facile à déterminer.
Le canal micro fluidique est avantageusement ménagé dans l’épaisseur de ladite première couche. Cette dernière peut, par exemple, être formée de trois sous-couches empilées, la couche centrale comportant une découpe formant les parois verticales du canal.
La bouche de captation peut comprendre des lèvres élastiquement déformables aptes à venir au contact de la peau de l’utilisateur de manière à réaliser une connexion étanche à l’eau et à l’air entre la peau et ledit dispositif, au nveau de ladite bouche de captation.
Les moyens d’évacuation de l’air contenu dans ladite couche absorbante vers l’extérieur dudit dispositif peuvent comporter au moins une couche perméable à l’air, laquelle est en contact avec ladite couche absorbante et/ou un canal ouvert sur l’extérieur dudit dispositif et qui communique avec ladite couche absorbante.
Le canal micro-fluidique peut comporter une zone tampon permettant de stocker de la transpiration et ladite zone tampon peut communiquer avec ladite ouverture de transfert. Cette zone tampon permet de réguler le débit de transpiration liquide. Lorsqu’elle est située sous l’ouverture de transfert, le contact entre la transpiration contenue dans la zone tampon et la couche absorbante (lorsque cette dernière est disposée discrètement sur la première couche) s’effectue au niveau de la surface supérieure du volume de transpiration, ce qui permet une régulation fine en fonction du volume de la zone tampon.
Avantageusement, la bouche de captation est disposée à distance de ladite ouverture de transfert, selon un plan sensiblement horizontal parallèle aux couches empilées dudit timbre. La longueur du canal micro-fluidique peut être de l’ordre du centimètre même lorsque la bouche de captation présente une surface suffisante pour entourer au minimum une dizaine de glandes sudoripares (jusqu’à plus d’une cinquantaine).
A titre d’exemple, lorsque la bouche de captation présente une surface de 0,2 cm2 à 1 cm2, le canal peut avoir, par exemple, une longueur égale ou comprise entre 1 ,5 cm et 7 cm. Le recueil de la transpiration se fait principalement dans la couche absorbante.
La communication entre la couche absorbante et l’extérieur du timbre n’est pas limitée selon l’invention. Cette communication peut être directe ou indirecte.
Selon une variante du premier mode de réalisation, ladite première couche comporte, en outre, un canal d’évent qui débouche latéralement hors dudit timbre et qui relie une ouverture d’évent ménagée dans ladite première couche, ladite ouverture d’évent communiquant avec ladite couche absorbante. La couche absorbante peut être disposée sur la première couche dans ce cas l’ouverture d’évent débouche sous la couche absorbante.
Avantageusement, ledit canal d’évent forme au moins un méandre, ce qui permet de réduire l’évaporation de la transpiration dans la couche absorbante. En effet, du fait de la chaleur du corps, la transpiration à tendance à s’évaporer ; un contact trop direct avec l’air extérieur plus sec augmente cette évaporation ce qui nuit ensuite aux mesures effectuées sur la fraction de transpiration recueillie dans le dispositif de l’invention.
Le canal micro fluidique peut contenir un agent coloré hydrosoluble ou un réactif hydrosoluble apte à réagir avec la transpiration. Il est alors possible de colorer la couche absorbante sans la modifier, en particulier sans l’imprégner de composés chimiques aptes à réagir avec la transpiration. La transpiration liquide passant dans le canal va dissoudre l’agent coloré ou le réactif et l’emmener dans la couche absorbante, formant alors une tache, par exemple. Il est également ainsi possible d’augmenter le nombre de paramètres relatifs à la transpiration du sujet et mesurables à partir du dispositif de l’invention ou par ce dernier. On évite ainsi de mettre tous les réactifs ou agents de détection chimique dans la couche absorbante.
Selon un deuxième mode de réalisation des moyens de régulation du débit de transpiration liquide et/ou vapeur pénétrant dans la couche absorbante, éventuellement combinable avec le premier, ladite ouverture de transfert est en regard ou correspond avec ladite bouche de captation et lesdits moyens de régulation du débit comportent au moins une couche intermédiaire disposée entre ladite première couche et ladite couche absorbante et qui comporte une ouverture intermédiaire, de surface inférieure à la surface de ladite bouche de captation, ladite ouverture intermédiaire étant en regard de ladite bouche et de ladite ouverture de transfert et ladite première couche, présente un coefficient de diffusion de la vapeur CDV1 supérieur au coefficient de diffusion de la vapeur d’eau CVD2 de ladite couche intermédiaire et ladite couche intermédiaire est perméable à l’air et permet l’évacuation de l’air de ladite couche absorbante vers le milieu extérieur.
La couche absorbante est mise en communication avec le milieu extérieur par l’intermédiaire de la couche intermédiaire qui laisse passer l’air, notamment et par la bouche de captation qui correspond ou est en regard de l’ouverture de transfert.
Le timbre a le mérite de faire migrer la transpiration liquide initialement excrétée, verticalement en évitant que trop de transpiration vapeur n’entre dans la couche absorbante et s’y condense ensuite, saturant rapidement cette dernière ou formant des taches peu lisibles, au contour flou.
Selon un mode de réalisation, la couche intermédiaire comporte uniquement l’ouverture intermédiaire à l’exclusion de toute autre perforation ou ouverture. Ce mode de réalisation est adapté lorsque la couche intermédiaire comporte des sous-couches plus ou moins perméables à la vapeur.
Avantageusement, dans ce second mode de réalisation, la première couche s’étend autour de la couche absorbante et est conformée pour permettre le passage de la vapeur vers le milieu extérieur dudit timbre. L’évacuation de la vapeur évite de saturer la couche absorbante. Lorsque la première couche comporte une face inférieure adhésive, cette face fait office de moyens de fixation du dispositif sur la peau de l’utilisateur.
Avantageusement, la surface de l’ouverture intermédiaire est inférieure à celle de la bouche de captation ou à celle de l’ouverture de transfert afin de réduire le débit entrant vers la couche absorbante. La combinaison de la couche intermédiaire avec la première couche permet de réguler le débit de transpiration en évacuant une grande partie de la transpiration vapeur avant de condenser cette dernière plus loin du corps, en-dessous de la couche absorbante. Selon une variante de ce mode de réalisation des moyens de régulation du débit, ladite première couche comporte des perforations secondaires débouchant sous ledit timbre et lesdits moyens de régulation du débit comportent, en outre au moins une première sous- couche en matériau étanche à l’eau, disposée entre ladite première couche et ladite couche intermédiaire, ladite première sous-couche comporte un circuit de drainage de la transpiration qui relie lesdites perforations secondaires avec l’extérieur dudit timbre.
Ce circuit de drainage est également un circuit micro fluidique. La hauteur du canal varie avantageusement de 50 pm à 100 pm et sa largeur varie de 100 pm à 400 pm ou 600 pm, par exemple. Le circuit de drainage est un circuit ouvert.
Le circuit de drainage limite la quantité de transpiration liquide pénétrant dans la couche absorbante. La forme et la surface du circuit d’évacuation ne sont pas limitées selon l’invention. Il doit drainer la transpiration, liquide ou vapeur se condensant dans le circuit et provenant de la première couche vers les bords de la première sous-couche, lesquels sont à l’air libre et permettent ainsi l’évaporation dans l’air de la transpiration.
La couche intermédiaire peut comporter au moins deux sous-couches ayant des coefficients de diffusion de la vapeur différents et décroissants, la sous-couche en contact avec ladite première couche présentant un coefficient de diffusion de la vapeur supérieure à celui de la sous-couche en contact avec ladite couche absorbante. Dans ce mode de réalisation, toutes les sous-couches présentent une perforation ou ouverture principale identique et toutes les perforations sont disposées les unes sur les autres.
Un empilement de telles sous-couches permet d’éviter que la vapeur reste en contact avec la peau et éloigne ou décolle le timbre de la peau, nuisant ainsi à la captation de la transpiration. La couche absorbante peut, elle réagir avec la vapeur. Néanmoins, si la vapeur vient au contact de la couche absorbante, de petites taches se forment, sans front distinct ; celles-ci peuvent gêner les mesures effectuées ultérieurement sur la tache. Il peut être préférable de limiter le contact entre la couche absorbante et la vapeur.
Selon une variante des moyens de régulation du débit de la transpiration liquide et/ou vapeur, la couche intermédiaire comporte au moins trois sous-couches, une première sous-couche en matériau étanche à l’eau et comportant une perforation principale disposée au-dessus de l’ouverture de transfert de ladite première couche , une deuxième sous-couche également étanche à l’eau, disposée sur ladite première sous-couche et qui forme un circuit de stockage de la transpiration , ledit circuit de stockage est isolé de l’extérieur dudit timbre et met en communication ladite perforation principale ménagée dans ladite première sous-couche avec la surface inférieure d’une troisième sous-couche , ladite troisième sous-couche est également en matériau étanche à l’eau au moins sur sa face inférieure, ladite troisième sous couche comporte au moins une perforation principale qui met en communication ledit circuit de stockage de l’eau avec la face inférieure de ladite couche absorbante.
Dans ce mode de réalisation, la transpiration liquide est stockée dans un circuit de stockage puis mise au contact avec la couche absorbante en des zones déterminées définies par des perforations ménagées dans la troisième sous-couche. On définit ainsi la taille et le nombre des auréoles/taches qui vont servir, par exemple, à la détermination de la quantité de transpiration excrétée.
Avantageusement, la perforation principale de ladite troisième sous-couche est disposée au-dessus de ladite perforation principale de ladite première sous-couche.
Le circuit de stockage peut être formé en découpant la sous-couche, le fond du circuit étant formé par la surface de la couche situé en-dessous et le circuit étant recouvert par la couche située au-dessus. Ceci est valable également pour le circuit de drainage. Un circuit fermé est un circuit qui ne communique pas directement avec le milieu extérieur. Le circuit de stockage peut être micro fluidique ou non. Il peut avoir une dimension de l’ordre du millimètre ou plus.
Selon une variante, la deuxième sous-couche comporte une perforation principale de surface supérieure à celle de la perforation principale de ladite première sous-couche et à celle de ladite troisième sous-couche. Cette perforation sert également au stockage de la transpiration liquide.
Quel que soit le mode de réalisation, lesdites couches et les éventuelles sous- couches dudit timbre sont solidaires les unes des autres et sont en particulier collées les unes sur les autres. Quel que soit le mode de réalisation, Les couches et les éventuelles sous-couches sont choisies indépendamment les unes des autres parmi les feuilles d’acrylate, de polyester, d’acrylique et parmi les empilements d’au moins deux ou trois desdites feuilles.
Quel que soit le mode de réalisation, la couche absorbante peut être une membrane microporeuse ou nanoporeuse asymétrique. Avantageusement, ladite couche absorbante comporte des pores ouverts dont la section varie en fonction de l’épaisseur de ladite couche. La section des pores peut avantageusement diminuer selon l’épaisseur de la couche. Ainsi, si l’extrémité des pores ayant la section la plus grande est disposée vers la première couche, il est possible de bloquer les grosses molécules telles que les lactates dans la couche absorbante ; l’eau qui est une molécule plus petite migrant jusqu’à la surface de la couche absorbante située sous le film transparent.
Le film hydrophobe et imperméable est transparent quand la détermination d’un paramètre est effectuée par la mesure de la taille et/ou de la couleur d’une tache. Le terme « membrane poreuse » désigne une feuille souple pouvant être pliée ou courbée et présentant des pores débouchant, permettant le phénomène d’absorption par capillarité.
Avantageusement, quel que soit le mode de réalisation, la couche absorbante contient un réactif apte à réagir chimiquement avec la transpiration en changeant de couleur ou en modifiant la résistance électrique de ladite couche absorbante. Le dispositif permet alors de mesurer soit optiquement soit électriquement un paramètre qui peut être ensuite corrélé avec une caractéristique de la transpiration excrétée pouvant être, par exemple, son volume, son pH ou sa composition.
Ainsi, le dispositif peut comporter des électrodes disposées de manière à pouvoir mesurer la résistance électrique de ladite couche poreuse.
Le dispositif peut également comporter en outre, un circuit métallique souple formant une antenne et une puce inscriptible de type RFID ou NFC reliée à ladite antenne, ladite antenne entoure ladite couche absorbante ou lorsqu’elle est présente, ladite première sous-couche formant ledit circuit de drainage, les deux extrémités de ladite antenne sont électriquement connectées à des bords opposés de ladite couche absorbante ou dudit circuit de drainage. Cette antenne permet de déterminer la conductance de la transpiration et donc sa concentration en espèces ioniques, notamment en sodium.
Avantageusement, ledit film transparent comporte ou laisse apparaître des informations optiques aptes à déclencher une application dédiée lorsqu’il est détecté par un appareil de lecture.
Avantageusement, le dispositif de l’invention comporte des moyens de mesure de la surface et/ou de la couleur de la tache formée par la transpiration à la surface de ladite couche absorbante, sous ledit film étanche et lesdits moyens de mesure permettent de corréler la surface de la tache et/ou son changement de couleur et/ou l’intensité de ladite ou desdites couleurs de ladite tache avec au moins une information choisie parmi : le volume de transpiration excrété par le sujet, la concentration en au moins un composé ou ion choisi parmi les lactates, les nitrates, le sodium, le potassium, le calcium, le magnésium, l’acide acétique, l’acide propionique, l’acide butyrique et l’acide urique.
Ces moyens de mesure peuvent être intégrés à un téléphone mobile de type « smartphone ».
Avantageusement, lesdits moyens de lecture comportent, en outre un relai d’alimentation à distance de ladite puce avec une fréquence donnée et lesdites informations optiques sont également aptes à déclencher lors de leur lecture par ledit lecteur optique l’alimentation électrique de ladite puce par ledit relai d’alimentation à ladite fréquence donnée.
Les moyens de fixation du timbre ne sont pas limités selon l’invention. Selon un mode de réalisation particulier, les moyens de fixation sont perméables au gaz et notamment à la vapeur. Ils permettent ainsi à la transpiration de s’évaporer autour du timbre et évitent d’endommager les glandes sudoripares ;
Les moyens de fixation peuvent comporter un brassard élastiquement déformable sur lequel ledit timbre est monté, ledit brassard comportant un passage pour ledit canal micro fluidique et ladite bouche de captation est disposée sur la face opposée à celle sur laquelle se trouve la couche absorbante.
Les moyens de fixation dudit timbre peuvent également comporter une feuille souple éventuellement adhésive et ladite feuille est fixée sous ladite première couche et dépasse autour de cette dernière, ladite feuille comporte un passage pour ledit canal micro-fluidique et ladite bouche de captation est disposée de l’autre côté de ladite feuille par rapport à ladite couche absorbante. La feuille est de préférence perméable aux gaz pour éviter de se décoller du fait de la transpiration. Elle est avantageusement adhésive ce qui peut éviter l'utilisation du brassard en même temps que la feuille.
La présente invention concerne également un procédé de détermination de la quantité de sueur excrétée par un sujet selon lequel :
- on fixe sur la peau du sujet un timbre souple selon la présente invention,
- on amène le sujet à transpirer jusqu’à l’apparition d’une tache visible à travers ledit film transparent ;
- on photographie la surface de ladite couche absorbante apparente à travers ledit film transparent ;
- on réalise une image calibrée de ladite couche absorbante ;
- on binarise ladite image calibrée de manière à la diviser en pixels ;
- on calcule le gradient de couleur de chaque pixel dans le système RVB de manière à identifier la tache formée par la diffusion de la transpiration dans la couche absorbante ;
- on extrait les pixels contenus dans la zone définie par le front de diffusion de la transpiration ;
- on détermine les couleurs de cette zone dans le système RVB, leur densité et les surfaces qu’elles occupent chacune ;
- on compare avec les données contenues dans une base de données les valeurs de surface, couleur et densité obtenues de manière à déterminer la quantité de sueur excrétée et éventuellement la concentration en lactates lorsque ladite couche absorbante contient au moins un colorant apte à changer de couleur lors de la modification de pH de la transpiration du fait des lactates, la tache comportant alors plusieurs couleurs. Définitions
Le coefficient de diffusion de la vapeur correspond au coefficient de diffusion de la vapeur d’eau. Il est mesuré de la manière suivante : on ferme hermétiquement l’ouverture d’un récipient contenant un volume connu d’eau avec la membrane microporeuse ou couche dont il faut mesurer le coefficient de diffusion de la vapeur. La surface de l’ouverture est connue. La colle qui sert à coller la membrane ou couche sur le récipient est étanche à l’eau et à la vapeur. On place l’ensemble à 37°C pendant 24 heures à pression atmosphérique. On mesure ensuite le niveau d’eau. La différence de volume observée correspond au volume d’eau liquide qui a traversé la membrane sous forme vapeur pendant 24 heures. Le coefficient s’exprime donc en g.rrr2.j-1.
Le « terme coefficient de diffusion de la vapeur » désigne donc le coefficient de diffusion de la vapeur d’eau mesuré à 37°C et à pression atmosphérique, selon la méthode précitée.
Le terme « eau » désigne l’eau liquide.
Le terme vapeur désigne la vapeur d’eau.
Le colorant est avantageusement choisi parmi les colorants alimentaires, tels que la chlorophylle, les chlorophyllines, la norbixine et l’astaxanthine, l’extrait de crajirule, le crésol, le 3-méthylphenol, le 2-chloro-4-[3-(3-chloro-4-hydroxyphenyl)-1 ,1 - dioxobenzo[c]oxathiol-3-yl]phenol, 2-chloro-4-[3-(3-chloro-4-hydroxyphenyl)-1 , 1 - dioxobenzo[c]oxathiol-3-yl]phenol, le 4,4 ' -(1 ,1 -Dioxido-3H-2,1 -benzoxathiole-3,3- diyl)bis(2-bromo-6-isopropyl-3-methylphenol), le 3,3’-dibromosulfone galleine, le 3’, 3"- dibromo-p-xylenolsulfonphthaleine, le bleu de bromophénol, la phénolphtaléine, 3,3- Bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)-1 (3H)-isobenzofuranone, le vert de bromocrésol, le bleu de bromothymol, la phtalocyanine de cuivre (II), les anthocyanosides et leurs dérivés, en particulier les bétacyanines, la curcumine, les caroténoïdes dont le béta carotène (forme trans), les flavonoïdes, en particulier la catéchine, la quercétine, l’apigénine et la lutéoline.
De préférence, on choisit un mélange de colorant dont un colorant change de couleur à pH 7 et l’autre change de couleur à pH inférieur à 5.5. Par exemple, on utilise un mélange de vert de bromocrésol et de bleu de bromothymol. Ce mélange permet de bien imprégner la membrane microporeuse hydrophile et change de couleur à pH = 7 et à pH inférieur à 5.5. Il permet d’indiquer par ses deux changements de couleur le passage de l’eau et le passage de lactates dans la membrane micro poreuse (couche absorbante). On définit selon la présente invention, un canal micro fluidique comme étant un canal présentant au moins une dimension de l’ordre du micromètre. Le canal peut avantageusement être ménagé dans un matériau hydrophobe. Le canal comporte un fond, deux, trois ou quatre parois verticales. Il peut comporter un plafond ; il forme alors une cavité éventuellement ouverte sur l’extérieur par des ouvertures ménagées dans le fond, le plafond et/ou les parois verticales.
La couche absorbante n’est pas limitée selon l’invention. Il peut s’agir d’une membrane poreuse hydrophile en PVDF, d’une membrane en polypropylène rendu hydrophile par greffage, par exemple, d’une membrane en poly sulfone ou en polyéther sulfone.
Avantageusement, la couche absorbante qui a une porosité asymétrique est une membrane en poly sulfone ou en polyéther sulfone. La Demanderesse a constaté que de telles membranes étaient faciles à imprégner de colorant(s) hydrosoluble et en particulier de vert de bromocrésol et/ou de bleu de bromothymol. Une telle membrane imprégnée du mélange de colorant reste stable et ne change pas de couleur tant que le patch n’est pas utilisé. Les colorants restent homogènement répartis dans la membrane microporeuse sans altération de cette dernière. Une telle membrane de gonfle pas et ne change pas de taille.
L’Homme du Métier est à même de déterminer les épaisseurs des différentes couches et sous-couche ainsi que leur porosité et leur coefficient de diffusion de la vapeur par des expérimentations de routine afin de déterminer quelle combinaison est préférable dans le cas de la transpiration.
Néanmoins, c’est le mérite de la Demanderesse que d’avoir montré que l’on obtient un timbre parfaitement soudé qui permet d’obtenir au moins une tache lisible formée par contact d’eau avec la membrane colorée lorsque l’on régule le débit de transpiration entrant dans la couche absorbante. La première couche en contact avec la peau a avantageusement une épaisseur sensiblement égale ou supérieure à 50pm et inférieure ou égale à 120pm (couche d’adhésif compris). La couche intermédiaire éventuellement formée des sous-couches présente une épaisseur sensiblement égale ou supérieure à 100pm et sensiblement égale ou inférieure à 300pm (épaisseur de la couche adhésive éventuellement liée à la couche ou sous-couche comprise). Les valeurs des épaisseurs précitées sont avantageusement couplées aux coefficients de diffusion de la vapeur suivants : la couche inférieure présente un coefficient de diffusion de la vapeur supérieur à 3000g/m2/j. La couche intermédiaire présente un coefficient de diffusion de la vapeur sensiblement égal ou supérieur à 300g/m2/j et sensiblement égal ou inférieure à 1200 g/m2/j qu’elle soit mono couche ou formée de plusieurs sous-couches. Les épaisseurs et coefficients de diffusion de la vapeur précités permettent d’obtenir un timbre de faible épaisseur et souple qui suit bien les mouvements du corps de l’utilisateur et ne se décolle pas.
La première couche présente un coefficient de diffusion de la vapeur de l’ordre de 2, 2,5 ou 3 fois le plus grand coefficient de diffusion de la vapeur des sous-couches formant la couche intermédiaire.
Le sujet n’est pas limité selon l’invention. Il peut s’agir d’un humain ou d’un animal.
La présente invention, ses caractéristiques et les avantages qu’elle procure apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit de trois modes de réalisation et d’une variante, présentés à titre d’exemples non limitatifs et qui font référence aux dessins annexés dans lesquels :
- La [Fig. 1] représente une vue en perspective et en éclaté d’un premier mode de réalisation de l’invention ;
- La [Fig. 2] représente une vue de dessus du dispositif de la Fig. 1 ;
- la [Fig. 3] représente une vue en perspective et en éclaté d’un deuxième mode de réalisation du timbre de l’invention ;
- la [Fig. 4] représente une vue en perspective et en éclaté d’un troisième mode de réalisation du timbre de l’invention ;
- la [Fig. 5] représente une vue du dessus des deux dernières couches disposées avant la couche absorbante d’une variante de réalisation du troisième mode de réalisation ;
- la [Fig. 6] représente une photographie de la tache formée au niveau de la face supérieure de la membrane microporeuse (couche absorbante) par la transpiration, cette tache étant analysée par le smart phone équipé d’un appareil photographique ;
- la [Fig. 7] représente une membrane microporeuse (couche absorbante) équipée d’une antenne permettant de déterminer la conductance de la transpiration.
En référence à la Fig. 1 , le dispositif de l’invention comporte un timbre souple 1. Ce timbre est formé d’un empilement de couches solidaires les unes des autres mais n’ayant pas toutes la même forme. Sur la Fig. 1 , les couches sont représentées de la couche la plus proche de la peau du sujet vers la couche la plus éloignée du sujet lorsque le timbre est appliqué sur la peau du sujet. Dans ce mode de réalisation, le dispositif comporte une feuille de fixation 81 perméable aux gaz et qui comporte une face inférieure adhésive, laquelle sera collée sur la peau du sujet. La feuille de fixation 81 comporte un passage 810 formant un trou ou un volet qui permet le passage du canal micro fluidique, comme expliqué ultérieurement.
En référence à la Fig. 1 , le canal micro fluidique 6 est formé de trois sous-couches en matériaux hydrophobes. Le fond du canal micro fluidique est formé par une sous- couche 61 qui comporte une patte 610 terminée par une ouverture ou bouche de captation 611 entourée d’une lèvre élastiquement déformable (non représentée). Les parois du canal sont formées par une seconde sous-couche 62 qui comporte une micro découpe 620, rectiligne dans le mode de réalisation représenté. La découpe rectiligne 620 débouche dans une découpe 623 de même forme et disposée en regard de la bouche 611 et dans une zone tampon 65. La seconde sous-couche 62 comporte également un second canal 622, distinct du premier canal 610. Ce second canal 622 sert d’évent à la couche absorbante 5. Le second canal 622 débouche à l’extérieur de la seconde couche 62 et débute au niveau d’une perforation d’aération 621 . La sous-couche 62 forme les parois verticales du canal micro-fluidique et donc l’épaisseur de ce dernier.
La troisième sous-couche fermant le canal micro fluidique est la couche barrière 4 qui est hydrophobe et imperméable aux gaz et aux liquides. Cette couche barrière 4 comporte une ouverture de transfert 41 qui est placée au-dessus de la zone tampon 65 et une ouverture d’évent 420 disposée en regard de la perforation d’aération 621 de la seconde sous-couche 62. La couche barrière comporte une patte 410 qui vient fermer le dessus de la découpe 620 et le dessus de la découpe 623.
Ainsi, les couches empilées 61 , 62 et 4 forment la première couche du timbre. Toutes les sous-couches 61 , 62 et 4 sont en matériaux hydrophobe et étanche aux liquides, notamment à l’eau.
La couche absorbante 5 est disposée sur la couche barrière 4. Un film étanche et transparent 7 recouvre la couche absorbante 5 et s’étend sur la couche 4, en recouvrant la patte 410.
La Fig. 2 représente une vue du dessus du timbre 1 . Les canaux 6 et 622 sont représentés en traits pointillés puisqu’il se trouvent dans l’épaisseur du timbre 1 ou sous ce dernier. On voit sur la Fig. 2 que la bouche de captation 611 est éloignée de la couche absorbante 5 et que cette dernière communique avec l’extérieur du timbre 1 par le canal d’évent 622.
Le mode de fonctionnement de ce dispositif va être décrit en référence aux figures 1 et 2. La patte comportant une partie du canal micro fluidique 6 est passée à travers l’ouverture 810 de la feuille de fixation 81. On retire le feuillet de protection de la face adhésive de la feuille de fixation 81 et l’on colle le timbre sur la peau de l’utilisateur au moyen de la feuille de fixation 81 . La bouche de captation 611 est donc appliquée sur la peau de l’utilisateur. La lèvre déformable qu’elle comporte sur son pourtour permet de guider la transpiration dans le canal 6. Le timbre se trouve sur la feuille de fixation 81 . Il peut y être collé.
Lorsque l’utilisateur transpire, la transpiration captée au niveau de la bouche de captation 611 entre dans le canal micro fluidique 6. Du fait du matériau hydrophobe formant le canal et de la taille de ce dernier, la transpiration coule vers la zone tampon 65 et s’y accumule. La transpiration sous forme de vapeur pénètre dans la couche 5.
Lorsque toute la zone tampon est remplie de transpiration liquide, la surface du liquide entre au contact de la couche absorbante 5 au niveau de l’ouverture de transfert 410. La transpiration liquide est absorbée par capillarité dans la couche absorbante. Le canal 6 continue de se remplir du fait de la transpiration de l’utilisateur. La couche absorbante 5 évite de bloquer la sudation en absorbant toujours une quantité de liquide débordant de la zone tampon. L’air initialement contenu dans le canal 6 et dans la couche absorbante 5 est évacué par le canal d’évent 622, ce qui permet à la couche absorbante de toujours absorber de la transpiration liquide.
La transpiration liquide pénètre dans la couche absorbante 5 et réagit chimiquement avec les réactifs que cette dernière contient ou modifie sa conductivité. Si le réactif est un réactif coloré, une tache colorée apparaît doucement à la surface de la couche 5 située sous le film 7. La taille de la tache est proportionnelle à la quantité de transpiration liquide captée par la couche absorbante. La couleur de la tache peut être variable en fonction du pH de la transpiration ou de la présence de lactates, par exemple. Pour la détection de la modification du paramètre (ici, la couleur de la couche absorbante visible à travers le film transparent 7) on se rapportera au mode de fonctionnement du second mode de réalisation, comme indiqué ci-dessous.
Un second mode réalisation va maintenant être décrit en référence aux figures 2 et suivantes. En référence à la Fig. 3, le dispositif de l’invention comporte un timbre ou patch souple 1 . Ce timbre 1 est souple et comporte une face inférieure qui peut être collée sur la peau du sujet et suivre les mouvements de ce dernier sans se décoller. Il peut être collé sur un bras ou un avant-bras par exemple. Il est en matériau(x) adapté(s) pour être au contact avec la peau.
Le dispositif de l’invention comporte (tout comme le premier mode de réalisation) également un téléphone portable du type Smart phone (non représenté) équipé d’un appareil photographique lequel fait office de colorimètre RVB.
En référence à la Fig. 3, selon un premier mode de réalisation, le timbre 1 comporte une première couche 11 ou couche de peau dont la face inférieure 110 peut être collée sur la peau de l’utilisateur. Cette couche de peau sert également à la fixation du timbre sur la peau. La couche de peau 11 est en matériau apte à venir au contact avec la peau d’un sujet, notamment d’un humain. Il est en de même pour la colle qui recouvre sa face inférieure 110. La couche de peau 11 comporte une perforation centrale ou perforation principale 113 dont la surface est comprise entre 3,14 mm2 et 12 mm2. La couche de peau 11 est perméable à l’eau et à la vapeur. Le timbre 1 comporte également une membrane microporeuse 5 (couche absorbante) qui comporte au moins un colorant ou un mélange de colorants hydrosolubles et qui change(nt) de couleur en fonction du pH. La membrane microporeuse 5 est recouverte d’un film 7, transparent étanche à l’eau et à la vapeur. Le timbre 1 comporte également une couche intermédiaire qui est formée, dans le cas présent, d’un empilement de trois sous-couches 31 , 32 et 33. Les trois sous- couches 31 , 32 et 33 sont perforées en leur centre et leurs perforations sont disposées en regard les unes des autres et en regards de la perforation 113 de la couche de peau 11 . Les perforations des trois-sous-couches 31 , 32 et 33 sont identiques et présentent une surface inférieure à la surface de la perforation 113 de la couche de peau 11 . Sur la Fig. 1 , seule la perforation principale 310 de la sous-couche 31 est référencée afin de ne pas alourdir la figure. Dans ce mode de réalisation particulier, les sous couches 31 , 32 et 33 sont plus petites que la couche de peau 11 ce qui fait que cette dernière dépasse au-delà des sous- couches 31 , 32 et 33, tout autour de ces dernières. Le film 7 scelle la membrane microporeuse 5 et la couche intermédiaire sur la couche de peau 11 mais ne recouvre pas toute la surface de cette dernière. La zone de la couche de peau 11 qui n’est recouverte ni par le film 7, ni par la couche intermédiaire permet à la vapeur de transverser la couche de peau et de s’évaporer du timbre vers l’air ambiant. Les trois sous-couches 31 , 32 et 33 présentent des coefficients de diffusion de la vapeur décroissant. La couche 31 présente ainsi un coefficient de diffusion de la vapeur CDV1 supérieur à celui CDV2 de la sous-couche 32. La sous-couche 33 présente un coefficient de diffusion de la vapeur CDV3 inférieur à CDV2.
Les trois sous-couches 31 , 32 et 33 peuvent être formées dans des membranes poreuses éventuellement renforcées par des fibres, notamment des fibres de polyoléfine ou dans des textiles tissé, tricotés ou non tissés, par exemple. Ces textiles et membranes peuvent être formés d’acrylate(s), d’acrylique, de polyester(s), de polyuréthane.
L’Homme du Métier est à même de déterminer expérimentalement le coefficient de diffusion de la vapeur de chaque couche ou sous-couche.
A titre d’exemple non limitatif, quel que soit le mode de réalisation, la couche de peau peut découpée dans une bande de polyuréthane dont une face est encollée avec de la colle acrylate adaptée au contact avec la peau.
De même, quel que soit le mode de réalisation, la sous-couche 31 peut être une couche d’adhésif de type acrylate perforée ou un textile non tissé, par exemple de polyester dont une face est recouverte d’adhésif acrylate adapté au contact avec la peau.
Quel que soit le mode de réalisation, les sous-couches 32 et 33 peuvent être des couches d’adhésif acrylate renforcées par des fibres de polyoléfine.
Le fonctionnement de ce mode de réalisation va maintenant être expliqué en référence à la Fig. 3. Le timbre 1 est collé sur la peau de l’utilisateur. Lors d’un effort ou sous l’effet de la chaleur, l’utilisateur transpire. La transpiration est excrétée sous forme de liquide mais aussi sous forme de vapeur. Dans toute la demande, on assimile la transpiration à de l’eau. La transpiration liquide va traverser la couche de peau 11 , au niveau de sa perforation 113 mais aussi sur toute sa surface car la couche de peau 11 est perméable à l’eau et à la vapeur. La vapeur s’évapore hors du dispositif sur toute la zone de la couche de peau 11 qui n’est pas recouverte par le film 7 et/ou la couche intermédiaire. Sous la couche intermédiaire, la transpiration liquide et vapeur passe par la perforation 113 et la vapeur dans une moindre mesure à travers les sous-couches 31 , 32 et 33 de la couche intermédiaire. Les sous-couches 31 à 33 ayant un coefficient de diffusion de la vapeur décroissant, elles font barrière à la vapeur et seule la transpiration liquide passe à travers les perforations centrales des sous-couches 32 et 33. Lorsque la transpiration liquide remplit la perforation de la sous-couche 33, elle entre au contact de la membrane microporeuse 5. Elle pénètre dans cette dernière et vient éluer le colorant ou le mélange de colorants hydrosolubles contenus dans la membrane microporeuse 5. Le mélange transpiration-colorant(s) continue de migrer dans l’épaisseur de la membrane microporeuse 5 et forme une auréole/tache à la surface supérieure de cette dernière, laquelle est située sous le film transparent 7. L’auréole ou tache formée et la méthode de détermination de la quantité de transpiration seront plus amplement décrites en référence à la Fig. 4.
En référence à la Fig. 4, un deuxième mode de réalisation du timbre du dispositif de l’invention va maintenant être décrit. Les éléments en commun avec le premier mode de réalisation sont référencés à l’identique. Sur la Fig. 4, le film 7 n’est pas représenté. Dans ce deuxième mode de réalisation, la couche de peau 11 comporte une perforation centrale 113 et 8 autres groupes 115 de perforations entourant la perforation centrale 113 et éloignées de cette dernière vers le bord libre de la couche de peau 11 . La couche de peau 11 est surmontée d’une première sous-couche 21 étanche à l’eau. Un circuit micro fluidique d’évacuation 23 est ménagé dans cette sous-couche. La sous-couche 21 est perforée pour former ce circuit d’évacuation 23 qui est en deux parties. Une partie du circuit d’évacuation 23 débouche au-dessus des perforations 115 ménagées dans la couche de peau 11 autour de la perforation centrale 113. L’autre partie débouche au- dessus des autres groupes de perforations 115 situés près du bord libre de la sous- couche 21 . Les deux parties du circuit ne communiquent pas l’une avec l’autre. Chaque partie des canaux qui relient les zones du circuit 23 situées au-dessus des perforations 115 de la couche de peau 11 au bord libre de la sous-couche 21 . Le circuit 23 est donc ainsi un circuit ouvert qui conduit la transpiration liquide/vapeur qui passe à travers la couche de peau 11 vers l’extérieur du timbre 1 .
En référence à la Fig. 4, la couche intermédiaire comporte une sous-couche 31 en matériau étanche à l’eau. La sous-couche 31 est perforée en son centre. La sous-couche 34 qui recouvre la sous-couche 31 est en matériau étanche à l’eau. Cette sous-couche 34 comporte un circuit micro fluidique de stockage 35. Ce circuit micro fluidique de stockage 35 est fermé. Il débouche au niveau de la perforation centrale de la sous-couche 31 puis s’étend le long du périmètre de la sous-couche 31 en un canal débouchant dans des cavités de stockage 36. La sous-couche 34 est recouverte d’une troisième sous- couche 37 qui est étanche à l’eau au moins sur sa face inférieure (c’est-à-dire la face adhérente à la sous-couche 34). La troisième sous-couche 34 comporte 8 perforations qui sont disposées en regard des cavités de stockage 36 de la deuxième sous-couche 34. La face supérieure de la sous-couche 34 vient au contact de la membrane 5, laquelle est recouverte par le film transparent 7 (non représenté). La couche de peau 11 et les autres sous-couches 31 à 37 ont la même surface et sont empilées et collées les unes sur les autres.
Le fonctionnement de ce second mode de réalisation va être expliqué en référence à la Fig. 4. Comme dans le premier mode de réalisation, le timbre 1 est appliqué sur la peau du sujet. La transpiration en phase liquide et vapeur traverse la couche de peau 11 . Elle s’accumule à l’état liquide dans le circuit d’évacuation 23 de la première sous-couche 21 puis sort par les canaux débouchant au niveau du bord libre de la sous-couche 21 . Au niveau de la perforation centrale 113, uniquement, l’eau migre à travers la perforation de la sous-couche 31 et parvient dans le circuit de stockage 35. Le circuit de stockage 35 se remplit au fur et à mesure de transpiration. Au niveau de chaque cavité de stockage 36, l’eau passe à travers la dernière sous-couche 37 de manière progressive. Dès qu’une cavité de stockage est remplie, l’eau de cette cavité passe à travers la dernière couche et pénètre dans la membrane microporeuse 5. Une auréole se forme alors au niveau de la cavité de stockage 36 remplie. Le nombre d’auréoles et leur taille indiquent de manière indirecte la quantité de transpiration excrétée.
Un troisième mode de réalisation va être décrit en référence à la Fig. 5. Ce mode de réalisation est une variante du deuxième mode de réalisation. Dans ce mode de réalisation, seules les sous-couches 34 et 37 sont différentes. Sur la Fig. 5, seules les sous-couches 34 et 37 sont représentées. La sous-couche 34 comporte une plus grande perforation centrale qui sert également au stockage de l’eau. Cette perforation communique via deux canaux à deux zones latérales de stockages 351 et 352 qui stockent l’eau. Le circuit de stockage 35 a donc une forme différente du mode de réalisation représenté sur la Fig. 4. La dernière sous-couche 37 comporte une seule perforation centrale de même surface que celle de la sous-couche 31 .
Le fonctionnement de cette variante est le même que celui décrit en référence au deuxième mode de réalisation. La seule différence est qu’il ne se forme qu’une auréole au niveau de la membrane microporeuse, en regard de la perforation centrale de la couche de peau 11 et des sous couches 31 , 34 et 37, lesquelles communiquent toutes les unes avec les autres verticalement, comme dans tous les modes de réalisation de l’invention. La taille et/ou la couleur de l’auréole permet(tent) de déterminer la quantité de transpiration excrétée. En référence à la Fig. 6, on constate que l’auréole comporte une zone proche de la perforation de la dernière sous-couche qui a une couleur différente de celle de la membrane microporeuse. Cette zone de couleur différente est entourée d’un halo plus foncé de la même couleur que le colorant ou mélange de colorant compris dans la membrane microporeuse. La nuance est plus foncée. Ce halo foncé correspond au front d’élution du colorant sans changement de pH. Cette zone comporte plus de colorant que le reste de la surface de la membrane. La zone centrale a changé de couleur du fait du pH de la transpiration qui est différent de celui de la membrane microporeuse. Par ailleurs, dans le cas précis, la membrane microporeuse étant asymétrique, les petites molécules comme l’eau vont rapidement la traverser. Les molécules plus grosses, comme les lactates qui sont contenus dans la transpiration vont être retenus dans la membrane et modifier son pH. Le colorant non élué par l’eau et encore présent dans la membrane va changer de couleur. Le changement de couleur est donc un indicatif de la présence de lactates dans la transpiration. Le colorant ou le mélange colorant est habilement choisi pour changer de couleur lors du changement de pH dû à la rétention des lactates. Les pictogrammes en forme de goutte noire qui décorent le cadre noir entourant la membrane 5 recouverte par le film 7 sont des informations optiques qui permettent de déclencher l’application dédiée lors de la prise en photographie du patch de l’invention.
La méthode de détermination de la quantité de transpiration par analyse de l’image de l’auréole ou des auréoles formées va maintenant être décrite.
L’utilisateur saisit son téléphone portable et photographie le film transparent 7 à travers lequel l’auréole est visible. La prise de vue du logo ou d’un autre signe graphique ou optique permet d’identifier le timbre 1 et déclenche une application dédiée. A la manière d’un algorithme de reconnaissance d’objet ou de reconnaissance de visage, le timbre 1 est identifié. Une fois le patch ou timbre 1 identifié, plusieurs photos sont prises pour constituer un échantillon. Sur la base de ces photos, un certain nombre d’analyses de détection de reflets, de transformations géométriques et de redimensionnements sont opérées afin de corriger les problèmes d’angles de prise de vue ainsi que l’orientation. On effectue une standardisation/calibration des dimensions et de la position des différents éléments du timbre 1 afin de pouvoir déterminer la zone d’analyse (la zone comportant l’auréole) des autres zones du timbre 1 .
Une fois la zone d’analyse déterminée, l’image de cette zone est filtrée puis binarisée. On calcule le gradient de chaque pixel de cette zone en utilisant tous les pixels de son voisinage proche. Cela permet de donner un ensemble de valeurs correspondant à une direction et une intensité de couleur identique. Cette méthode permet d’identifier les différents fronts formés par le liquide dans la membrane et qui correspondent aux différentes zones colorées de l’auréole.
Une fois les contours des fronts identifiés, on extrait les pixels contenus dans la zone décrite par la ligne de démarcation du front. On calcule les différentes surfaces de ces zones, puis on segmente les différentes couleurs par des méthodes de clusterisation de type k-moyennes. On obtient avec précision les zones de couleurs et leur densité. On compare les valeurs obtenues avec des valeurs expérimentales et on en déduit : la quantité de transpiration excrétée et la concentration en lactates par analyse de la surface relative occupée par la zone décolorée par les lactates.
Selon une autre variante de réalisation représentée sur la Fig. 7, le timbre 1 comporte une antenne 9 placée sous le film 7 et qui relie deux côtés opposés de la membrane microporeuse 5. Cette antenne 9 sert à la mesure de la conductance de la sueur imbibant la membrane microporeuse 5. La conductance permet de déterminer la concentration en électrolytes de la sueur. L’antenne 9 est formée d’un fin circuit métallique ; elle est souple tout comme le reste du patch et permet ainsi une bonne adhésion du patch à la peau de l’utilisateur. Une puce RFID ou NFC (non représentée) est connectée à l’antenne 9 et permet d’enregistrer les valeurs de la conductance de la zone réactive en fonction du signal envoyé par le téléphone portable à l’antenne 9. Cette antenne peut être disposée au niveau des autres couches du timbre à condition que la couche ou sous-couche soit effectivement rendue conductrice du fait de la présence de la transpiration à sa surface, dans son épaisseur ou dans le circuit micro fluidique qu’elle comporte.
La présente invention concerne également tous les timbres qui sont des combinaisons de circuit micro fluidiques disposés dans ou sous la première couche et/ou de circuit de drainage et/ou de circuit de stockage de la transpiration liquide disposés sous la couche absorbante.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de recueil d’une fraction de la transpiration excrétée par un sujet, ledit dispositif étant du type comprenant un timbre (1 ) souple, lequel comprend une face inférieure et des moyens de fixation (81 ; 110) dudit timbre (1) sur la peau dudit sujet, caractérisé en ce que ledit timbre (1 ) est un timbre multicouche et en ce qu’il comporte:
- une première couche (11 ; 61 , 62, 4) dont la face inférieure forme au moins partiellement la face inférieure dudit timbre, ladite première couche (11) comportant au moins une perforation définissant une bouche de captation de la transpiration (113 ; 611) apte à être mise en contact direct avec la peau du sujet et une ouverture de transfert (113 ; 41);
- une couche absorbante (5) hydrophile, disposée au-dessus de ladite première couche et communiquant avec le milieu extérieur, ladite couche absorbante (5) communiquant avec ladite première couche (11) par ladite ouverture de transfert (113 ; 41) ;
- un film éventuellement transparent (7), étanche à l’eau et à la vapeur qui recouvre au moins la face supérieure de ladite couche absorbante (5); et en ce que ledit dispositif comporte, en outre, des moyens de régulation (6 ; 31 , 32, 33 ; 21 , 31 , 34, 37) du débit de transpiration à l’état liquide et/ou vapeur pénétrant dans ladite couche absorbante (5) et des moyens d’évacuation de l’air contenu dans ladite couche absorbante vers l’extérieur dudit dispositif.
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que lesdits moyens de régulation du débit comportent :
- un canal micro-fluidique (6) débouchant d’une part au niveau de ladite bouche de captation de la transpiration (611) et d’autre part au niveau de ladite ouverture de transfert (41) ménagée dans ladite première couche (11).
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits moyens d’évacuation de l’air contenu dans ladite couche absorbante (5) vers l’extérieur dudit dispositif comportent au moins une couche perméable à l’air, laquelle est en contact avec ladite couche absorbante (5) et/ou un canal ouvert sur l’extérieur dudit dispositif et qui communique avec ladite couche absorbante (5).
4. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit canal micro fluidique (6) est ménagé dans l’épaisseur de ladite première couche.
5. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ledit canal micro-fluidique (6) comporte une zone tampon (65) permettant de stocker de la transpiration liquide et en ce que ladite zone tampon (65) communique avec ladite ouverture de transfert (41).
6. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite bouche de captation (611 ) est disposée à distance de ladite ouverture de transfert (41), selon un plan sensiblement horizontal et parallèle aux couches empilées dudit timbre.
7. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens d’évacuation de l’air comportent un canal d’évent (622) qui débouche latéralement hors dudit timbre (1) et qui relie une ouverture d’évent (621 ) ménagée dans ladite première couche et qui communique avec ladite couche absorbante (5).
8. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite ouverture de transfert est en regard avec ou correspond à ladite bouche de captation (113) et en ce que lesdits moyens de régulation du débit comportent au moins une couche intermédiaire disposée entre ladite première couche et ladite couche absorbante et qui comporte une ouverture (310) intermédiaire, de surface inférieure à la surface de ladite bouche de captation de la transpiration, ladite ouverture intermédiaire (310) étant en regard de ladite bouche de captation (113), en ce que ladite première couche (11 ), présente un coefficient de diffusion de la vapeur CDV1 supérieur au coefficient de diffusion de la vapeur d’eau CVD2 de ladite couche intermédiaire et en ce que ladite couche intermédiaire est perméable à l’air et permet l’évacuation de l’air de ladite couche absorbante vers le milieu extérieur.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite première couche (11 ) comporte des perforations secondaires (115) débouchant sous ledit timbre (1 ) et en ce que lesdits moyens de régulation du débit comportent, en outre au moins une première sous-couche (21) en matériau étanche à l’eau, disposée entre ladite première couche (11) et ladite couche intermédiaire, en ce que ladite première sous-couche (21 ) comporte un circuit de drainage de la transpiration qui relie lesdites perforation secondaires avec l’extérieur dudit timbre.
10. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que ladite couche intermédiaire comporte au moins trois sous-couches, une première sous-couche (31) en matériau étanche à l’eau et comportant une perforation principale (310) disposée au-dessus de l’ouverture de transfert (113) de ladite première couche (11 ), une deuxième sous-couche (34) également étanche à l’eau, disposée sur ladite première sous-couche (31) et qui forme un circuit de stockage de la transpiration (35), en ce que ledit circuit de stockage (35) est isolé de l’extérieur dudit timbre et met en communication ladite perforation principale (310) ménagée dans ladite première sous-couche (31) avec la surface inférieure d’une troisième sous-couche (37), en ce que ladite troisième sous-couche (37) est également en matériau étanche à l’eau au moins sur sa face inférieure, en ce que ladite troisième sous couche (37) comporte au moins une perforation principale qui met en communication ledit circuit de stockage avec la face inférieure de ladite couche absorbante (5).
11 . Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite couche absorbante (5) contient un réactif apte à réagir chimiquement avec la transpiration en changeant de couleur ou en modifiant la résistance électrique de ladite couche absorbante (5).
12. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte en outre, un circuit métallique souple (9) formant une antenne et une puce inscriptible de type RFID ou NFC reliée à ladite antenne (9), en ce que ladite antenne (9) entoure ladite couche absorbante (5) ou lorsqu’elle est présente, ladite première sous-couche (21) formant ledit circuit de drainage, en ce que les deux extrémités de ladite antenne (9) sont électriquement connectées à des bords opposés de ladite couche absorbante (5) ou dudit circuit de drainage.
13. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite couche absorbante (5) comporte des pores ouverts dont la section varie selon l’épaisseur de ladite couche (5).
14. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte des moyens de mesure de la surface et/ou de la couleur de la tache formée à la surface de ladite couche absorbante, sous ledit film étanche, et en ce que lesdits moyens de mesure permettent de corréler la surface de la tache et/ou son changement de couleur et/ou l’intensité de ladite ou desdites couleurs de ladite tache avec au moins une information choisie parmi : le volume de transpiration excrété par le sujet, la concentration en au moins un composé ou ion choisi parmi les lactates, les nitrates, le sodium, le potassium, le calcium, le magnésium, l’acide acétique, l’acide propionique, l’acide butyrique et l’acide urique.
15. Procédé de détermination de la quantité de sueur excrétée par un sujet selon lequel :
- on fixe sur la peau du sujet un timbre souple (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes,
- on amène le sujet à transpirer jusqu’à l’apparition d’une tache visible à travers ledit film transparent ; - on photographie la surface de ladite couche absorbante (5) apparente à travers ledit film transparent (7);
- on réalise une image calibrée de ladite couche absorbante (5) ;
- on binarise ladite image calibrée de manière à la diviser en pixels ; - on calcule le gradient de couleur de chaque pixel dans le système RVB de manière à identifier la tache formée par la diffusion de la transpiration dans la couche absorbante ;
- on extrait les pixels contenus dans la zone définie par le front de diffusion de la transpiration ; - on détermine les couleurs de cette zone dans le système RVB, leur densité et les surfaces qu’elles occupent chacune ;
- on compare avec les données contenues dans une base de données les valeurs de surface, couleur et densité obtenues de manière à déterminer la quantité de sueur excrétée et éventuellement la concentration en lactates lorsque ladite couche absorbante contient au moins un colorant apte à changer de couleur lors de la modification de pH de la transpiration du fait des lactates, la tache comportant alors plusieurs couleurs.
EP22722315.3A 2021-05-06 2022-04-14 Dispositif de recueil d'une fraction de la transpiration excrétée par un sujet Withdrawn EP4333703A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2104777A FR3122563B1 (fr) 2021-05-06 2021-05-06 Dispositif de recueil d’une fraction de la transpiration excrétée par un sujet
PCT/FR2022/050709 WO2022234204A1 (fr) 2021-05-06 2022-04-14 Dispositif de recueil d'une fraction de la transpiration excrétée par un sujet

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4333703A1 true EP4333703A1 (fr) 2024-03-13

Family

ID=76601389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP22722315.3A Withdrawn EP4333703A1 (fr) 2021-05-06 2022-04-14 Dispositif de recueil d'une fraction de la transpiration excrétée par un sujet

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240225618A1 (fr)
EP (1) EP4333703A1 (fr)
CN (1) CN117425430A (fr)
FR (1) FR3122563B1 (fr)
WO (1) WO2022234204A1 (fr)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016134245A1 (fr) 2015-02-19 2016-08-25 Candesant Biomedical Dispositifs médicaux de génération de chaleur et procédés de traitement les utilisant
JP2023509843A (ja) 2019-12-10 2023-03-10 キャンデサント・バイオメディカル・インコーポレイテッド 熱を発生させるためのメディカル・デバイスおよびそれを用いる処理方法
KR102760178B1 (ko) * 2021-08-20 2025-01-24 한국과학기술연구원 땀 매핑 패치
CN117085258B (zh) * 2023-10-09 2024-03-08 广州瑞能精准医学科技有限公司 一种红外线加热型汗液刺激及采集装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2010273741A1 (en) * 2009-07-13 2012-03-01 Freelance Corporation Devices, methods, and kits for determining analyte concentrations
CN109310340A (zh) * 2016-04-19 2019-02-05 Mc10股份有限公司 用于测量汗液的方法和系统
US10653342B2 (en) * 2016-06-17 2020-05-19 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Soft, wearable microfluidic systems capable of capture, storage, and sensing of biofluids
EP3629899A4 (fr) * 2017-06-02 2021-04-21 Northwestern University Réseaux microfluidiques minces, souples et installés sur la peau pour la détection et l'analyse de cibles d'intérêt dans la sueur
CN111803084A (zh) * 2017-06-02 2020-10-23 西北大学 用于表皮采样和感测的微流体系统
US20240148281A1 (en) * 2021-01-19 2024-05-09 The Coca-Cola Company Colorimetric sweat sensing device and methods of making the same

Also Published As

Publication number Publication date
FR3122563B1 (fr) 2023-04-28
FR3122563A1 (fr) 2022-11-11
CN117425430A (zh) 2024-01-19
US20240225618A1 (en) 2024-07-11
WO2022234204A1 (fr) 2022-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP4333703A1 (fr) Dispositif de recueil d'une fraction de la transpiration excrétée par un sujet
US11992326B2 (en) Method and system for measuring perspiration
JP7271611B2 (ja) 試験紙及び試験紙の読取方法
US11612356B2 (en) On-diaper body fluid screening device and associated method
US12458259B2 (en) Saliva test strip and method
TWM263498U (en) Multi-layer reagent test strip
CA2511175C (fr) Dispositif de test de fluide corporel
JPH09510879A (ja) 間質液の採取と成分測定
JP2000514177A (ja) 被検サンプルを採集し輸送するための物品および被検物質の測定方法
FR2712392A3 (fr) Dispositif d'analyse pour déterminer la présence et/ou la concentration d'un analyte dans un liquide échantillon.
FR2968532A1 (fr) Dispositif et procede de determination d'un taux d'excretion d'un fluide corporel par un individu ou un animal
KR20200003371A (ko) 수분-반응성 필터
FR2831789A1 (fr) Procede et dispositif pour l'evaluation de la secheresse cutanee notamment
CA3128453A1 (fr) Dispositif a ecoulement lateral
EP3082700B1 (fr) Article a appliquer sur la peau, les muqueuses ou une plaie
FR2949658A1 (fr) Dispositif de capture de signal plethysmographique optique utilisant un imageur matriciel
WO2008098722A1 (fr) Dispositif de mesure de transillumination
FR3098917A1 (fr) Procédé et système de détection d'un analyte présent dans un échantillon liquide
TR202021004A1 (tr) Kumaş nem i̇leti̇mi̇ ölçüm ci̇hazi ve ölçüm ci̇hazinin çalişma yöntemi̇
JP4783367B2 (ja) 環境汚染物質含有空気の収集および／または経皮的再拡散のモニタリング・システムおよび対応する方法
JP3185391U (ja) 唾液検査用具
US7248356B2 (en) Calibration aid
FR3083317A1 (fr) Dispositif de determination de la quantite de liquide, notamment d'eau ou de transpiration echangee entre un systeme et son environnement
CN113842168A (zh) 一种利用汗液的毒品、违禁药品检测装置及检测方法
US20220079476A1 (en) Multichannel hydration management sensor

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20231108

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

RAP3 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: BE-LAB

Owner name: CENTRE HOSPITALIER UNIVERSITAIRE DE LILLE

Owner name: UNIVERSITE DE LILLE

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20241107

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20250308