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La presente lnvention est relati.ve ~ la mesure de
l'elasticite d'une peau et, plus particulierement, ~ l'etude
in vivo des propriétés.élastiques de la peau d'un sujet vi-
vant.
Pour l'etude des propri~tes de la peau humaine, il
est déj~ connu d'appliquer ~ une portion de cette peau, un
couple de torsion pendant un intervalle de temps prédétermlne
et d'examiner les réactions de laclite peau a cette sollici-
tation. I,es résultats d'un tel procede de mesure sont par-
ticulierement utiles pour les recherches concernant Le vieil-
lissement de la peau et pour conna~tre, en cosmétologie, les
influences que certaines substances cosmetiques peuvent avoir
sur la peau.
Des appareils du type ci-dessus indique ont deja
ete proposes anterieurement. Par exempler dans un article
paru dans la revue ~<siol. Med. Eng., 6, pages 567 ~ 573,
on a décrit un appareil comprenant un disque destiné a appliquer
un couple de torsion sur une portion de la peau a etudier;
ce disque est associé a un anneau de garde, qui lui est
coaxial et qui est destine à être applique sur la peau pour
delimiter autour du disque la portion de peau soumise à examen.
Des moyens moteurs sont relies au disque pour lui appliquer un
couple de rotation autour de son axe, tandis que des moyens
de mesure repèrent la rotation du disque. On etudie d'une part,
le comportement de la peau lros de l'application du couple en
mesurant la rotation du disque et, d'autre part, son comportement
lorsque le coup:Le est supprime, ce qui amène une rotation in-
verse du disque sous l'effet du couple de rappel genere par la
peau.
Cet appareil connu~présente plusieurs inconvénients.
En effet, au cours des mesures de ce genre, il est essentiel
que les ~acteurs parasites soient aussi faibles que possible.
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~ 15~3
En d'autres termes, les proprlétes elastique~ de la peau ne
peuvent atre mesurees avec précision que si, aprè.s application
du couple, le disque est soumis un:Lquement aux solll~itations
de rappel de la peau elle-meme, a l'exclusion des efforts
pouvant etre introduits par l'appareil, et ce d'autant plus
que l'intensité de ces sollicitations est en valeur absolue
relativement faible. Dans l'article précité, cette dif~iculté
n'est pas résolue de façon satisfaisante car le moteur d'en-
trainement demeure solidaire en rotation du disque meme pendant
la phase de rappel proprement dite. Un autre inconvénient
provient du falt que l'ensemble de l'appareil est monté dans
un bati fixe, ce qui nécessite l'immobilité complète de la
portion de peau ~ examiner. Par exemple, si cette portion
se trouve sur le bras d'un sujet, il est nécessaire de maintenir
ce bras dans un dispositif d'aktache pendant toute la durée
de la mesure qui peut etre de plusieurs minutes; or une telle
contrainte est mal supportée par un certain nombre de sujets,
principalement par les en~ants et les personnes agées.
L'invention a pour but de fournir un appareil de
mesure du type indiqué ci-dessus, dans lequel les inconvénients
de l'appareil connu sont entièrement évités.
L'invention a en conséquence pour objet, un appareil
pour la mesure des caractéristiques élastiques d'une peau,
notamment pour la mesure in vivo des caracteristiques de la
peau diun sujet vivant, par application d'un couple de torsion
a une portion de ladite peau, ledit appareil comprenant un
disque d'application d'un couple de torsion, un anneau de
~arde coaxial au disque et destiné à etre appliqué sur .la
peau pour delimiter autour du disque une zone annulaire sou-
mise ~ la mesure, des moyens moteurs relies au disque pourlui appliquer un couple de rotation autour de son axe et des
moyens de mesure reperant la rotation du disque, caractérisé
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par le Ea:lt qu'~l comprend un accoup~ement unidirectionnel
qu:i n'assure la liaison en rotatlon entre le disyue et les
moyens moteurs que dans un seul sens de ro-tation, des moyens
etant prevus pour assurer l'lnversion du se~s de rotation des
moyens moteurs sur une fraction de leur course angulaire apres
application du couple de torsion.
Dans un mode preféré de realisation, les moyens de
mesure reperan-t la rotation du disque comprennent un capteur
de déplacement angulaire dont l'element mobile est solidai.re
en rotation du disque; de la sorte, l'appareil constitue un
ensemble indépendant pouvant etre tenu à la main et appliqué
ainsi sur la peau à etudierr sans utilisation d'un bâti fixe,
les donnees fournies par le capteur de depl.acement angulaire
integre à l'appareil.étant transmises par une liaison souple
a un organe de lecture approprié tel qu'un voltmètre enregis
treur par exemple; l'intégration complète des moyens de mesure
dans l'appareil selon l'invention permet donc de maintenir
l'appareil applique sur la peau du sujet sans qu'il soit
necessaire de maintenir la peau du sujet de façon fixe par
rapport a un bâti portant tout ou partie desdits moyens de
mesure, ce qui evite d'attacher partiellement le sujet sur un
bati fixe.
Dans un mode de realisation avantageux, le dis~ue
de l'appareil est porté par un arbre solidaire de l'élément
mobile du capteur de deplacement angulaire, les moyens moteurs
entra~nant une tige creuse de meme axe que l'arbre précite
grâce à l'accouplement unidirectionnel; l'accouplement uni-
directionnel comprend une clavette calée sur l'arbre du disque,
clavette qui coop~re avec des doigts d'entrainement solidaires
de la tige creuse; les moyens moteurs comprennent un moteur-
couple électrique, de préférence réversible; le moteur-couple
est monté coaxialement autour de la tige creuse dont son
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rotor est solid~risé; des moyens de butée limLterlt la course
du rotor du moteur-couple dans le sens inverse de celui selon
lequel s'appllque sur la peau le couple de torsion; les
moyens de butée comprennent ~u moins un ergot monté fixe par
rapport à l'arbre du disque et à la tige creuse et disposé
sur le trajet d'au moins un doiyt solidaire de ladite tige
quand celle-ci est entrainée par le moteur dans le sens inverse
de celui au cours duquel s'applique sur la peau ~ étudier le
couple de torsion; les ergots précités sont décalés d'environ
90 an~ulaire par rapport à la position des doigts sus~
mentionnës au début de l'entrainement du disque lors de llap-
plication du couple de torsion; les moyens moteurs sont
alimentés selon un cycle dissymétrique, l'énergie consommee
au cours de l'intervalle d'application du couple de torsion
etant superieure a celle consommee au cours de l'intervalle
o~ se produit la rotation inverse des moyens moteurs; l'énergie
concommee au cours de l'intervalle d'application du couple
de torsion est reglable; le capteur de deplacement angulaire
est un capteur inductif.
Il résulte de ces caractéristiques que les ~acteurs
parasites résultant notamment de l'influence des moyens moteurs
apres l'application du couple de torsion sont supprimés puisque
ces moyens moteurs sont désaccouples du disque des que la
rotation mesuree est celle qui s'eEfectue sous l'efet du
couple de rappel genéré par la peau. Les moyens pour assurer
l'inversion du sens de rotation des moyens moteurs peuvent être
facilement real:Lses en inversant l'alimentation electrique
d'un moteur-couple réversible.
Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention,
on va en decrire maintenant a titre d'exemple purement illus-
tratif et non limitatif, un mode de realisation represente sur
le dessin annexe.
~ ls~as3
Sur ce dessin:
- la figure 1 est une coupe axiale schématlque
d~un appareil de mesure selon l'invention, cette coupe ~tant
reperee selon I-I de la flgure 2;
- la figure 2 est une coupe transversale selon ~I-II
de la figure l;
- la figure 3 est un graphique montrant en ~onction
du temps la variation de la tension d'alimentation du moteur
couple de l'appareil de la figure 1 pendant un cycle de mesure.
10En se référant au dessin, on voit que l'appareil
de mesure selon l'invention comprend un carter 1, de forme
générale cylindrique dont les dimensions sont telles qu'il
peut facilement être tenu ~ la main. Un arbre 2 d'axe X-X
est disposé selon l'axe de ce carter et passe ~ travers une
paroi d'extrémité 3 de ce dernier, dans laquelle il est guidé
par un roulement à billes 4. L'extrémité libre de cet arbre
porte un disque 5 centré sur l'axe X-X et destiné, au cours
de la mesure, à etre mis en contact avec la portion de la
peau à étudier. Une jupe ,6 est fixee par l'un de ses bords
d'extrémité au carter 1 gr~ce ~ un systeme à baionnette
utilisant deux tétons 30 du carter; elle porte, à son extrémité
opposée, un anneau de garde 7, dont le bord intérieur est
espacé de la périphérie du dis~ue 5 par un intervalle annu-
laire 8. La face extérieure g de l'anneau de garde 7 est
située dans le même plan que la ~ace extérieure 10 du disque
5. Cette fixation permet de changer aisément l'anneau de
garde 7 selon les types de peau,que l'on étudie.
L'extrémité de l'arbre oppose au disque 5 est soli-
daire de l'élément mobile d'un capteur de déplacement angulaire
ll, dont le boîtier est monté fixe dans le carter 1. Le
capteur 11 peut ainsi fournir un signal électrique représen-
tant la rotation imprimée au disque 5; il peut être de tous
.: .
~ -5-
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types classiques; dans l'exemple décrit, le captcur 11 est
un capteur inductif vendu sous la d~nornination CIMATHI CR 90.
A l'intérieur du carter 1, l'arbre 2 traverse une
tige creuse 12 montée à rotation dans ce carter a l'aide
de roulements a ~illes 13 et 14. Cette tige creuse est soli-
daire en rotation du rotor 15 d'un moteur-couple 16, dont le
stator 17a est monté fixe dans le carter 1. ~'axe de la tige
creuse 12 est confondu a~ec l'axe X-X. ~u niveau de l'e~trémiké
libre de la tige creuse 12, l'arbre 2 est traversé par une
clavette 17 constituée par une plaquette s'étendant de part
et d'autre de ce-t arbre. Ce-tte clavette 17 coopère avec des
doigts axiaux 18a, 18b prolongeant la tige creuse 12 a cette
extrémité. La clavette 17 s'étend radialement au-dela de
ces doigts axiaux; ceux-ci sont diamétralement opposes, comme
il est bien visible sur la figure 2.
Le compartiment du carter 1, dans lequel est logé
le moteur-couple 16, est séparé de la partie inférieure de
ce carter par une cloison transversale 19, sur laquelle sont
montés, dans des positions diamétralement opposees par rapport
à l'axe X-X, des supports 20 d'ergots 21a, 21b formant butées.
Ces ergots sont écartés de l'axe X-X de la même distance
radi.ale que les doigts axiaux 18a, 18b.
Le fonctionnement de l'appareil qui vient d'être
décrit est l~suivant: lorsque l'appareil est place dans sa
position de travail sur la peau à etudier, l'anneau de garde
7 délimite autour du disque 5 une portion de peau annulaire
correspondant à l'intervalle 8,.portion de peau ~ laquelle un
couple de torsion doit être appliqué. Pour ce faire, le moteur-
couple 16 est excité avec une tension electrique, dont la
variation au cours du temps est représentée sur la figure 3.
La tension appliquée peut être choisie a une valeur appropriée
à la mesure mais elle reste constante au cours d'une mesure.
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L'e~citation par le créneau de -tension positive provoque
l'entraînement en rota-tion de la tige creuse 12, de sorte
que les doigts axiaux 18a et 18b appliquent un couple de
rotation dans le sens de la fleche Fl sur la clavettè 17,
qui est solidaire de l'arbre 2. Il en résulte donc une
sollicitation en rotation du disque 5 et l'application d'un
couple de torsion à la peau. Cette application ayant durée
un temps prédéterminé, deux minutes par e~emple, la tension
appliquée au moteur-couple 16 est brusquement inversée, de
sorte que la tige creuse 12 est entrainée pour effectuer
un mouvement de rotation inverse, les doigts axiaux 18a, 18b
se dégageant brusquement de la clavette 17 pour venir heurter
les er~ots 21a, 21b, 1e mouvement s'effectuant alors dans
le sens de la flèche F2. L'application de cette tension néga-
tive peut être de deux minutes également. Il est clair que
le niveau de tension négative peut être ~aible puisqu'il est
utilisé uniquement pour amener les doigts 18a, 18b en butee sur
les ergots 21a, 21b et que ce deuxième créneau de tension peut
être de courte duree.
~0 Dès que le couple de torsion nlest plus appliqué
sur la peau, on mesure la reaction de la peau, c'est-à-dire
la rotation du disque 5 sous l'effet du couple de rappel genéré
par la peau. Pendant cette période de mesure, le moteur-couple
16 n'a aucune influence sur la mesure, puisque l'ensemble de
la clavette 17 et des doigts axiaux 18a, 18b constitue un
accouplement unidirectionnel n'assurant la liaison avec le
disque 5 que dans un seul sens. Le couple de rappel exercé
par la peau est donc alors mesure par le capteur de déplacement
~; angulaire 11 sans qu'aucune influence parasite ne vienne per-
turber cette mesure.
Pendant le cycle enkier de travail de l'appareil,
l'operateur peut facilement maintenir l'appareil sur la peau,
meme si la portion de peau se trouve sur un mernbre du sujet,
car l'appareil peut etre tenu ~ la main e-t l'opérateur peut
donc ~acilement suivre les mouvements du sujet.
Dans le mode de réalisation decrit, la course inver-
se de la tige creuse 12 et du moteur couple 16 est limitée
par des butees mecaniques 21a, 21b; selon une variante, on
pourrait limiter la course inverse de ces moyens moteurs par
une cornmande appropriée de la tension appliquée au moteur-
coup].e.
Il est bien entendu que le mode de realisation ci-
dessus decrit n'est aucunement limitatif et pourra donner
lieu à toutes modifications desirables sans sortir pour cela
du cadre de l'invention.
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