FR2931651A1 - Dispositif de mesure des proprietes mecaniques de la peau sans contact avec la zone de mesure. - Google Patents

Abstract

La présente invention se rapporte à un dispositif de mesure des propriétés mécaniques de la peau. Le dispositif selon l'invention permet d'obtenir une mesure à fréquence élevée des propriétés mécaniques de la peau en s'affranchissant de tous paramètres perturbant la mesure. Plus particulièrement, la présente invention a pour objet un dispositif de mesure des propriétés mécaniques de la peau, caractérisé en ce qu'il comporte : a) un ensemble pneumatique (16) capable de délivrer de l'air comprimé pour appliquer une contrainte sur une surface de peau soumise à des mesures, b) un ensemble électronique (6) capable de procéder à des mesures sans contact sur ladite surface de peau soumise à la contrainte, et c) un logiciel de pilotage (19) de l'ensemble électronique et de traitement des données de mesure pour en déduire les propriétés mécaniques de la peau.

Description

DESCRIPTION La présente invention se rapporte à un dispositif de mesure des propriétés mécaniques de la peau. Plus particulièrement, le dispositif selon l'invention permet d'obtenir une mesure à fréquence élevée des propriétés mécaniques de la peau en s'affranchissant de tous paramètres perturbant la mesure.

Les techniques de mesure des propriétés mécaniques de la peau sont connues depuis de nombreuses années et leurs utilisations pour évaluer notamment l'état de la peau saine et les modifications induites par des produits cosmétiques, sont largement décrites dans la littérature scientifique (Agache et Humbert ; 2004). Ces méthodes utilisent des étirements stretching , des torsions, des succions, des compressions, des percussions réalisés par différents appareils tels que : le Cutometer (EP0362616 Al), le Ballistomètre (FR 2 533 030 û Al), etc.

Cependant, outre la contrainte exercée sur la peau, tous ces appareils présentent l'inconvénient d'entrer en contact direct avec la zone de mesure engendrant ainsi des paramètres perturbateurs. Le dispositif en contact direct avec la zone de mesure exerce une pression sur la peau, pouvant tendre les fibres élastiques ou induire des mouvements de fluide dans le tissu cutané, et provoquer ainsi une modification des paramètres mécaniques, aboutissant à une mesure tronquée.

Le problème technique à résoudre par les inventeurs était donc de concevoir un appareil de mesure capable d'évaluer les propriétés mécaniques de la peau en s'affranchissant de tous paramètres perturbant la mesure.

A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de mesure des propriétés mécaniques de la peau, caractérisé en ce qu'il comporte : a) un ensemble pneumatique capable de délivrer de l'air comprimé pour appliquer une contrainte sur une surface de peau soumise à des mesures, b) un ensemble électronique capable de procéder à des mesures sans contact sur ladite surface de peau soumise à la contrainte, et c) un logiciel de pilotage de l'ensemble électronique et de traitement des données de mesure pour en déduire les propriétés mécaniques de la peau. Plus particulièrement, l'ensemble pneumatique comprend un compresseur d'air qui alimente, par l'intermédiaire d'un interrupteur pneumatique, d'un régulateur de débit et d'un régulateur de pression, une buse. L'ensemble électronique quant à lui comprend: - un générateur de ligne laser à diode laser, projetant sur ladite surface de peau une ligne laser, et - un capteur CMos ou CCD enregistrant la position des points de ladite ligne laser, qui constituent ensemble un profilomètre à ligne laser.

Selon un deuxième aspect, la présente invention porte sur un procédé de mesure des propriétés mécaniques, surfaciques et volumiques de la peau, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes de : a) appliquer, au moyen d'un jet d'air à pression et débit réglables, une contrainte déformante sur une surface de peau soumise à la mesure, b) projeter, sur la surface de peau déformée par ladite contrainte, une ligne laser, c) enregistrer, à une fréquence déterminée, et sans contact avec ladite surface de peau, la position des points de la ligne laser, d) traiter les données enregistrées à l'étape c) au moyen d'un logiciel pour en déduire les propriétés mécaniques, surfaciques et volumiques de la peau.

Ces caractéristiques et avantages ressortiront mieux de la description qui suit et des dessins en annexes dans lesquels : La figure 1 représente une vue latérale du dispositif (le trépied, le bras articulé et la plateforme opto-mécanique uniaxe n'étant pas représentés). La figure 2 représente une vue latérale du système de fixation du profilomètre. La figure 3 représente une vue latérale intérieure du profilomètre.

La figure 4 représente la fixation de la buse à l'étrier selon une vue de face, une vue de dos et une vue latérale. La figure 5 représente le schéma du modèle de Burger. La figure 6 représente l'évolution du déplacement d'un système (comme la peau) dont le comportement peut être modélisé par le modèle de Burger.

La figure 7 représente l'application de la contrainte par air comprimé sur la peau en fonction du temps (t). La figure 8 représente un exemple d'une zone linéaire mesurée avant l'application de la contrainte à un temps t tel que to < t< ti. La figure 9 représente un autre exemple du profil de cette même zone linéaire pendant l'application de la contrainte, soit à un temps t tel que ti < t< t2. La figure 10 représente également un exemple du profil de cette zone linéaire 10 ms après arrêt de la contrainte, soit à t3 = t2 + 10 ms, la fréquence étant de 100Hz. La figure 11 représente un exemple du profil de ladite zone linéaire 5 s après l'arrêt de la contrainte à t4= t2 + 5 s.

La figure 12 représente l'évolution du profil de déplacement de la même zone linéaire en fonction du temps, avant, pendant et après contrainte par air comprimé. La figure 13 représente le volume du déplacement cutané.

Plus particulièrement, le dispositif selon la présente invention comprend un générateur de ligne laser à diode laser (10) et un capteur CMos (Complementary metal-oxide-semiconductor) ou CCD (Charge-Coupled device) (11) pouvant être réunis dans un seul et même appareil afin de constituer un profilomètre à ligne laser (6) capable de réaliser des mesures à fréquences élevées. Le terme fréquences élevées désigne des fréquences comprises entre 50 et 1000 Hz, de préférence supérieure ou égale à 100 Hz et en particulier de 250 Hz. Dans le cadre de la présente invention le terme fréquences élevées sous-entend une mesure qui est répétée dans un intervalle de temps compris entre 20 ms et 1 ms, permettant d'accéder à une mesure continue.

La mesure optique est non invasive, rapide et très précise. En effet, la linéarité du profilomètre est inférieure à 15 microns (= m) et de préférence voisine de 1 micron. La résolution axiale du profilomètre est inférieure à 5 microns, de préférence voisine de 1 micron.

La contrainte est provoquée sur la zone de mesure grâce à de l'air comprimé délivré par un compresseur d'air (1), la pression et le débit étant variables. Dans le cadre de la présente invention, on entend désigner par compresseur d'air un appareil destiné à élever la pression de l'air ou d'un gaz dans un récipient, ce terme comprend également l'emploi de bouteilles sous pression.

Ledit compresseur d'air (1) est relié par un tuyau semi-rigide à un interrupteur pneumatique (2) permettant de contrôler les temps d'application de la contrainte ainsi que le profil sur l'interface graphique du logiciel. Cet interrupteur peut-être représenté par une pédale, un dispositif manuel ou une électrovanne capable de paramétrer la durée de la contrainte. Selon l'invention, le terme contrainte désigne la force exercée sur la zone de mesure par unité de surface.

Par ailleurs, il est important pour la réalisation de la présente invention que le débit et la pression de l'air délivré par le compresseur soient stables durant la mesure. A cet effet, ledit interrupteur pneumatique est reliée à un régulateur de pression (3), lui même raccordé à un régulateur de débit (4). Pour palier au problème de variations barométriques, le régulateur de pression (3) comprend au moins une vis micrométrique permettant de maintenir la pression constante. Le régulateur de débit (4) quant à lui, comprend également au moins une vis micrométrique. L'utilisation de régulateur avec vis micrométrique s'est avérée nécessaire pour régler finement le flux d'air. Le régulateur de débit (4) est ensuite relié à une buse (9).

Pour que l'air comprimé délivré par la buse déforme la peau au niveau de la ligne laser, on utilise une plateforme opto-mécanique d'inclinaison (7). La plateforme opto-mécanique d'inclinaison (7) permet de faire varier finement l'angle de la buse à l'aide de vis micrométrique et donc d'orienter le jet d'air comprimé sur la ligne de mesure. Ladite buse est fixée à la plateforme (7) grâce à un collier (12). La plateforme est elle-même fixée à un étrier (8) au moyen d'une ou plusieurs vis. L'étrier quant à lui est vissé sur le profilomètre (6). Ainsi, selon un autre aspect de l'invention, la buse est orientable au moyen d'une plateforme de positionnement opto-mécanique d'inclinaison (7).

Les liaisons entre les différents éléments constitutifs du dispositif se font grâce à des tuyaux semi-rigides (5). Bien évidemment, l'ordre décrit n'est aucunement limitatif et les différents éléments peuvent être intervertis de façon à respecter le bon fonctionnement du dispositif La distance entre la buse d'air et la surface mesurée est comprise entre lmm et 10 cm ou plus, et de préférence voisine de 1cm. La forme de la buse peut être variable afin de modifier le jet arrivant sur la peau. Le nombre de buses peut être unique ou multiple.

Le présent dispositif comprend également une plateforme optomécanique de translation uniaxe (15) qui est fixée d'une part directement sur le profilomètre (6) et d'autre part à un bras articulé tous azimuts (14). Par bras articulé tous azimuts on entend un système qui permet d'orienter le profilomètre dans toutes les directions. Ledit bras articulé est ensuite fixé à un trépied (13). Bien entendu ce trépied peut être remplacé par tout élément assurant une stabilité adéquate.

Le bras articulé positionne et fixe l'appareil, puis la plateforme de translation uniaxe (15) permet par un mouvement vertical de relever ou descendre le profilomètre. Le dispositif est positionné au dessus du site de mesure de façon à conserver une distance constante entre le profilomètre et la surface étudiée. Un des avantages de l'invention est donc d'effectuer des mesures sans aucun contact de l'appareil avec la zone où la contrainte est appliquée. En effet, le terme sans contact sous-entend que l'appareil et les différents éléments qui permettent de mesurer et de recueillir les données n'entrent pas en contact avec la zone à évaluer.

Le profilomètre est également relié à un ordinateur où le logiciel pilote l'ensemble du capteur et enregistre l'ensemble des données. Ces données sont obtenues par triangulation d'une ligne laser dont il est possible de moduler la fréquence de mesures. La résolution latérale est inférieure à 2 mm, et est de préférence comprise entre 10 et 100 m. Les données sont transmises à l'ordinateur par l'intermédiaire du logiciel d'acquisition des données, puis traitées à l'aide d'algorithmes mathématiques.

Le logiciel de l'appareil permet ainsi d'obtenir l'acquisition à fréquence élevée de profils cutanés, et plus particulièrement d'une zone linéaire en fonction du temps.

Il y a donc mesure grâce au logiciel de pilotage, du déplacement de la peau en fonction du temps : avant, pendant et après la contrainte.

Selon un mode de réalisation préféré, le présent dispositif présente l'avantage d'être de petite taille, léger et donc de se transporter très facilement. Le dispositif selon la présente invention est doté d'une grande flexibilité, en effet grâce au bras articulé tous azimuts (14) toutes les zones du corps peuvent être évaluées : le front, le visage, le cou, l'avant-bras, la main, la poitrine, le ventre, la jambe, le pied, etc.

Selon un autre mode de réalisation, la contrainte peut être générée à partir de n'importe quel gaz provenant d'un compresseur ou d'une bouteille sous pression munie d'un détendeur. La mesure peut également être effectuée par tout système à même de mesurer un profil ou une mesure plein champ de manière statique et dynamique sur une surface quelconque. Plus particulièrement, la présente invention peut également comprendre un appareil mesurant simultanément un nombre de points définis dans une zone de mesure, en utilisant la photométrie par imagerie confocale chromatique et mettant à profit le chromatisme axial des objectifs. A ce titre, la présente invention peut intégrer un appareil basé sur cette technologie comme un : - capteur ponctuel offrant une gamme de plage de mesure étendue pouvant aller de 20 m à 24 mm. Ce capteur offre une grande précision axiale, généralement inférieure au micromètre. A titre d'exemple, la précision axiale d'un crayon optique avec une plage de mesure d'un centimètre sera de 600 nanomètres. La cadence de mesure peut atteindre 40 kHz ; - capteur ligne lequel renvoie un profil de surface en une seule mesure. Cet appareil permet de faire de la topographie de surface et de la mesure 3D sans contact. La ligne de mesure est subdivisée en 180 points, et la cadence de mesure atteint 1,8 kHz ; - capteur champ confocal chromatique obtenu par l'ajout d'un miroir à balayage à l'intérieur de la tête optique du capteur ligne. Il existe deux modèles : • Champ de mesure 1,8x1,8 mm, 500 m de plage de mesure, résolution axiale de 125 nm et précision axiale de 500 nm. • Champ de mesure 44,75x44,75, 2 mm de plage de mesure, 500 nm de résolution axiale et 2,5 m de précision axiale. Ces deux capteurs permettent d'effectuer une mesure toute les 130 ms.

Selon un autre aspect de l'invention, les appareils connus à ce jour dans le domaine cosmétique et plus particulièrement les appareils utilisés pour mesurer les propriétés mécaniques de la peau ne permettent pas d'obtenir des mesures à deux ou à trois dimensions à fréquences élevées d'une surface soumise à une contrainte.

Ces dispositifs bien connus de l'homme du métier, spécialiste des appareils cosmétiques mesurant les propriétés de la peau, sont capables de réaliser des mesures à fréquence élevée seulement pour un point situé dans la zone de mesure. A ce titre, nous pouvons citer le cutometer. Il existe également des dispositifs permettant d'obtenir des mesures à deux (=zone linéaire) ou à trois dimensions mais pour un temps donné, par exemple la technique de projection de frange. Pour autant, tous ces dispositifs ne permettent pas d'obtenir des mesures à deux ou trois dimensions, à une fréquence élevée, d'une surface soumise à une contrainte. La présente invention concerne donc un dispositif qui effectue des mesures d'une zone linéaire à fréquence élevée.

Ainsi, la présente invention se rapporte à un dispositif qui permet de mesurer à fréquences élevées, l'évolution d'une même zone linéaire soumise à une contrainte en fonction du temps. Plus particulièrement, la présente invention utilise un générateur de ligne laser à diode laser (10) qui projette sur la surface dont on veut connaitre la topographie, une ligne laser. Au même moment, le compresseur envoie de l'air au niveau de cette ligne afin de déformer la zone de mesure. La ligne laser est réfléchie sur le capteur CMos ou CCD (11) qui va la diviser en un nombre de point proportionnel à la résolution latérale (largeur de ligne laser/résolution latérale). Par triangulation, le profilomètre mesure de façon absolue la hauteur de chaque point de la ligne, afin d'en déduire grâce au logiciel de traitement des données les propriétés mécaniques, surfaciques et volumiques de la zone mesurée. Le profilomètre est doté d'une résolution latérale inférieure à 2 mm et d'une résolution axiale inférieure à 5 microns, de préférence voisine de 1 micron ou moins. La fréquence de mesure est de préférence supérieure à 50 Hz, par exemple de 100 Hz et peut atteindre une valeur de 1000 Hz.

Ainsi, la position des points de la ligne laser projetée sur la surface de la peau à mesurer est enregistrée à une fréquence comprise entre 50 et 1000 Hz, et de préférence voisine de 250 Hz. Par conséquent, l'intérêt d'une ligne laser est la possibilité d'obtenir une information multipoint (zone linéaire) sur plusieurs centimètres en une seule mesure et donc de s'affranchir des artefacts que pourrait apporter une mesure ponctuelle.

Afin de pouvoir extraire les propriétés mécaniques, surfaciques et volumiques du matériau, un certain nombre d'ajustements et de calculs à l'aide d'algorithmes mathématiques sont nécessaires. Un logiciel de calcul scientifique permet le traitement de ces données. Les mesures sont donc transférées sous EXCEL ou MATLAB pour subir un traitement. Les données sous EXCEL ou MATLAB sont les mesures de chaque point de la zone linéaire pour un temps donné (figures 8, 9, 10 et 11), et ce pour tous les temps (figure 12). Le nombre de profils par seconde dépend de la fréquence d'acquisition. Dans un premier temps, les données sont redressées afin de pouvoir les exploiter, l'appareil étant très précis (linéarité de plus ou moins 15 m), le moindre mouvement du volontaire fausse les résultats. Ces points permettent ensuite une exploitation graphique en trois dimensions mais aussi de connaitre la taille des déplacements cutanés. En une seule mesure, il est donc possible d'accéder à un profil de la zone linéaire, c'est-à-dire une mesure spatiale bidimensionnelle de la zone linéaire à un temps donné (figures 8, 9, 10 et 11). C'est une mesure absolue de la distance entre la diode laser et la surface observée. 10 Pour la bonne compréhension de l'invention, les figures 7, 8, 9, 10, 11 et 12 sont données à titre d'exemple et explicitées ci-dessous. La figure 7 représente l'application de la contrainte par air comprimé sur la peau en fonction du temps lors d'une manipulation réalisée à une fréquence de 100 hertz (Hz). Les figures 8, 9, 10 et 15 11 sont dépendantes de la figure 7 et correspondent à divers profils mesurés à différents temps. Plus particulièrement, la figure 8 représente un exemple du profil de la zone linéaire soumise à la mesure avant application de la contrainte, soit à un temps t tel que to < t< ti. La figure 9 représente un autre exemple du profil de cette même zone linéaire pendant l'application de la contrainte, soit à un temps t tel que ti < t< t2. La figure 10 représente également un exemple du profil de cette zone 20 linéaire à t3 = t2 + 10 ms, la fréquence étant de 100Hz. La figure 11 représente un exemple du profil de ladite zone linéaire 5s après l'arrêt de la contrainte à t4= t2 + 5 s. Par ailleurs, les différents profils obtenus au cours de la manipulation décrite dans la figure 7, correspondant à une même zone linéaire soumise à une contrainte constante et dont les mesures sont prises toutes les 10 ms (avant, pendant et après contrainte), sont représentés sur la figure 12. 25 La figure 12 représente donc la décomposition du déplacement cutané de la même zone linéaire avant, pendant et après application de la contrainte et ce toutes les 10ms. Ainsi un des avantages de la présente invention est de pouvoir mesurer le profil de déplacement d'une zone linéaire soumise à une contrainte par air comprimé à une fréquence élevée, fréquence comprise entre 50 et 1000 Hz, et de préférence voisine de 250Hz. 30

Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif présente l'avantage de pouvoir mesurer à fréquence élevée différents paramètres liés directement au processus de viellissement cutané, paramètres qui étaient difficilement accessibles à fréquence élevée avant la réalisation de la 35 présente invention. En effet, la présente invention permet de mesurer à une fréquence comprise entre 50 et 1000 Hz, et de préférence voisine de 250Hz, les propriétés surfaciques, la cohésion5 tissulaire et les propriétés volumiques d'une zone mesurée soumise à une contrainte à un temps donné.

Mesure des propriétés surfaciques et de la cohésion tissulaire (figures 9 ,10): Grâce à la présente invention, il est possible de calculer un certains nombre de caractéristiques reliées directement au vieillissement cutané. En effet, le logiciel de calcul scientifique permet de calculer l'aire du déplacement de chaque profil mesuré à fréquence élevée (figure 9). Il est ainsi possible d'étudier à fréquence élevée la variation dans le temps des aires de la même zone mesurée, avant, pendant et après application de la contrainte. Il est également possible de se placer à une fraction (L) de la hauteur maximale (Uf) d'un profil à un temps donné (figure 8).

La présente invention permet d'accéder et donc d'étudier un nouveau paramètre qui est l'évolution temporelle de la cohésion tissulaire. La cohésion tissulaire renvoie directement aux capacités du matériau étudié à absorber les chocs. Plus particulièrement, lorsqu'une force est exercée à pression constante sur une peau jeune et sur une peau plus âgée, la peau jeune va mieux répartir cette contrainte que la peau plus âgée. En effet, les qualités mécaniques d'une peau jeune vont permettre de diffuser la pression subie sur une surface plus importante que le ferait une peau plus âgée. Par analogie, les propriétés mécaniques d'une peau jeune peuvent être comparées aux propriétés mécaniques d'un trampoline et les propriétés mécaniques d'une peau plus âgée peuvent-être comparées aux propriétés mécaniques de la pâte à modeler. Lorsqu'une force est exercée sur une peau mature, le tissu cutané adopte une forme induite par la contrainte, en raison notamment d'une diminution de la densité de la matrice extracellulaire. Plus la peau est âgée, plus elle mettra du temps à retrouver sa forme initiale. En revanche, une peau jeune diffuse très bien la contrainte subie sur toute sa surface et par conséquent retrouve presque instantanément sa forme initiale : le moyen de diminuer la pression d'un choc étant d'augmenter la surface soumise à ce choc. La cohésion tissulaire est fonction de deux paramètres : Uf qui représente l'amplitude maximale de déplacement, et L qui est la largeur de la déformation à une fraction de la hauteur définie au préalable. Ainsi, plus le tissu est dense et cohérent, plus il est à même d'absorber les chocs de compression (compression axiale du tissu). Plus la largeur sera importante, plus la déformation sera diffusée, plus la cohésion tissulaire sera grande et plus la peau sera élastique donc jeune.

La présente invention permet donc d'étudier l'aire totale ou partielle du déplacement cutané de chaque profil (figures 9 et 10) et par conséquent d'étudier l'évolution dans le temps à fréquence élevée de ces aires. Par ailleurs, la présente invention permet d'accéder à un nouveau paramètre de mesure des propriétés de la peau qui est l'évolution dans le temps à fréquence élevée de la cohésion tissulaire.

Les propriétés volumiques: L'utilisation d'un système de contrainte sans contact sur la zone de mesure permet de visualiser, quantifier et calculer l'amplitude du déplacement dans les trois axes d'un repère orthonormé (x, y, z) et en fonction du temps. La présente invention se base sur l'hypothèse que la déformation est isotrope (la contrainte étant symétrique), il est donc possible d'extrapoler les volumes à l'aide d'une rotation à 180 degrés des profils. Une cuvette issue du déplacement de la zone mesurée est ainsi obtenue représentant l'image calculée du volume du déplacement cutané réelle.

De la même façon que pour les aires, la présente invention permet d'accéder au volume total, ou à une fraction de celui-ci, ainsi qu'au volume d'un profil à un temps précis, ou à l'évolution du volume du déplacement cutané en fonction du temps et à fréquence élevée. Ainsi un autre avantage de la présente invention est de pouvoir suivre l'évolution du volume du déplacement cutané à fréquence élevée. La figure 13 représente le volume du déplacement cutané.

Mesure des propriétés mécaniques : Dans le cadre de la présente invention, on entend désigner par propriétés mécaniques : les paramètres physiques que l'on peut définir à partir du déplacement d'un matériau soumis à une contrainte mécanique. En effet, tous les matériaux déformables dont la peau possèdent des propriétés élastiques, viscoélastiques et plastiques, c'est-à-dire une succession de réponses à la contrainte appliquée. Ainsi, le terme élasticité traduit la partie non malléable de la déformation lors de la contrainte. Le terme plasticité traduit la partie malléable de la déformation lors de la contrainte.

Le modèle de Burger permet de modéliser le comportement mécanique d'un matériau. La figure 5 représente un schéma de ce modèle, lequel est symbolisé par un assemblage de ressorts et pistons. La figure 6 représente l'évolution du déplacement d'un système (comme la peau) dont le comportement peut être modélisé par le modèle de Burger et dans laquelle : Ue : désigne l'élasticité, Uv : désigne la viscoélasticité, Uf : désigne la déformation finale, Ur : désigne la recouvrance immédiate, Ud : désigne la recouvrance delayed , Ua : désigne la recouvrance added , et

Lorsqu'une contrainte brutale et prolongée mais réversible est exercée sur la peau, deux types d'élongations successives apparaissent : - la phase Ue qui est l'extension immédiate dite purement élastique, due au réseau élastique dermique, aux faisceaux de collagène et à la déformabilité de l'épiderme et du stratum corneum, - la viscosité (Uv) qui comprend Uvl (une extension variable (fluage)) et/ou Uv2 (fluage constant), lesquelles sont dues à la substance fondamentale, à la difficulté des liquides à circuler entre les fibres dermiques et aux frottements entre les structures protéiques. Les limites entre Ue et Uvl, Uvl et Uv2 sont imprécises car elles dépendent des proportions de résistance élastique et visqueuse au sein du tissu variant selon le site, l'âge et les individus. Lorsque la contrainte est arrêtée, la peau se rétracte immédiatement (Ur, retour purement élastique) mais de façon incomplète en suivant une logique voisine de celle de l'extension. Il faut plus de temps pour un retour complet (phase de recouvrance viscoélastique). Ce retour est rapide chez l'enfant, plus lent chez le sujet âgé. En revanche, en cas d'extension ou compression importantes (traumatisme) la déformation est plastique et irréversible (Agache et al., 2000).

Ainsi, la présente invention permet de mesurer à fréquence élevée les propriétés élastique, plastique et viscoélastique d'une zone linéaire de la peau soumise à une contrainte. Par conséquent, un des avantages de la présente invention est de permettre l'obtention d'une mesure fine, mesure affranchie des artefacts que pourrait apporter une mesure à une dimension, et mesure affranchie des paramètres perturbateurs résultants du contact direct de l'appareil sur la zone de mesure.

Ainsi, le présent dispositif est capable de mesurer à fréquences élevées une zone linéaire soumise à une contrainte en s'affranchissant de tous paramètres perturbant la mesure. Plus particulièrement, l'invention permet de suivre et d'enregistrer par des mesures précises, continues et reproductibles les propriétés mécaniques, surfaciques et volumiques du déplacement cutané.

Il est donc possible de mesurer en continu le déplacement cutané et le retour de la peau à son état d'équilibre dans les domaines de la cosmétique, de la dermatologie, de la pathologie humaine et animale et/ou de la nutraceutique. Ce dispositif permet ainsi de mesurer à fréquence élevée, l'évolution dans le temps, de la surface, du volume et de la cohésion tissulaire d'une zone soumise 10 à une contrainte. Il permet donc, à partir d'une zone linéaire soumise à une contrainte, de déduire ses propriétés surfaciques, sa cohésion tissulaire et ses propriétés volumiques. Il permet également d'étudier les propriétés mécaniques et notamment les propriétés élastique, plastique ,viscoélastique, de tonicité, de fatigue, de récupération, de souplesse d'une zone linéaire de la peau à fréquence élevée. Dans le cadre de la présente invention, le terme tonicité désigne la capacité rapide de la peau à revenir à l'équilibre lors de l'arrêt de la contrainte.

Ainsi, la présente invention permet de suivre le vieillissement naturel ou induit dudit matériau. Les modifications physiologiques ou pathologiques de la peau liées par exemple au vieillissement cutané naturel (chronologique) ou induit (traitements médicamenteux, ultraviolets, environnement, pollution, produits d'hygiènes, dispositifs médicaux, cicatrisation ; infrarouge ; froid ; air sec ; aliments ; toxique), ainsi que les traitements cosmétiques peuvent être suivis et évalués. Le procédé est non-invasif et non destructif.

Cet appareil permet de suivre sur la peau pathologique, chez l'homme ou chez l'animal, l'évolution ou la régression de cette pathologie en suivant la modification des paramètres mécaniques au cours du temps ou à la suite d'un traitement topique ou oral. Il peut servir au diagnostic de pathologies affectant directement ou indirectement les propriétés mécaniques de la peau et si nécessaire permettre d'orienter les traitements les mieux adaptés à son état ou à ses caractéristiques.

Cet appareil permet également d'évaluer sur la peau saine ou pathologique l'effet direct ou indirect de dispositifs médicaux ou de massages sur les propriétés mécaniques de la peau, associés ou non à l'application ou à l'ingestion d'un produit ou à la luminothérapie. Cet appareil permet également d'évaluer les modifications directes ou indirectes de la peau saine ou pathologique dues à l'effet de médicaments, de dermo-cosmétiques, de nutraceutiques, de cosmétiques (produits hydratants, filtres solaires, anti-rides, raffermissants), de produits alimentaires.

30 Selon un autre aspect, la présente invention permet de mesurer l'évolution temporelle des propriétés mécaniques, surfaciques et volumiques de toutes surfaces ou matériaux déformables tels que la peau, les polymères déformables, les mousses, les caoutchoucs. Ce dispositif peut également trouver un intérêt dans les industries spécialisées, telles que les 35 industries : • des polymères, solides, gels ou mousses ; • du bâtiment, matériaux de construction (isolants, anti-vibrations) ;25 • médicales (prothèses en caoutchouc par exemple) ; • de l'agroalimentaire (viscosité des produits alimentaires) ; • chimiques (engrais, pesticide) ; • du caoutchouc.

Claims (16)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif de mesure des propriétés mécaniques de la peau, caractérisé en ce qu'il comporte : a) un ensemble pneumatique (16) capable de délivrer de l'air comprimé pour appliquer une contrainte sur une surface de peau soumise à des mesures, b) un ensemble électronique (6) capable de procéder à des mesures sans contact sur ladite surface de peau soumise à la contrainte, et c) un logiciel de pilotage (19) de l'ensemble électronique et de traitement des données de mesure pour en déduire les propriétés mécaniques de la peau.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble pneumatique (16) capable de délivrer de l'air comprimé pour appliquer une contrainte sur une surface de peau comprend un compresseur d'air (1), qui alimente, par l'intermédiaire d'un interrupteur pneumatique (2), d'un régulateur de débit (4) et d'un régulateur de pression (3), une buse (9).
3. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la distance entre ladite buse (9) et la surface de peau soumise à des mesures est comprise entre 1mm et 10cm, et de préférence voisine de 1 cm.
4. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite buse (9) est orientable au moyen d'une plateforme de positionnement opto-mécanique d'inclinaison (7).
5. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble électronique (6) 25 capable de procéder à des mesures sans contact sur ladite surface de peau soumises à la contrainte comprend : - un générateur de ligne laser à diode laser (10), projetant sur ladite surface de peau une ligne laser, et - un capteur CMos ou CCD (1l) enregistrant la position des points de ladite ligne laser, 30 qui constituent ensemble un profilomètre à ligne laser (6).
6. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la position des points de la ligne laser projetée sur la surface de peau à mesurer, est enregistrée à une fréquence comprise entre 50 et 1000 Hz, et de préférence voisine de 250Hz. 35
7. 7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la linéarité du profilomètre est inférieure à 15 m et de préférence voisine de 111m, et la résolution axiale dudit profilomètre est inférieure à 5 m, et de préférence voisine de 1 m.
8. 8. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la résolution latérale du profilomètre est inférieure à 2 mm, et est de préférence comprise entre 10 et 100 m.
9. 9. Utilisation du dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour mesurer le profil d'une zone linéaire soumise à une contrainte par air comprimé à une fréquence 10 comprise entre 50 et 1000 Hz, et de préférence voisine de 250Hz.
10. 10. Utilisation du dispositif selon la revendication 9 pour déduire les propriétés surfaciques, la cohésion tissulaire et les propriétés volumiques de la zone soumise à une contrainte. 15
11. 11. Utilisation du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, pour mesurer à fréquence élevée les propriétés mécaniques et notamment les propriétés élastique, plastique et viscoélastique d'une zone linéaire soumise à une contrainte.
12. 12. Utilisation du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 dans les 20 domaines de la cosmétique, de la dermatologie, de la pathologie humaine et animale et/ou de la nutraceutique.
13. 13. Procédé de mesure des propriétés mécaniques, surfaciques et volumiques de la peau, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes de : 25 a) appliquer, au moyen d'un jet d'air à pression et débit réglables, une contrainte déformante sur une surface de peau soumise à la mesure, b) projeter, sur la surface de peau déformée par ladite contrainte, une ligne laser, c) enregistrer, à une fréquence déterminée, et sans contact avec ladite surface de peau, la position des points de la ligne laser, 30 d) traiter les données enregistrées à l'étape c) au moyen d'un logiciel pour en déduire les propriétés mécaniques, surfaciques et volumiques de la peau.
14. 14. Utilisation du procédé selon la revendication 13 en cosmétologie, dermatologie, pathologie, nutraceutique, vétérinaire. 35
15. 15. Utilisation du procédé selon la revendication 13 pour suivre le vieillissement naturel ou induit du matériau, les modifications physiologiques ou pathologiques de la peau liées par exemple au vieillissement cutané naturel ou induit, ainsi que les traitements cosmétiques.
16. 16. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le procédé est non-invasif et non destructif.