FR3016791B1

FR3016791B1 - METHOD AND DEVICE FOR CHARACTERIZING THE SKIN

Info

Publication number: FR3016791B1
Application number: FR1400251A
Authority: FR
Inventors: Mickael Tanter; Jean Luc Gennisson; Mathias Fink; Mathieu Pernot
Original assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS; Institut National de la Sante et de la Recherche Medicale INSERM
Current assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS; Institut National de la Sante et de la Recherche Medicale INSERM
Priority date: 2014-01-30
Filing date: 2014-01-30
Publication date: 2019-09-20
Anticipated expiration: 2034-01-30
Also published as: FR3016791A1

Abstract

Procédé de caractérisation de la peau (P), comportant plusieurs étapes successives de mesure au cours desquelles on mesure une donnée de propagation d'onde de cisaillement dans la peau, tout en appliquant à la peau des extensions différentes, et on calcule un paramètre rhéologique de la peau en fonction des mesures de cette donnée de propagation.A method for characterizing the skin (P), comprising a plurality of successive measurement steps in which a shear wave propagation datum is measured in the skin, while applying different extensions to the skin, and calculating a rheological parameter of the skin according to the measurements of this propagation data.

Description

Procédé et dispositif de caractérisation de la peau.Method and device for characterizing the skin

DOMAINE DE L'INVENTIONFIELD OF THE INVENTION

La présente invention est relative aux procédés et dispositifs de caractérisation de la peau, utilisables par exemple pour mesurer de propriétés d'élasticité de la peau.The present invention relates to methods and devices for characterizing the skin, which can be used, for example, to measure skin elasticity properties.

ARRIERE-PLAN DE L'INVENTIONBACKGROUND OF THE INVENTION

Le document W02011/028719 décrit un procédé dans lequel on applique une perturbation à la surface de la peau d'un patient au moyen d'une sonde mécanique mobile et on mesure la réponse de la peau à ladite perturbation. La perturbation appliquée à la peau peut être notamment un étirement de la peau. La mesure effectuée ne prend toutefois en compte que la partie superficielle de la peau.The document WO2011 / 028719 describes a method in which a perturbation is applied to the surface of the skin of a patient by means of a moving mechanical probe and the response of the skin to said perturbation is measured. The perturbation applied to the skin may be in particular a stretching of the skin. The measurement performed, however, takes into account only the superficial part of the skin.

OBJETS ET RESUME DE L'INVENTIONOBJECTS AND SUMMARY OF THE INVENTION

La présente invention a notamment pour objet de pallier cet inconvénient. A cet effet, l'invention propose un procédé de caractérisation de la peau, ce procédé comportant plusieurs étapes successives de mesure au cours desquelles on fait propager une onde de cisaillement dans une zone de mesure appartenant à la peau d'un mammifère, et on effectue des mesures d'au moins une donnée de propagation liée à la propagation de l'onde de cisaillement dans la zone de mesure, tout en imposant à la peau, dans ladite zone de mesure, des extensions différentes d'une étape de mesure à l'autre (certaines de ces extensions peuvent être positives - élongation de la surface -, négatives - contractions de la surface - ou nulles), le procédé comportant en outre au moins une étape de caractérisation au cours de laquelle on détermine, à partir desdites mesures, au moins une donnée représentative des variations d'élasticité de la peau en fonction de l'extension.The present invention is intended to overcome this disadvantage. For this purpose, the invention proposes a method for characterizing the skin, this method comprising several successive measurement steps during which a shear wave is propagated in a measurement zone belonging to the skin of a mammal, and performs measurements of at least one propagation datum related to the propagation of the shear wave in the measurement zone, while imposing on the skin, in said measurement zone, different extensions of a measurement step to the other (some of these extensions may be positive - elongation of the surface -, negative - contractions of the surface - or zero), the method further comprising at least one characterization step in which is determined from said measurements, at least one data representative of the variations of elasticity of the skin as a function of the extension.

Grâce à ces dispositions, on peut caractériser efficacement l'état de la peau, et ce en prenant en compte des couches relativement profondes de la peau, puisque l'onde de cisaillement se propage sur sensiblement toute l'épaisseur de la peau.Thanks to these provisions, we can effectively characterize the state of the skin, taking into account relatively deep layers of the skin, since the shear wave is spread over substantially the entire thickness of the skin.

Dans des modes de réalisation préférés du procédé selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : la donnée de propagation mesurée au cours de chaque étape de mesure comprend au moins un paramètre représentatif d'un temps de vol de l'onde de cisaillement entre deux points déterminés dans la peau ; au cours de chaque étape de mesure, on génère l'onde de cisaillement à partir d'une surface extérieure de la peau et on mesure ladite donnée de propagation à partir de ladite surface extérieure par échographie ; on fait générer l'onde de cisaillement par une sonde de génération d'onde de cisaillement appliquée contre la surface extérieure de la peau, on mesure ladite donnée de propagation en utilisant une sonde échographique appliquée contre ladite surface extérieure, et on impose lesdites extensions différentes à ladite surface extérieure en écartant l'une de l'autre ou en rapprochant l'une de l'autre la sonde de génération d'onde de cisaillement et la sonde échographique entre deux étapes de mesure, sensiblement sans glissement desdites sondes par rapport à ladite surface extérieure ; au cours de l'étape de caractérisation, on détermine au moins un paramètre rhéologique d'élasticité de la peau en fonction de l'extension et ladite au moins une donnée représentative des variations d'élasticité de la peau en fonction de l'extension, est choisie parmi : une courbe de variation du paramètre rhéologique d'élasticité de la peau en fonction de 1'extension, une valeur du paramètre rhéologique d'élasticité de la peau au niveau d'un minimum d'une courbe de variation dudit paramètre rhéologique d'élasticité en fonction de l'extension, une pente d'une courbe de variation du paramètre rhéologique d'élasticité de la peau en fonction de 1'extension, un paramètre de non-linéarité dans un modèle représentatif des variations du paramètre rhéologique d'élasticité de la peau en fonction de l'extension ; ledit paramètre rhéologique d'élasticité déterminé au cours de l'étape de caractérisation est choisi parmi la célérité c de l'onde de cisaillement, le module d'Young E, le module de cisaillement μ, l'élasticité de cisaillement μΐ et la viscosité de cisaillement μ2 ; ledit paramètre de non-linéarité d'élasticité déterminé au cours de l'étape de caractérisation est représentatif du module d'élasticité élastique de cisaillement de troisième ordre A.In preferred embodiments of the method according to the invention, one or more of the following provisions may also be used: the propagation data measured during each measuring step comprises at least a parameter representative of a flight time of the shear wave between two determined points in the skin; during each measurement step, the shear wave is generated from an outer surface of the skin and said propagation data is measured from said outer surface by ultrasound; the shear wave is generated by a shear wave generation probe applied against the outer surface of the skin, said propagation data is measured using an ultrasound probe applied against said outer surface, and said different extensions are imposed at said outer surface by spacing apart from each other or bringing the shear wave generation probe and the ultrasound probe between two measuring steps substantially to one another, substantially without sliding of said probes with respect to said outer surface; during the characterization step, at least one rheological parameter of elasticity of the skin is determined as a function of the extension and said at least one data representative of the variations of elasticity of the skin as a function of the extension, is chosen from: a curve of variation of the rheological parameter of elasticity of the skin as a function of the extension, a value of the rheological parameter of elasticity of the skin at the level of a minimum of a curve of variation of said rheological parameter of elasticity as a function of extension, a slope of a curve of variation of the rheological parameter of elasticity of the skin as a function of the extension, a parameter of non-linearity in a model representative of the variations of the rheological parameter of elasticity of the skin as a function of extension; said rheological parameter of elasticity determined during the characterization step is chosen from the c velocity c of the shear wave, the Young modulus E, the shear modulus μ, the shear elasticity μΐ and the viscosity shear μ2; said nonlinearity of elasticity parameter determined during the characterization step is representative of the modulus of elastic shear elasticity of third order A.

Par ailleurs, l'invention a également pour objet un dispositif de caractérisation de la peau, comprenant : une sonde de génération d'onde de cisaillement adaptée pour être appliquée contre la peau d'un mammifère et pour générer dans la peau une onde de cisaillement, une sonde échographique adaptée pour être appliquée contre la peau et pour mesurer au moins une donnée liée à la propagation de l'onde de cisaillement dans une zone de mesure de la peau, un dispositif d'entraînement pour effectuer un déplacement relatif entre la sonde de génération d'onde de cisaillement et la sonde échographique soit les écartant l'une de l'autre, soit en les rapprochant l'une de l'autre, un dispositif de commande pour commander la sonde de génération d'onde de cisaillement, la sonde échographique et le dispositif d'entraînement, le dispositif de commande étant adapté pour effectuer des mesures successives de ladite donnée de propagation de l'onde de cisaillement dans la zone de mesure, et pour faire déplacer la sonde de génération d'onde de cisaillement et la sonde échographique l'une par rapport à l'autre par le dispositif d'entraînement entre deux mesures, des moyens de caractérisation adaptés pour déterminer, à partir desdites mesures, au moins une donnée représentative des variations d'élasticité de la peau en fonction de l'extension.Furthermore, the subject of the invention is also a device for characterizing the skin, comprising: a shear wave generation probe adapted to be applied against the skin of a mammal and for generating in the skin a shear wave , an ultrasound probe adapted to be applied against the skin and for measuring at least one datum related to the propagation of the shear wave in a measurement zone of the skin, a drive device for effecting a relative displacement between the probe of shear wave generation and the ultrasound probe either moving them away from each other, or bringing them closer to one another, a control device for controlling the shear wave generation probe, the ultrasound probe and the driving device, the control device being adapted to perform successive measurements of said shear wave propagation datum in the zone for measuring, and for moving the shear wave generation probe and the ultrasound probe relative to one another by the drive device between two measurements, characterization means adapted to determine, from said measurements, at least one data representative of the variations of elasticity of the skin as a function of the extension.

Dans des modes de réalisation du dispositif selon l’invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l’une et/ou à l’autre des dispositions suivantes : la sonde de génération d'onde de cisaillement présente une face d'application adaptée pour être appliquée contre la peau et comporte un transducteur ultrasonore adapté pour émettre une onde ultrasonore de compression focalisée à une distance comprise entre 0,1 et 1 mm à partir de ladite face d'application ; - la sonde de génération d'onde de cisaillement et la sonde échographique comportent chacune un seul transducteur ultrasonore ; la sonde de génération d'onde de cisaillement et la sonde échographique comportent chacune des moyens pour empêcher un glissement entre lesdites sondes et la peau lorsque la sonde de génération d'onde de cisaillement et la sonde échographique sont appliquées contre la peau. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D’autres caractéristiques et avantages de l’inven tion apparaîtront au cours de la description suivante d'une de ses formes de réalisation, donnée à titre d’exemple non limitatif, en regard des dessins joints.In embodiments of the device according to the invention, one or more of the following provisions may also be used: the shear wave generation probe has a suitable application face for being applied against the skin and comprises an ultrasonic transducer adapted to emit a focused ultrasonic compression wave at a distance of between 0.1 and 1 mm from said application face; the shear wave generation probe and the ultrasound probe each comprise a single ultrasound transducer; the shear wave generation probe and the ultrasound probe each comprise means for preventing slippage between said probes and the skin when the shear wave generation probe and the ultrasound probe are applied against the skin. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other features and advantages of the invention will become apparent from the following description of one of its embodiments, given by way of non-limiting example, with reference to the accompanying drawings.

Sur les dessins : la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif de caractérisation selon une forme de réalisation de 1' invention, la figure 2 est un schéma bloc du dispositif de la figure 1, la figure 3 montre des sondes ultrasonores appartenant au dispositif de la figure 1, la figure 3 A est une vue de détail de la face d'application d'une des sondes ultrasonore de la figure 3, la figure 4 est une vue en coupe de la sonde de la figure 3A, dans une variante de l'invention, la figure 5 est un exemple schématique de courbe de mesure du temps de vol d'une onde de cisaillement entre les sondes ultrasonores du dispositif de caractérisation de la figure 1, en fonction du déplacement relatif desdites sondes ultrasonores, et la figure 6 montre une courbe de variation d'un paramètre d'élasticité en fonction du déplacement relatif desdites sondes ultrasonores. DESCRIPTION PLUS DETAILLEE 'In the drawings: FIG. 1 is a schematic view of a characterization device according to an embodiment of the invention, FIG. 2 is a block diagram of the device of FIG. 1, FIG. 3 shows ultrasonic probes belonging to FIG. FIG. 3A is a detail view of the application face of one of the ultrasonic probes of FIG. 3, FIG. 4 is a sectional view of the probe of FIG. 3A, in a FIG. FIG. 5 is a schematic example of a curve for measuring the time of flight of a shear wave between the ultrasonic probes of the characterization device of FIG. 1, as a function of the relative displacement of said ultrasonic probes, and FIG. 6 shows a curve of variation of an elastic parameter as a function of the relative displacement of said ultrasound probes. DETAILED DESCRIPTION

Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.In the different figures, the same references designate identical or similar elements.

Les figures 1 et 2 représentent un dispositif de caractérisation 1 pour caractériser la peau P d'un mammifère animal ou humain. Chez l'être humain, la peau P peut présenter une épaisseur totale de l'ordre de 1 à 3 mm, couramment de l'ordre de 1 mm, suivant l'endroit du corps dans les cas courants. La peau P se compose de l'épiderme situé à la surface de la peau et présentant une faible épaisseur par exemple de l'ordre de 0,1 mm, et du derme qui est sous-jacent à l'épiderme. Le derme recouvre une couche de graisse sous-cutanée.Figures 1 and 2 show a characterization device 1 for characterizing the skin P of an animal or human mammal. In humans, the skin P may have a total thickness of the order of 1 to 3 mm, usually of the order of 1 mm, depending on the location of the body in the usual cases. The skin P consists of the epidermis located on the surface of the skin and having a small thickness, for example of the order of 0.1 mm, and the dermis which is underlying the epidermis. The dermis covers a layer of subcutaneous fat.

Le dispositif de caractérisation 1 peut comporter un dispositif de mesure 2 et un dispositif de commande externe 3.The characterization device 1 may comprise a measuring device 2 and an external control device 3.

Le dispositif de commande externe 3 peut par exemple être un ordinateur, un « smartphone » ou autre. Le dispositif de commande externe 3 peut être relié au dispositif de mesure 2 par une liaison 4 pour la transmission de données et commandes. La liaison 4 peut être une liaison filaire comme représenté, par exemple une liaison USB, ou une liaison sans fil.The external control device 3 may for example be a computer, a "smartphone" or other. The external control device 3 can be connected to the measuring device 2 via a link 4 for the transmission of data and commands. The link 4 may be a wired link as shown, for example a USB link, or a wireless link.

Le dispositif de mesure 2 est un appareil portatif destiné à être tenu à la main par un utilisateur. Il peut comporter des première et deuxième sondes 5, 6 qui sont montées sur un support rigide 7. Les sondes 5, 6 sont mobiles en translation l'une par rapport à l'autre dans leur direction d'alignement mutuel D, parallèlement à la peau P, de façon à pouvoir être écartées ou rapprochées l'une de l'autre. Dans l'exemple représenté, la première sonde 5 est fixée rigidement au support 7, tandis que la deuxième sonde 6 est montée coulissante sur le support 7 dans la direction D.The measuring device 2 is a portable device intended to be hand-held by a user. It may comprise first and second probes 5, 6 which are mounted on a rigid support 7. The probes 5, 6 are movable in translation relative to one another in their mutual alignment direction D, parallel to the skin P, so as to be spaced apart or close to each other. In the example shown, the first probe 5 is rigidly fixed to the support 7, while the second probe 6 is slidably mounted on the support 7 in the direction D.

Les sondes 5, 6 peuvent se présenter sous la forme de deux barreaux sensiblement cylindriques parallèles, perpendiculaires chacun à la peau P . Les sondes 5, 6 possèdent, à leur extrémité venant en contact avec la peau P , des faces d'application respectives coplanaires. Les sondes 5, 6 peuvent éventuellement être portées par des premier et deuxième bras, respectivement 8, 9, qui les relient au support 7. Le bras 9 peut éventuellement coulisser dans une fente 10 appartenant au support 7.The probes 5, 6 may be in the form of two substantially cylindrical parallel bars, each perpendicular to the skin P. The probes 5, 6 have, at their end coming into contact with the skin P, respective coplanar application faces. The probes 5, 6 may possibly be carried by first and second arms, respectively 8, 9, which connect them to the support 7. The arm 9 may optionally slide in a slot 10 belonging to the support 7.

Comme représenté schématiquement sur la figure 2, le dispositif de mesure 2 comporte un actionneur pour commander le déplacement relatif des sondes 5, 6. Cet actionneur peut par exemple être un moteur pas-à-pas 11 (M) ou similaire, entraînant une crémaillère 12 par l'intermédiaire d'un pignon (non représenté). Ces éléments sont contenus dans le support 7, qui peut être par exemple un boîtier en métal ou matière plastique.As shown diagrammatically in FIG. 2, the measuring device 2 comprises an actuator for controlling the relative displacement of the probes 5, 6. This actuator may for example be a stepping motor 11 (M) or the like, driving a rack 12 via a pinion (not shown). These elements are contained in the support 7, which may be for example a metal or plastic housing.

Dans l'exemple considéré, le moteur 11 peut être solidaire du support 7, lui-même solidaire de la première sonde 5, et la crémaillère 12 solidaire de la deuxième sonde 6. Le moteur 11 ou autre actionneur et les sondes 5, 6, sont reliés à un circuit électronique de contrôle 13 (CTRL) , lui-même communiquant avec le dispositif de commande externe 3 par la liaison 4. Le circuit électronique de contrôle 13 commande le moteur 11 et les sondes 5, 6.In the example considered, the motor 11 may be integral with the support 7, itself secured to the first probe 5, and the rack 12 secured to the second probe 6. The motor 11 or other actuator and the probes 5, 6, are connected to an electronic control circuit 13 (CTRL), itself communicating with the external control device 3 via the link 4. The electronic control circuit 13 controls the motor 11 and the probes 5, 6.

Comme représenté sur les figures 3 et 3A, les sondes 5, 6 peuvent comporter, sur leurs faces d'application destinées à venir en contact avec la surface extérieure de la peau P , des aspérités telles que des crampons 14 qui déforment localement la peau P lorsque les sondes 5, 6 sont appliquées sur ladite surface, en permettant auxdites sondes de « s'accrocher » sur la surface de la peau P. Les déplacements relatifs des sondes 5, 6 dans la direction D se traduisent donc par des extensions de la peau P.As shown in FIGS. 3 and 3A, the probes 5, 6 may comprise, on their application faces intended to come into contact with the outer surface of the skin P, asperities such as crampons 14 which locally deform the skin P. when the probes 5, 6 are applied to said surface, allowing said probes to "catch" on the surface of the skin P. The relative displacements of the probes 5, 6 in the direction D therefore result in extensions of the skin P.

Par « extension », on entend ici la variation dimensionnelle de la peau P dans la direction D, correspondant au déplacement relatif x des sondes 5, 6 à partir de la position initiale qu'elles avaient au moment de l'application sur la peau P. Par convention, on considérera ici que cette extension x est : positive lorsqu'elle correspond à un allongement ou étirement de la peau P, négative lorsqu'elle correspond à un rapprochement des sondes 5, 6, c'est-à-dire à une « contraction » de la peau P, nulle en l'absence de déformation de la surface P (position initiale des sondes 5, 6).By "extension" is meant here the dimensional change of the skin P in the direction D, corresponding to the relative displacement x of the probes 5, 6 from the initial position they had at the time of application to the skin P By convention, it will be considered here that this extension x is: positive when it corresponds to an elongation or stretching of the skin P, negative when it corresponds to an approximation of the probes 5, 6, that is to say to a "contraction" of the skin P, zero in the absence of deformation of the surface P (initial position of the probes 5, 6).

Dans l'exemple représenté, les crampons 14 sont disposés sur une couronne annulaire, respectivement 5a, 6a, à la périphérie des faces d'application des sondes 5, 6, et lesdites faces d'application comportent respectivement des zones centrales 5b, 6b lisses qui forment interfaces avec la surface P pour transmettre ou capter des ondes ultrasonores de compression.In the example shown, the crampons 14 are arranged on an annular ring, respectively 5a, 6a, at the periphery of the application faces of the probes 5, 6, and said application faces respectively comprise central zones 5b, 6b smooth which form interfaces with the surface P for transmitting or sensing ultrasonic waves of compression.

On notera que l'accrochage des faces d'application des sondes 5, 6 sur la peau P pourrait être obtenu par tout autre moyen due les crampons P, par exemple toute autre rugosité des faces d'application ou tout produit interposé entre les faces d'application et la peau (adhésif, gel comportant des particules abrasives ou similaires, etc.). L'une des sondes 5, 6 est utilisée pour générer les ondes élastiques de cisaillement dans le milieu T, par exemple la première sonde 5, et l'autre sonde est utilisée pour détecter le passage des ondes de cisaillement après propagation dans la peau P, par exemple la deuxième sonde 6. Dans ce qui suit, on considérera pour simplifier, que les ondes de cisaillement sont générées par la première sonde 5 dite sonde de génération d'onde de cisaillement, et détectées par la deuxième sonde 6 dite sonde échographique, mais l'inverse serait possible également.Note that the attachment of the application faces of the probes 5, 6 on the skin P could be obtained by any other means due to the crampons P, for example any other roughness of the application faces or any product interposed between the faces of application and the skin (adhesive, gel comprising abrasive particles or the like, etc.). One of the probes 5, 6 is used to generate the elastic shear waves in the medium T, for example the first probe 5, and the other probe is used to detect the passage of the shear waves after propagation in the skin P , for example the second probe 6. In what follows, it will be considered for simplicity that the shear waves are generated by the first probe 5 called the shear wave generation probe, and detected by the second probe 6 called ultrasound probe. but the opposite would be possible too.

Les deux sondes 5, 6 comportent ici chacune au moins un transducteur ultrasonore dans l'exemple considéré ici, mais la sonde utilisée pour générer les ondes de cisaillement pourrait être éventuellement un autre dispositif tel que dispositif de percussion mécanique capable de générer un choc au niveau de la surface de la peau P, un haut-parleur ou pot vibrer générant des impulsions acoustiques basse fréquence, ou autre.The two probes 5, 6 here each comprise at least one ultrasonic transducer in the example considered here, but the probe used to generate the shear waves could possibly be another device such as mechanical percussion device capable of generating a shock at the of the surface of the skin P, a loudspeaker or pot vibrate generating low frequency acoustic pulses, or other.

Lorsque la sonde de génération d'onde de cisaillement 5 comporte un transducteur ultrasonore, elle génère une onde ultrasonore de compression de préférence focalisée dans l'épaisseur de la peau et notamment dans le derme, à une profondeur comprise par exemple entre 0,1 et 3 mm, de préférence entre 0,1 et 1 mm (notamment à une profondeur de l'ordre de 0,5 mm) . Cette onde ultrasonore est émise pendant un temps bref à chaque mesure, et génère l'onde de cisaillement en déplaçant les tissus de la peau par un phénomène de pression de radiation, connu en soi.When the shear wave generation probe 5 comprises an ultrasonic transducer, it generates an ultrasound wave of compression preferably focused in the thickness of the skin and in particular in the dermis, to a depth of, for example, between 0.1 and 3 mm, preferably between 0.1 and 1 mm (in particular at a depth of the order of 0.5 mm). This ultrasonic wave is emitted for a short time at each measurement, and generates the shear wave by moving the skin tissues by a phenomenon of radiation pressure, known per se.

Pour pouvoir focaliser l'onde ultrasonore de compression à une telle faible profondeur, la face d'extrémité 5b du transducteur est de préférence concave. Eventuellement, comme représenté sur la figure 4, la sonde de génération d'onde de cisaillement 5 peut comporter un transducteur 16 par exemple cylindrique, engagé dans un tube 15 et disposé de façon que la face d'extrémité concave 5b du transducteur 16 soit disposée en retrait dans le tube 15, à une distance hl de la face d'extrémité 5a du tube 15 qui forme la face d'application de la sonde 5. Le point de focalisation 18 du transducteur 16 se trouve ainsi à faible profondeur h2 dans la peau P, par exemple à 0,5 mm. Lors des mesures, un gel 17 tel que ceux utilisés couramment en imagerie échographique est généralement interposé entre le transducteur 16 et la peau P. Eventuellement, le retrait hl du transducteur 16 dans le tube 15 peut être réglable pour s'adapter à des peaux d'épaisseur variable.In order to be able to focus the ultrasonic compression wave at such a shallow depth, the end face 5b of the transducer is preferably concave. Optionally, as shown in FIG. 4, the shear wave generation probe 5 may comprise a transducer 16, for example cylindrical, engaged in a tube 15 and arranged so that the concave end face 5b of the transducer 16 is arranged. recessed in the tube 15, at a distance hl from the end face 5a of the tube 15 which forms the application face of the probe 5. The focusing point 18 of the transducer 16 is thus at shallow depth h2 in the skin P, for example at 0.5 mm. During measurements, a gel 17 such as those commonly used in ultrasound imaging is generally interposed between the transducer 16 and the skin P. Optionally, the shrinkage h1 of the transducer 16 in the tube 15 can be adjustable to suit the skin of the patient. variable thickness.

Lorsqu'on souhaite effectuer des mesures pour caractériser la peau P, on applique les sondes 5, 6 sur la surface de la peau P et on lance une série de mesures à l'aide du dispositif de commande externe 3.When it is desired to carry out measurements for characterizing the skin P, the probes 5, 6 are applied to the surface of the skin P and a series of measurements is started using the external control device 3.

Le dispositif de commande externe 3 fait effectuer, par l'intermédiaire du circuit électronique de contrôle 13, une première mesure dans la position initiale des sondes 5, 6 (c'est-à-dire pour une extension x = 0 de la peau P). Au cours de cette mesure, le circuit électronique de contrôle 13 fait émettre une onde de cisaillement par la sonde 5, de façon connue en soi, par exemple en faisant émettre à cette sonde 5 une onde ultrasonore de compression focalisée dans la peau, par exemple sur le principe général expliqué dans le document W02004/021038.The external control device 3 makes, by means of the electronic control circuit 13, a first measurement in the initial position of the probes 5, 6 (that is to say for an extension x = 0 of the skin P ). During this measurement, the electronic control circuit 13 causes a shear wave to be emitted by the probe 5, in a manner known per se, for example by causing the probe 5 to transmit an ultrasound wave of compression focused in the skin, for example on the general principle explained in W02004 / 021038.

Puis le circuit électronique de contrôle 13 fait détecter le passage de cette onde de cisaillement par la sonde échographique 6. A cet effet, le circuit électronique de contrôle 13 fait émettre par la sonde échographique 6 des ondes ultrasonores de compression, de préférence non focalisées ou focalisées à longue distance, à cadence rapide (par exemple 300 tirs par seconde ou plus), et ladite sonde échographique 6 capte les signaux ultrasonores réverbérés par la peau, comme expliqué notamment dans les documents WOOO/55616 et W02004/021038 : ces mesures permettent (notamment grâce à la présence de particules réfléchissantes des ultrasons dans la peau P) de déterminer les déplacement ou déformations internes de la peau P au cours du temps en regard de la sonde échographique 6, par exemple par des calculs de corrélation sur les signaux captés, et donc de repérer le passage de l'onde élastique de cisaillement en regard de la sonde échographique 6, et ce à chaque profondeur dans la peau P. Par exemple, le passage de l'onde de cisaillement peut ainsi être repéré à un nombre prédéterminé de profondeurs dans la peau, par exemple entre 10 et 30 profondeurs. Le circuit électronique de contrôle 13 détermine alors, à chaque profondeur, le temps de vol t de l'onde de cisaillement entre les sondes 5, 6 ou un autre paramètre représentatif du temps de vol, ou encore une autre donnée de propagation représentative de la propagation de l'onde de cisaillement. Cette donnée t de propagation de l'onde de cisaillement est transmise par le dispositif de contrôle 13 au dispositif de commande externe 3, qui dispose par ailleurs du déplacement x correspondant à chaque mesure par rapport à la position initiale des sondes (en l'occurrence x = 0 pour la mesure initiale).Then the electronic control circuit 13 makes it possible to detect the passage of this shear wave by the ultrasound probe 6. For this purpose, the electronic control circuit 13 causes ultrasound probe 6 to emit ultrasonic compression waves, preferably unfocused, or long-distance focused, fast rate (for example 300 shots per second or more), and said ultrasound probe 6 captures ultrasonic signals reverberated by the skin, as explained in particular in documents WO00 / 55616 and WO2004 / 021038: these measurements allow (in particular by virtue of the presence of ultrasonic reflective particles in the skin P) of determining the internal displacements or deformations of the skin P over time in relation to the ultrasound probe 6, for example by correlation calculations on the signals picked up , and therefore to locate the passage of the elastic shear wave opposite the ultrasound probe 6, and this to c For example, the passage of the shear wave can be located at a predetermined number of depths in the skin, for example between 10 and 30 depths. The electronic control circuit 13 then determines, at each depth, the flight time t of the shear wave between the probes 5, 6 or another parameter representative of the flight time, or else another propagation datum representative of the propagation of the shear wave. This shear wave propagation datum t is transmitted by the control device 13 to the external control device 3, which furthermore has the displacement x corresponding to each measurement with respect to the initial position of the probes (in this case x = 0 for the initial measurement).

Cette étape de mesure est réitérée en déplaçant successivement la deuxième sonde 6 selon la direction D, de préférence dans les deux sens à parti de la position initiale, et ce tout en maintenant les sondes 5, 6 appliquées contre la surface P, de façon que les déplacements de la sonde 6 se traduisent par des extensions x différentes appliquées à la surface P, avec la convention de signe mentionnée ci-dessus.This measuring step is repeated by successively moving the second probe 6 in the direction D, preferably in both directions from the initial position, while maintaining the probes 5, 6 applied against the surface P, so that the displacements of the probe 6 result in different extensions x applied to the surface P, with the sign convention mentioned above.

Au cours de ces étapes successives, les données successives t de propagation d'ondes de cisaillement sont transmises par le circuit électronique de contrôle 13 au dispositif de commande 2, qui dispose ainsi de ces données en regard des extensions successives x (et donc de la distance d=dO + x entre les sondes 5, 6).During these successive steps, the successive shear wave propagation data t are transmitted by the control electronic circuit 13 to the control device 2, which thus disposes of these data in relation to the successive extensions x (and therefore of the distance d = dO + x between the probes 5, 6).

Le dispositif de mesure 2 dispose ainsi, à chaque profondeur de mesure, d'une courbe t=f(x) telle que par exemple celle représentée sur la figure 4. A partir de ces données de propagation, le dispositif de commande externe 3 peut déterminer la célérité de l'onde élastique de cisaillement c=t/d en fonction de l'extension x, pour chaque profondeur de mesure. La célérité c constitue un premier paramètre rhéologique d'élasticité de la peau P qui peut être obtenu par le procédé selon l'invention pour caractériser la peau.The measuring device 2 thus has, at each measurement depth, a curve t = f (x) such as for example that represented in FIG. 4. From this propagation data, the external control device 3 can determine the velocity of the elastic shear wave c = t / d as a function of the extension x, for each depth of measurement. Celerity c constitutes a first rheological parameter of elasticity of the skin P which can be obtained by the method according to the invention for characterizing the skin.

On notera que la célérité c pourrait être déterminée directement par le circuit électronique de contrôle 13 et transmise au dispositif de commande externe 3. A partir de la célérité c, le dispositif de commande 2 peut déterminer, pour chaque valeur de x et pour chaque profondeur, d'autres paramètres rhéologiques d'élasticité de la peau P, par exemple le module d'Young E, nr par la formule c= — , où p est la densité du milieu T, ouNote that the celerity c could be determined directly by the electronic control circuit 13 and transmitted to the external control device 3. From the c speed, the control device 2 can determine, for each value of x and for each depth , other rheological parameters of elasticity of the skin P, for example the Young's modulus E, nr by the formula c = -, where p is the density of the medium T, or

V3P encore le module de cisaillement μ = E /3, ou l'élasticité de cisaillement μΐ comme expliqué par exemple dans le document W02004/021038.V3P still the shear modulus μ = E / 3, or the shear elasticity μΐ as explained for example in the document WO2004 / 021038.

On obtient ainsi, pour chaque profondeur de mesure, une courbe C du paramètre rhéologique considéré en fonction de l'extension, par exemple le module d'Young E dans le cas de la figure 6. A partir de cette courbe C, le dispositif de commande externe 3 peut en outre calculer tout paramètre représentatif des variations d'élasticité de la peau en fonction de l'extension x, aux différentes profondeurs de mesure, par exemple : la valeur minimale (EO dans le cas de la figure 6) d'un des paramètres rhéologiques susmentionnés ou un paramètre représentatif de cette valeur minimale, au niveau d'un minimum A (dérivée nulle) de la courbe C qui correspond à la valeur de ce paramètre pour une tension nulle de la peau, la pente de la courbe C, par exemple la pente moyenne correspondant à la pente d'un segment P compris entre deux points A, B de la courbe C (A peut ici être le minimum susmentionné ou un autre point, tout autre paramètre rhéologique de non-linéarité d'élasticité de la peau P, c'est-à-dire un paramètre de non-linéarité dans un modèle représentatif des variations du paramètre rhéologique d'élasticité de la peau en fonction de l'extension x (paramètre a dans un modèle ayant une composante en a.x11, avec n>l) . Il peut s'agir par exemple du coefficient de Landau appelé module d'élasticité élastique de cisaillement de troisième ordre A, mentionné par exemple par Gennisson et al. (Acoustoelasticity in soft solids: "Assessment of the non-linear shear modulus with the acoustic radiation force"; J Acoust. Soc. Am 122 (6) , December 2007; p. 3211-3219) ; ce paramètre A peut être calculé notamment comme expliqué dans le document WO2011028719. L'invention permet donc d'obtenir, de façon rapide et non invasive, des données rhéologiques représentatives des variations d'élasticité de la peau en fonction de son extension, particulièrement utiles pour la cosmétologie ou la dermatologie afin de caractériser l'état de la peau.This gives, for each measurement depth, a curve C of the rheological parameter considered as a function of the extension, for example the Young's modulus E in the case of FIG. 6. From this curve C, the device of FIG. external control 3 can further calculate any parameter representative of the variations in elasticity of the skin as a function of the extension x, at the different depths of measurement, for example: the minimum value (EO in the case of FIG. 6) of one of the above-mentioned rheological parameters or a parameter representative of this minimum value, at a minimum A (zero derivative) of the curve C which corresponds to the value of this parameter for a zero tension of the skin, the slope of the curve C, for example the average slope corresponding to the slope of a segment P between two points A, B of the curve C (A may be the aforementioned minimum or another point, any other rheological parameter of non-linearity of elastici skin T, that is, a non-linearity parameter in a model representative of the variations in the rheological parameter of elasticity of the skin as a function of the extension x (parameter a in a model with a component in a.x11, with n> l). It may be for example the Landau coefficient called modulus of elastic shear elasticity of third order A, mentioned for example by Gennisson et al. (Acoustoelasticity in soft solids: "Assessment of the non-linear shear modulus with the acoustic radiation force", Acoust, Am 122 (6), December 2007, pp. 3211-3219); this parameter A can be calculated in particular as explained in the document WO2011028719. The invention therefore makes it possible to obtain, in a rapid and non-invasive manner, rheological data representative of the variations of elasticity of the skin as a function of its extension, which are particularly useful for cosmetology or dermatology in order to characterize the condition of the skin. skin.

Claims

1. A method for characterizing the skin (P), this method comprising several successive measurement steps during which a shear wave is propagated in a measurement zone belonging to the skin of a mammal (P) and measuring at least one propagation datum related to the propagation of the shear wave in the measurement zone, while imposing on the skin (P), in said measurement zone, different extensions of a measuring step to the other, wherein during each measuring step the shear wave is generated by a shear wave generation probe (5) applied against the outer surface of the skin, said propagation using an ultrasound probe (6) applied against said outer surface, and said different extensions are imposed on said outer surface by spacing apart from each other or bringing the generation probe closer to each other. shear wave and the ultrasound probe between two measuring steps, substantially without sliding said probes with respect to said outer surface, the method further comprising at least one characterization step in which is determined, from said measurements, at least a data representative of the variations of elasticity of the skin as a function of the extension.

2. Method according to claim 1, wherein the propagation data measured during each measurement step comprises at least one parameter representative of a flight time of the shear wave between two determined points in the skin.

3. Method according to any one of the preceding claims, wherein during each measuring step, the passage of the shear wave is detected by causing the ultrasound probe (6) to emit acoustic waves of compression, at least 300 pulses of ultrasonic compression waves per second, ultrasonic signals reverberated by the skin are sensed by said ultrasound probe (6) and internal displacements of the skin are thus determined at the passage of the shear respectively.

4. Method according to any one of the preceding claims, in which during each measuring step, the shear wave is generated by making emit by the shear wave generation probe (5), an ultrasonic wave. focused excitation in the skin.

5. Method according to any one of the preceding claims, wherein during the characterization step, at least one rheological parameter of elasticity of the peel is determined as a function of the extension and said at least one representative data of skin elasticity variations as a function of extension, is chosen from: a curve of variation of the rheological parameter of elasticity of the skin as a function of the extension, a value of the rheological parameter of elasticity of the skin at the level of a minimum of a curve of variation of said rheological parameter of elasticity as a function of the extension, a slope of a curve of variation of the rheological parameter of elasticity of the skin as a function of the extension, a parameter of non-linearity in a model representative of the variations of the rheological parameter of elasticity of the skin as a function of extension.

The method according to claim 5, wherein said rheological parameter of elasticity determined during the characterization step is representative of a parameter chosen from the c speed of the shear wave, the Young's modulus E, the shear modulus μ, the shear elasticity μΐ and the shear viscosity μ2.

A skin characterization device, comprising: a shear wave generation probe (5) adapted to be applied against the skin (P) of a mammal and for generating in the skin a shear wave, a probe ultrasound device (6) adapted to be applied against the skin (P) and for measuring at least one datum related to the propagation of the shear wave in a skin measurement zone (P), a driving device (11) , 12) for relative displacement between the shear wave generation probe (5) and the ultrasound probe (6) either moving them away from each other or bringing them closer to each other , a control device (3, 13) for controlling the shear wave generation probe (5), the ultrasound probe (6) and the driving device (11, 12), the control device (3). , 13) being adapted to carry out successive measurements of said propagation data of the shear wave only in the measuring zone, and to move the shear wave generation probe (5) and the ultrasound probe (6) relative to one another by the driving device (11, 12). between two measurements, characterization means (3) adapted to determine, from said measurements, at least one data representative of the variations of elasticity of the skin as a function of the extension.

8. Device according to claim 7, wherein the shear wave generation probe (5) has an application face (5a) adapted to be applied against the skin and comprises an ultrasonic transducer (16) adapted to emit a ultrasonic compression wave focused at a distance (h2) between 0.1 and 1 mm from said application face (5a).

The device of claim 7 or claim 8, wherein the shear wave generation probe (5) and the ultrasound probe (6) comprise. each one a single ultrasound transducer.

The device according to any one of claims 7 to 9, wherein the shear wave generation probe (5) and the ultrasound probe (6) each comprise means (5a, 5b, 6a, 6b) for preventing sliding between said probes (5, 6) and the skin (P) when the shear wave generation probe (5) and the ultrasound probe (6) are applied against the skin.