FR3137268A1 - Procédé d’analyse d’une sueur présente sur une peau d’un utilisateur et dispositif d’analyse pour mettre en œuvre un tel procédé - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé d’analyse d’une sueur présente sur une peau d’un utilisateur. Le procédé comprend une première étape de collecte de la sueur présente sur la peau de l’utilisateur par l’intermédiaire d’un moyen de collecte que comprend une première face d’un boîtier (2) et une deuxième étape d’amenée de la sueur collectée vers un moyen d’analyse (200) que comprend une deuxième face (12) du boîtier (2) pourvue d’un canal microfluidique (120). Le procédé comprend - une troisième étape de mesure d’une première conductance (C1, C2,…. Cn) par une première électrode (22a) logée à l’intérieur du canal microfluidique (120), une quatrième étape de mesure d’une deuxième conductance (C1’, C2’,…. Cn’) par une deuxième électrode (22b) logée à l’intérieur du canal microfluidique (120) et placée à une distance d’électrode (L) de la première électrode (22a), une cinquième étape de détermination d’un intervalle de temps (Δt1, Δt2,…. Δtn) écoulé pour que la deuxième conductance (C1’, C2’,…. Cn’) soit égale à la première conductance (C1, C2,…. Cn) et une sixième étape de calcul d’un débit de sueur produit par la peau de l’utilisateur. (Figure 4)
Description
Le domaine de la présente invention est celui des procédés d’analyse d’une sueur présente sur une peau d’un utilisateur. Elle a pour objet un tel procédé d’analyse d’une sueur présente sur une peau d’un utilisateur ainsi qu’un dispositif d’analyse pour mettre en œuvre un tel procédé.
Le document WO 2018/017619 décrit un dispositif d’analyse d’une sueur d’un utilisateur. Le dispositif est configuré pour mesurer une conductivité de la sueur, une conductance cutanée de la peau et un taux de transpiration volumétrique. A cet effet, le dispositif est prévu pour être placé sur une peau de l’utilisateur et le dispositif comprend un capteur de conductivité de la sueur, un capteur de conductance cutanée et un capteur de taux de transpiration volumétrique.
Le dispositif comprend une zone de collecte de sueur qui est concave et qui conduit la sueur de la peau vers une entrée. L’entrée est en communication fluidique avec un canal microfluidique qui se termine dans une sortie ou un réservoir de collecte de sueur.
Le capteur de conductivité de la sueur comprend une pluralité d’électrodes de conductivité qui sont placées sur un substrat, tel qu'une carte de circuit imprimé, et qui sont disposées dans le canal microfluidique, de préférence près de l'entrée.
Le capteur de conductance cutanée comprend une pluralité d’électrodes de conductance qui sont agencées sur le dispositif de sorte que les électrodes de conductance entrent en contact avec la peau de l’utilisateur à l'extérieur de la zone de collecte.
Le capteur de taux de transpiration volumétrique comprend une pluralité d’électrodes de taux de sudation volumétrique qui sont également portées sur le substrat et disposées dans le canal microfluidique.
Pendant le fonctionnement du dispositif, lorsque l’utilisateur commence à transpirer, un échantillon de sueur pénètre dans le dispositif au niveau de l'entrée et se déplace à l’intérieur du canal microfluidique. Lorsque la sueur s'écoule et entre en contact avec l'électrode de conductivité, le dispositif mesure la conductivité de l'échantillon de sueur. De même, à mesure que la sueur se déplace dans le canal microfluidique, la sueur entre en contact avec les électrodes successives de taux de sudation volumétrique, ce que le dispositif interprète comme de la sueur présente au niveau de l'électrode contactée. Le dispositif utilise la présence de sueur à chaque électrode, ainsi qu’un volume rempli du canal microfluidique et un temps de contact pour déterminer le taux de transpiration volumétrique. Il en résulte que le canal microfluidique est suffisamment long pour loger successivement les électrodes entre l’entrée et la sortie.
Dans certains modes de réalisation du dispositif, chaque électrode de taux de sudation volumétrique est également configurée pour mesurer la conductivité de la sueur lorsque la sueur entre en contact avec elle.
Certains modes de réalisation du dispositif peuvent comprendre un capteur de débit massique microthermique, un capteur de pression ou d'autres moyens appropriés pour déterminer indépendamment le taux de sudation.
D'autres modes de réalisation du dispositif peuvent comprendre un capteur de température, ou bien un capteur de température peut être incorporé dans l'une des électrodes de conductance.
Certains modes de réalisation sont configurés avec un canal microfluidique jetable, alors que d'autres modes de réalisation incluent un canal microfluidique réutilisable qui est nettoyé entre les utilisations, par exemple en retirant le canal microfluidique du dispositif et en le rinçant avec de l'air, de l'eau déminéralisée ou une solution de nettoyage.
On comprend qu’un tel dispositif réalise une mesure volumétrique qui implique un stockage de la sueur dans le canal microfluidique. Ainsi, la mesure de débit se fait en continu, à mesure que le canal microfluidique se remplit. Cependant, une fois celui-ci plein, il n’est plus possible de continuer les mesures sans vider le canal microfluidique ce qui présente plusieurs inconvénients : soit il est nécessaire que la zone de collecte soit de petites dimensions afin de réduire une vitesse de remplissage, soit il est nécessaire que le canal microfluidique soit long pour prolonger la mesure, soit il est nécessaire de faire une combinaison des deux.
Un premier problème est que l’utilisation d’une petite zone de collecte combinée à un long canal microfluidique de mesure peut entraîner des problèmes découlant de la friction exercée par des parois délimitant le canal microfluidique sur la sueur collectée obligeant les glandes eccrines à forcer de plus en plus pour émettre la sueur. En outre, la réduction de la zone de collecte, à quelques millimètres de diamètre en général, entraîne une perte de précision très importante. De plus, en réduisant la zone de collecte, on augmente de façon exponentielle une erreur d’inférence. Ensuite, des infiltrations inévitables de sueur venant d’autres zones que la zone de collecte sont la cause d’erreurs qui influent lourdement sur la mesure finale. Ce problème d’infiltration apparait dès lors que l’utilisateur réalise un effort intense. Si, de plus, le dispositif est fixé avec des adhésifs, on observe des problèmes de décollage, des problèmes d’allergie, des problèmes de poches de sueur se déplaçant sous l’adhésif, potentiellement jusqu’à la zone de collecte.
Un autre problème lié aux dispositifs utilisant une entrée posée sur la peau et mesurant le débit de sueur de façon volumétrique, en stockant la sueur dans un canal microfluidique le plus long possible, réside dans des pertes de sueur qui s’échappent de la zone de collecte. En effet, la sueur remplissant le long canal microfluidique de mesure du débit est soumise à une pression croissante. Cette pression est directement supportée par les glandes eccrines qui alimentent le canal microfluidique, c’est-à-dire les glandes eccrines se trouvant dans une zone particulière proche de l’entrée. Cette zone particulière est généralement petite, de quelques millimètres carrés, et comprend donc peu de glandes eccrines. En effet, une entrée trop grande est incompatible avec ce type de mesure par stockage de la sueur, car il y aurait trop de glandes eccrines et le canal microfluidique pourrait se remplir beaucoup trop vite selon les personnes et leur taux de sudation respectif. Ainsi, lorsque la pression augmente lors du remplissage du canal microfluidique, il en résulte des problèmes de fuite au niveau de l’entrée. On observe que l’utilisation d’une mesure volumétrique avec stockage de la sueur présuppose l’utilisation de petites entrées et nécessite des dimensionnements du canal microfluidique dépendants du débit sudoral de l’utilisateur, car un même canal peut se remplir lentement chez une personne et très rapidement chez une autre. A dimension donnée, il est donc impossible de fournir une durée d’utilisation fixe, celle-ci variant de façon très sensible d’un utilisateur à un autre. La seule solution est de prévoir des dimensionnements différents et de proposer une gamme de dispositifs couvrant les petits, moyens et grands débits, ce qui complexifie grandement une exploitation industrielle d’un tel dispositif.
Il résulte des dispositifs connus de l’art antérieur une somme de problèmes qu’il convient de résoudre.
Un premier problème réside dans le fait qu’un tel agencement du dispositif ne permet pas une circulation optimisée de la sueur à l’intérieur du canal microfluidique.
Un deuxième problème réside dans le fait qu’un tel dispositif n’est pas adapté de façon à pouvoir effectuer au moins une mesure à la minute dans le canal microfluidique.
Un troisième problème réside dans le fait qu’un tel dispositif n’est pas adapté de façon à pouvoir effectuer au moins une mesure à la minute.
La présente invention s’inscrit dans ce contexte et propose un dispositif d’analyse de la sueur apte à résoudre les problèmes susvisés. Le dispositif d’analyse est apte à analyser la sueur secrétée par la peau d’un utilisateur contre laquelle le dispositif est apposé.
Dans sa généralité, le dispositif comprend un boîtier comprenant une première face pourvue d’un moyen de collecte agencé en un collecteur de sueur de grande taille et une deuxième face équipée d’une puce microélectronique qui est apte à mesurer, en temps réel à l’intérieur d’un canal microfluidique, une concentration de NaCl et un débit de sueur par analyse d’une variation de conductance de la sueur avant que celle-ci ne soit évacuée. Ce dispositif est jetable et se clipse sur un brassard permettant la lecture et l’envoi de données par des moyens de communication à distance en relation avec la puce microélectronique à un dispositif de réception, tel qu’un téléphone portable ou analogue. Les données transmises sont ensuite stockées sur un moyen de stockage pour être analysées et pour fournir des statistiques de performance.
Le collecteur de sueur est d’une taille comprise entre 7 cm2et 10 cm2ce qui permet d’échantillonner au moins 700 glandes eccrines, notamment au niveau ventral de l’avant-bras par exemple. Le collecteur de sueur comporte une face concave bordée par un rebord qui enserre une zone de collecte permettant un écoulement rapide et précis de la sueur.
Le brassard exerce une force d’appui adaptée sur le collecteur de sueur pour que, grâce au rebord de quelques centaines de microns de hauteur, la zone de collecte soit parfaitement isolée du reste du corps. Il en résulte que la sueur ne peut franchir le rebord soit pour entrer dans la zone de collecte soit pour en sortir. Il en découle une précision idoine de la collecte de sueur par rapport à la surface de collecte. Autrement dit, la sueur collectée par le dispositif provient uniquement et en totalité de la surface de collecte du dispositif. En effet, une moindre contamination de la zone de collecte peut avoir des répercussions très importantes au niveau d’une inférence de la collecte effectuée. Aussi, le collecteur de sueur présente une concavité et des reliefs permettant l’écoulement rapide de la sueur. La concavité est étudiée de telle sorte qu’une force de fermeture du brassard est transmise au rebord du collecteur de sueur qui fait pression sur la peau de l’utilisateur. De cette pression résulte un bourrelet de peau que le collecteur de sueur épouse, sans écraser le bourrelet de peau afin de permettre un phénomène de capillarité. Le collecteur de sueur comprend des zones hydrophobes et des zones hydrophiles qui permettent de canaliser la sueur qui apparait sous le collecteur de sueur et améliorent et canalisent un déplacement capillaire de sueur vers un orifice central équipant la zone de collecte.
Ces dispositions permettent de ne pas écraser le bourrelet de peau cerné par le rebord se formant en raison de la fermeture du brassard pour ne pas étouffer les glandes eccrines par une pression mécanique trop importante.
Ces dispositions permettent néanmoins d’imposer également une pression hydraulique supplémentaire afin de mesurer un débit de sueur par variation de conductance, tout en évitant de stocker la sueur.
A cette fin, il est évalué un rapport entre une superficie de la zone de collecte échantillonnée, un nombre de glande eccrines présentes dans la zone de collecte, un débit minimal de sueur et une fréquence de la mesure, compte tenu des dimensions du canal microfluidique et des dimensions d’électrodes de mesure utilisées.
L’utilisation du collecteur de sueur avec rebord permet avantageusement d’échantillonner une large surface de peau et d’obtenir la sueur en provenance de plus de 700 glandes eccrines Tout d’abord, le volume de sueur collectée en est augmenté considérablement même lors de petit effort impliquant une faible sudation, de l’ordre de 50 cl/heure, un débit minimal moyen d’environ 0,1 ml/heure (soit 100 mm3/heure). Un tel débit est suffisant pour remplir un canal microfluidique d’une section de passage de 0,1 x 0,9 mm sur un peu plus de 20 mm par minute (cela correspond à un débit de 0,000347 m/s pour cette portion de canal microfluidique), soit la longueur d’une électrode de mesure, toutes les minutes. On peut donc avoir un écoulement suffisant pour que l’électrode de mesure fournisse une nouvelle mesure chaque minute, de façon indépendante de la mesure précédente, puisqu’une nouvelle couche de liquide recouvre l’électrode de mesure.
Afin d’avoir une bonne mesure à un coût abordable, la collecte d’une superficie couvrant au minimum 700 glandes eccrines est essentielle, cela permet d’utiliser au moins un canal microfluidique de 0,1 mm x 0,9 mm2de section de passage et d’y insérer deux électrodes longues de 10 à 20 mm pour une hauteur allant de 30 à 40 microns et une largeur allant de 200 à 300 microns par lamelle (soit 400 à 600 microns pour les deux lamelles de chaque électrode et espacées de 50 à 100 microns). Il en résulte une optimisation du collecteur de sueur, de la taille du canal microfluidique jusqu’au dimensionnement des électrodes de mesure et au débit de sueur.
On comprend que sans mesure du débit, le brassard ne pourrait pas donner d’informations globales concernant le corps de l’utilisateur. En effet, c’est l’inférence statistique des résultats de la zone échantillonnée du corps qui est pertinente. Cette inférence doit sa précision à la mesure faite sur l’échantillon et le débit est la mesure la plus complexe à réaliser puisque la sueur n’est pas stockée.
Pour ces raisons, il est avantageusement proposé par la présente invention de faire une mesure basée sur une variation de conductance dans le canal microfluidique. Ainsi, la mesure se fait durant le moment où la sueur s’écoule dans le canal microfluidique, avant son éjection. On note qu’aucun stockage de la sueur n’est réalisé, la sueur s’écoulant d’un orifice d’entrée vers un orifice de sortie, résolvant ainsi les problèmes de dimensionnement du canal microfluidique en fonction du débit de sueur.
Un tel type de mesure est réalisable par le dispositif de la présente invention pour plusieurs raisons prises seules ou en combinaison : le dispositif présente une grande zone de collecte, le dispositif présente un rebord qui cerne la zone de collecte assurant une étanchéité entre la zone de collecte et l’extérieur de la zone de collecte, le dispositif présente au moins un canal microfluidique de taille appropriée et le dispositif comporte au moins deux électrodes de dimensions appropriées. C’est l’ensemble de ces points qui permet de réaliser la mesure qui va être décrite ci-dessous.
En premier lieu, la large zone de collecte, contenant au minimum 700 glandes eccrines, permet de collecter un débit important de l’ordre de 0,1 ml / heure au minimum.
En second lieu, le canal microfluidique loge au moins deux électrodes aptes à mesurer une conductance de la sueur, dont une première électrode disposée en amont d’une deuxième électrode à l’intérieur du canal microfluidique. Les deux électrodes sont séparées d’une distance d’électrode, et mesurent chacune la conductance de la sueur à un intervalle de temps Δt selon une vitesse découlement. A chaque fois que la conductance du liquide change, une nouvelle mesure du débit est faite.
Lors de l’écoulement de la sueur, la première électrode mesure une première conductance C1, C2,…. Cn, les Ciétant espacés par une fréquence de mesure Fmes, par exemple 1 min (C2est donc mesuré avec une minute d’intervalle par rapport à C1et notons que possiblement C1=C2, etc…).
La deuxième électrode est espacée de la distance d’électrode de la première électrode, et la deuxième électrode est rigoureusement identique à la première électrode. La deuxième électrode mesure la conductance du flux de sueur mais son objectif est de retrouver la mesure réalisée par la première électrode.
Aussi, la deuxième électrode fonctionne en continu, son but étant de déterminer l’intervalle de temps Δt1, Δt2,…. Δtnqui sépare les mesures C1, C2, ….Cnde la première électrode et les mesures C1’, C2’, …,Cn’ de la deuxième électrode, qui sont telles que C1’=C1, C2’=C2….Cn’=Cn sachant que la mesure Ci’ a été faite avec un intervalle de temps Δtipar rapport à Ci, i=1…n. Il en résulte que Δtiest l’intervalle de temps que met le flux de sueur de concentration Ci pour parcourir la distance d’électrode qui sépare les deux électrodes.
Ces dispositions sont telles que ce débitmètre est purement basé sur la qualité des électrodes et le fait qu’en situation microfluidique le phénomène de diffusion est réduit. Autrement dit, si le flux de sueur augmente en concentration de 30 à 32 mmol/litre, dans le canal microfluidique il y aura un tronçon de sueur à 30 mmol/litre et un autre tronçon de sueur de concentration 32 mmol/litre, les deux tronçons étant séparés, dans le canal microfluidique, par un front mince. De part, le phénomène de diffusion réduit existant dans un canal microfluidique, on comprend que selon la proximité de la deuxième électrode on retrouve la mesure de 32 mmol/litre enregistrée par la première électrode.
La présente invention s’inscrit dans ce contexte et propose un procédé d’analyse d’une sueur présente sur une peau d’un utilisateur, le procédé comprenant :
- une première étape de collecte de la sueur présente sur la peau de l’utilisateur par l’intermédiaire d’un moyen de collecte que comprend une première face d’un boîtier,
- une deuxième étape d’amenée de la sueur collectée vers un moyen d’analyse que comprend une deuxième face du boîtier pourvue d’un canal microfluidique.
- une première étape de collecte de la sueur présente sur la peau de l’utilisateur par l’intermédiaire d’un moyen de collecte que comprend une première face d’un boîtier,
- une deuxième étape d’amenée de la sueur collectée vers un moyen d’analyse que comprend une deuxième face du boîtier pourvue d’un canal microfluidique.
Selon la présente invention, le procédé comprend :
- une troisième étape de mesure d’une première conductance par une première électrode logée à l’intérieur du canal microfluidique,
- une quatrième étape de mesure d’une deuxième conductance par une deuxième électrode logée à l’intérieur du canal microfluidique et placée à une distance d’électrode de la première électrode,
- une cinquième étape de détermination d’un intervalle de temps écoulé pour que la deuxième conductance soit égale à la première conductance, et
- une sixième étape de calcul d’un débit de sueur produit par la peau de l’utilisateur.
- une troisième étape de mesure d’une première conductance par une première électrode logée à l’intérieur du canal microfluidique,
- une quatrième étape de mesure d’une deuxième conductance par une deuxième électrode logée à l’intérieur du canal microfluidique et placée à une distance d’électrode de la première électrode,
- une cinquième étape de détermination d’un intervalle de temps écoulé pour que la deuxième conductance soit égale à la première conductance, et
- une sixième étape de calcul d’un débit de sueur produit par la peau de l’utilisateur.
La présente invention a aussi pour objet un dispositif pour la mise en œuvre d’un tel procédé.
Le dispositif comprend avantageusement le boîtier qui comporte la première face prévue pour être en contact avec la peau de l’utilisateur, la première face étant équipée du moyen de collecte de la sueur comprenant une zone de collecte, le boîtier comportant la deuxième face qui est équipée du moyen d’analyse de la sueur qui comprend au moins le canal microfluidique comportant une pluralité de zones de mesure, dont une première zone de mesure logeant la première électrode apte à mesurer la première conductance de la sueur, et une deuxième zone de mesure logeant la deuxième électrode apte à mesurer la deuxième conductance.
Le dispositif comprend avantageusement l’une quelconque au moins des caractéristiques techniques suivantes, prises seules ou en combinaison :
- un rapport entre un volume de mesure de l’une quelconque des zones de mesure et une surface de collecte de la zone de collecte est inférieur à 30,
- la zone de collecte est cernée par un rebord,
- le moyen de collecte comporte au moins une zone hydrophile,
- le moyen de collecte comporte au moins une zone hydrophobe,
- le boîtier est constitué d’un ensemble monobloc,
- le boîtier est issu de moulage d’une matière plastique,
- le boîtier est équipé d’une puce microélectronique comprenant des moyens de calcul,
- le dispositif comprend au moins un brassard rapporté sur un support logeant le boîtier pour le maintien de la première face contre la peau de l’utilisateur.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux figures annexées d’autre part, qui sont sommairement décrites ci-après :
Sur les figures 1 et 2, est représenté un dispositif 1 destiné à analyser une sueur présente sur une peau P d’un utilisateur. On comprend en cela que le dispositif 1 est portatif et est adapté pour analyser la sueur générée par des glandes eccrines que comprend la peau P de l’utilisateur au cours d’un effort physique, l’utilisateur étant par exemple un sportif en train de concourir à une épreuve sportive, ou bien un patient dont l’analyse de la sueur peut s’avérer médicalement pertinente. A cet effet, le dispositif 1 comprend un brassard 70, ou un bracelet pour le maintien du dispositif 1 sur l’utilisateur, par exemple sur un bras, une jambe ou le torse de ce dernier. On note que le brassard 70 est configuré pour que la peau P de l’utilisateur forme un bourrelet sous l’effet de la pression exercée par le dispositif 1 sur la peau P de l’utilisateur. Plus particulièrement, le dispositif 1 est agencé pour être clipsé, emboité, ou fixé par tout autre moyen de maintien, sur un support 60 qui est pourvu du brassard 70.
Le support 60 comporte une ouverture 61 qui est apte à loger un boîtier 2 constitutif du dispositif 1. Le boîtier 2 comporte une première face 11 prévue pour être en contact avec la peau P de l’utilisateur et une deuxième face 12, préférentiellement opposée à la première face 11 et préférentiellement encore parallèle à la première face 11. On comprend que l’ouverture 61 est débouchante à travers le boîtier 2 de manière à ce que la première face 11 soit en contact avec la peau P de l’utilisateur.
Le boîtier 2 est constitué d’un ensemble monobloc dans le sens où le boîtier 2 est formé d’un ensemble indissociable, sauf à partir d’une altération, voire une destruction du boîtier 2. A cet effet, le boîtier 2 est par exemple issu de moulage d’une matière plastique notamment.
Sur la , la première face 11 est équipée d’un moyen de collecte 100 de la sueur qui comprend une zone de collecte 101 présentant une surface de collecte S. La zone de collecte 101 est constitutive de la première face 11 et est comprise à l’intérieur d’un rebord 13 que comprend la première face 11. Le rebord 13 est agencé pour que, lors d’un appui exercé par le brassard 70 sur le dispositif 1, la peau P de l’utilisateur forme un bourrelet en vis-à-vis de la zone de collecte 101. De plus, le rebord 13 est agencé pour empêcher une évacuation de la sueur produite par le bourrelet hors de la zone de collecte 101 et pour empêcher une admission de sueur produite hors de la zone de collecte 101 à l’intérieur de cette dernière. Autrement dit le rebord 13 est conformé en une barrière de la zone de collecte 101 infranchissable par la sueur. On comprend que la zone de collecte 101 est agencée pour récupérer la sueur produite par les glandes eccrines du bourrelet de la peau P et que la zone de collecte 101 présente la surface de collecte S exprimée en mm2. A titre d’exemple, la surface de collecte S est par exemple de l’ordre de 2500 mm2, à +/- 10% près, si la zone de collecte 101 est conformée sensiblement en un carré de 5 centimètres de côté.
La deuxième face 12 est équipée d’un moyen d’analyse 200 de la sueur qui comprend au moins un canal microfluidique 120, tel qu’illustré sur la .
Le moyen de collecte 100 et le moyen d’analyse 200 sont reliés par l’intermédiaire d’un moyen d’amenée 300, plus particulièrement visible sur la , qui est agencé en un moyen de liaison entre le moyen de collecte 100 et le moyen d’analyse 200, en reliant la première face 11 et la deuxième face 12. Selon une forme de réalisation préférée, le moyen d’amenée 300 comprend au moins un conduit 3 qui s’étend par exemple orthogonalement à la première face 11 et à la deuxième face 12. Le conduit 3 s’étend entre un orifice d’entrée 31 équipant un premier centre A1 de la première face 11 et un orifice de sortie 32 équipant un deuxième centre A2 de la deuxième face 12.
Le moyen de collecte 100 comporte au moins une zone hydrophile 112, qui est apte à canaliser une circulation de la sueur sans déperdition, à partir du caractère hydrophile de la surface de la zone hydrophile et du rebord 13. La zone hydrophile 112 est par exemple conformée en une étoile à huit branches 112a qui sont angulairement équiréparties autour du premier centre A1 de la première face 11 qui forme aussi un centre de la zone hydrophile 112. La zone hydrophile 112 est pourvue d’au moins un relief 113 qui constitue une rampe de guidage de la sueur à l’intérieur de la zone de hydrophile 112, la sueur tendant à s’écouler le long du relief 113 vers le premier centre A1. Préférentiellement, chaque branche 112a de la zone hydrophile 112 est pourvue d’un relief respectif 113 qui s’étend selon un axe radial respectif de chaque branche 112a.
De préférence, les reliefs 113 sont en pluralité et sont radialement étendus depuis l’orifice d’entrée 31 vers le rebord périphérique 13. Plus particulièrement, chaque relief 113 s’étend entre une première extrémité 41 placée sur un cercle C ménagé autour du premier centre A1 et une deuxième extrémité 42. Certains reliefs 113 comportent une deuxième extrémité 42 pouvant-être constitutive du rebord périphérique 13, tandis que d’autres reliefs 113 comportent une deuxième extrémité 42 qui est ménagée à une distance d’extrémité X non-nulle du rebord 13. On note que les reliefs 113 sont indifféremment d’une conformation parallélépipédique, d’une conformation sinusoïdale ou analogue.
Le moyen de collecte 100 comporte préférentiellement au moins une zone hydrophobe 111 qui s’étend entre les branches 112a de la zone hydrophile 112. On comprend que la zone hydrophobe 111 tend à envoyer la sueur vers la zone hydrophile 112. La zone hydrophobe 111 est par exemple obtenue par nanostructuration laser de la première surface 11 du boîtier 2.
Le moyen de collecte 100 est préférentiellement concave, de manière à faciliter un écoulement de la sueur depuis la zone hydrophobe 111 vers la zone hydrophile 112 et à l’intérieur de la zone hydrophile 112 vers le premier centre A1 qui forme le point bas de la concavité de la zone de collecte 101. Pour faciliter encore un tel écoulement, l’orifice d’entrée 31 est agencé en un entonnoir.
Sur la , le moyen d’analyse 200 comprend le canal microfluidique 120 relié fluidiquement à la zone hydrophile 112 par l’intermédiaire du moyen d’amenée 300. Le canal microfluidique 120 s’étend entre une admission 120a équipant le conduit 3 et une évacuation 120b équipant une bordure périphérique 13’ de la deuxième face 12.
Le moyen d’analyse 200 comporte au moins une zone de mesure 201a, 201b apte à loger au moins une électrode 22a, 22b. La zone de mesure 201a, 201b présente un volume de mesure V qui est par exemple de 80 mm3. On comprend que le volume de mesure V est le volume le plus petit qui loge l’électrode 22a, 22b, ce volume de mesure V étant notamment délimité par les parois du canal microfluidique 120 et s’étendant entre les deux extrémités de l’électrode 22a, 22b.
Ainsi, et de manière avantageuse, un rapport entre le volume de mesure V exprimé en mm3et la surface de collecte S exprimée en mm2est inférieur à 30.
Un tel rapport procure une circulation optimisée de la sueur à l’intérieur du canal microfluidique 120. Ainsi, un tel dispositif 1 est adapté pour effectuer au moins une mesure à la minute dans un canal microfluidique 120 comportant une section de passage inférieure à 0,1 mm2, et notamment une section de passage de l’ordre de 0,09 mm2à +/- 10% près, le canal microfluidique 120 étant d’une longueur au moins égale à 2 cm à +/- 10 %, soit un canal microfluidique 120 comprenant au moins une zone de mesure 201a, 201b pour laquelle le rapport susvisé entre le volume de mesure V exprimé en mm3et la surface de collecte S exprimée en mm2est inférieur à 30. Aussi, un tel dispositif 1 est adapté pour effectuer au moins une mesure à la minute dans un canal microfluidique 120 comportant au moins une portion de canal d’un volume au moins égal à 1,6.10-1mm3.
Préférentiellement, les électrodes 22a, 22b sont en pluralité et sont disposées dans des zones de mesure 201a, 201b distinctes, les électrodes 22a, 22b sont indifféremment sélectives ou non sélectives pour obtenir des données relatives à une perte hydrique ; une concentration d’ions ; une concentration en ion Na+ ; une concentration en ion Cl- ; une concentration en lactate ; une température et/ou une perte en calories.
Le canal microfluidique 120 comprend une première zone de mesure 201a qui loge une première électrode 22a telle qu’une électrode destinée à mesurer une conductance de la sueur.
Le canal microfluidique 120 comprend une deuxième zone de mesure 201b qui loge une deuxième électrode 22b identique à la première électrode 22a.
La première électrode 22a et la deuxième électrode 22b sont espacées l’une de l’autre d’une distance d’électrode L prise à l’intérieur du canal microfluidique 120.
La deuxième face 12 du boîtier 2 loge une puce microélectronique 23 en relation avec les électrodes 22a, 22b logées à l’intérieur des zones de mesure 201a, 201b. La puce microélectronique 23 comprend des moyens de calcul aptes à réaliser les étapes de détermination et de calcul du procédé décrit ci-dessous. La puce microélectronique 23 est par exemple en relation avec au moins une puce NFC/RFID ou des connecteurs physiques (plots ou socket de connection permettant à la puce microfluidique à la puce du brassard), une micropile rechargeable et un module Bluetooth™ qui équipent le support 60.
Selon une forme de réalisation, le dispositif 1 comprend des moyens de mémoire desdites données.
Ces dispositions sont telles que le dispositif 1 est apte à mettre en œuvre un procédé d’analyse de la présente invention.
Plus particulièrement, le procédé d’analyse de la présente invention comprend :
- une première étape de collecte de la sueur présente sur la peau de l’utilisateur par l’intermédiaire du moyen de collecte 100,
- une deuxième étape d’amenée de la sueur collectée vers le moyen d’analyse 200,
- une troisième étape de mesure d’une première conductance C1, C2,…. Cnpar la première électrode 22a logée à l’intérieur du canal microfluidique 120,
- une quatrième étape de mesure d’une deuxième conductance C1’, C2’,…. Cn’ par la deuxième électrode 22b logée à l’intérieur du canal microfluidique 120 et placée à une distance d’électrode L de la première électrode 22a,
- une cinquième étape de détermination d’un intervalle de temps Δt1, Δt2,…. Δtnécoulé pour que la deuxième conductance C1’, C2’,…. Cn’ soit égale à la première conductance C1, C2,…. Cn,
- une sixième étape de calcul d’un débit de sueur produit par la peau de l’utilisateur.
Claims (10)
- Procédé d’analyse d’une sueur présente sur une peau (P) d’un utilisateur, le procédé comprenant une première étape de collecte de la sueur présente sur la peau (P) de l’utilisateur par l’intermédiaire d’un moyen de collecte (100) que comprend une première face (11) d’un boîtier (2), une deuxième étape d’amenée de la sueur collectée vers un moyen d’analyse (200) que comprend une deuxième face (12) du boîtier (2) pourvue d’un canal microfluidique (120), caractérisé en ce que le procédé comprend une troisième étape de mesure d’une première conductance (C1, C2,…. Cn) par une première électrode (22a) logée à l’intérieur du canal microfluidique (120), une quatrième étape de mesure d’une deuxième conductance (C1’, C2’,…. Cn’) par une deuxième électrode (22b) logée à l’intérieur du canal microfluidique (120) et placée à une distance d’électrode (L) de la première électrode (22a), une cinquième étape de détermination d’un intervalle de temps (Δt1, Δt2,…. Δtn) écoulé pour que la deuxième conductance (C1’, C2’,…. Cn’) soit égale à la première conductance (C1, C2,…. Cn) et une sixième étape de calcul d’un débit de sueur produit par la peau de l’utilisateur.
- Dispositif (1) pour la mise en œuvre d’un procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif (1) comprend le boîtier (2) qui comporte la première face (11) prévue pour être en contact avec la peau (P) de l’utilisateur, la première face (11) étant équipée du moyen de collecte (100) de la sueur comprenant une zone de collecte (101), le boîtier (2) comportant la deuxième face (12) qui est équipée du moyen d’analyse (200) de la sueur qui comprend au moins le canal microfluidique (120) comportant une pluralité de zones de mesure (201a, 201b), dont une première zone de mesure (201a) logeant la première électrode (22a) apte à mesurer la première conductance (C1, C2,…. Cn) de la sueur, et une deuxième zone de mesure (201b) logeant la deuxième électrode (22b) apte à mesurer la deuxième conductance (C1’, C2’,…. Cn’).
- Dispositif (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce qu’un rapport entre un volume de mesure (V), exprimé en mm3, de l’une quelconque des zones de mesure (201a, 201b) et une surface de collecte (S), exprimée en mm2, de la zone de collecte (101) est inférieur à 30.
- Dispositif (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la zone de collecte (101) est cernée par un rebord (13).
- Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le moyen de collecte (100) comporte au moins une zone hydrophile (112).
- Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le moyen de collecte (100) comporte au moins une zone hydrophobe (111).
- Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le boîtier (2) est constitué d’un ensemble monobloc.
- Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le boîtier (2) est issu de moulage d’une matière plastique.
- Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que le boîtier (2) est équipé d’une puce microélectronique (23) comprenant des moyens de calcul.
- Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que le dispositif (1) comprend au moins un brassard (70) rapporté sur un support (60) logeant le boîtier (2) pour le maintien de la première face (11) contre la peau (P) de l’utilisateur.
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