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Chapitre 4 : Electrocardiogramme Rappel Anatomique Fonction du tissus nodal Propagation de linflux nerveux Lactivité électrique des cellules Cellules myocardiques.

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1 Chapitre 4 : Electrocardiogramme Rappel Anatomique Fonction du tissus nodal Propagation de linflux nerveux Lactivité électrique des cellules Cellules myocardiques Cellules nodales Période réfractaire Electrocardiographie Rappels sur lélectrostatique Notion de feuillet électrostatique et de dipôle cardiaque

2 Activité électrique du cœur Lactivité électrique du cœur est générée par un ensemble de cellule excitable. Certaines de ces cellules ont une activité « pace maker », Les cellules cardiaques sont organisée en réseaux Lensemble produit le rythme cardiaque automatique Lactivité électrique de cet ensemble de réseaux électrique cardiaque peut être enregistré à distance par des électrodes placées sur la peau, cest lélectrocardiogramme. Lactivité électrique cardiaque est très semblable dun individu à lautre Lanalyse de lélectrocardiogramme permet de diagnostiquer certaines pathologies cardiaques associé à des désordres des propriétés électriques du réseau cardiaque. Il est aussi possible de suivre lévolution de certaines pathologies et dévaluer léfficacité thérapeutique.

3 Rappel anatomique Oreillette droite Oreillette gauche Ventricule gauche Ventricule droit

4 Nœud sinusal (Nœud de Keith et Flack) Nœud auriculo-ventriculaire (nœud dAschoff-Tawara) Tronc su faisceau de Hiss Branche droite du faisceau de Hiss Branche gauche du faisceau de Hiss Tissus myocardique Tissus Nodal Fonction Le tissus Nodal : Elaboration de linflux nerveux et de sa propagation vers le tissus myocardique, à lorigine du rythme cardiaque Le tissus myocardique : Tissus musculaire à lorigine de la contraction

5 Nœud sinusal (Nœud de Keith et Flack) Nœud auriculo-ventriculaire (nœud dAschoff-Tawara) Tronc su faisceau de Hiss Branche droite du faisceau de Hiss Branche gauche du faisceau de Hiss Tissus myocardique Tissus Nodal ECG Propagation Linflux nait au niveau du nœud sinusal et provoque la contraction du myocarde auriculaire. Il se propage au nœud auriculo-ventriculaire avec une latence de 0.15sec

6 Nœud sinusal (Nœud de Keith et Flack) Nœud auriculo-ventriculaire (nœud dAschoff-Tawara) Tronc du faisceau de Hiss Branche droite du faisceau de Hiss Branche gauche du faisceau de Hiss Tissus myocardique Tissus Nodal ECG Propagation (suite) Il se propage au tronc du faisceau de Hiss puis dans ses branches puis au niveau des cellules du myocarde ventriculaire par le réseau de purkinje. Le myocarde auriculaire est séparé du myocarde ventriculaire par un anneau fibreux permettant disoler ces deux myocardes électriquement Les délais sont liés aux vitesses de conductions élevées 4m/sec et au délai de 0.15 sec entre nœud sinusal et nœud auriculo-ventriculaire

7 Lactivité électrique des cellules Les cellules myocardiques Ce sont des éléments excitables - Potentiel de repos : -90 mV - Potentiel daction : Plateau Liées entre elles par des gaps junctions 4 msec 0 : Ouverture des canaux Na rapide 1: fermeture des canaux Na rapide 2: Entrée de Ca et de Na par des canaux lents 3 : Sortie de K+ 4 : Pompe Na/K -90mv Comparaison PA fibres myocardiques et PA neurones

8 Lactivité électrique des cellules Les cellules myocardiques Ce sont des éléments excitables - Potentiel de repos : -90 mV - Potentiel daction : Plateau Relation Fibre myocardiques et ECG

9 Action potential in nodal cells. The action potential of nodal conduction system cells differs in phase 4 from a cardiomyocyte action potential (upper panel). The relevant ion currents are pictured crossing the cell membrane (middle). A slow upstroke phase replaces the stable resting phase 4, allowing the cell to spontaneously depolarize. The initial upstroke is caused by calcium instead of sodium influx. The corresponding electrocardiographic ventricular activity is shown below.

10 Relation ECG, Potentiel daction de fibres myocardiques et contraction musculaire

11 -90 mV ECG Cellules nodale Potentiel de membrane instable avec dépolarisation lente pendant la diastole qui est lorigine de lautomatisme cardiaque (diminution progressive de la perméabilité au K et donc de la sortie de K+ et adaptation du potentiel de membrane Phase 0 : Canaux Ca (au lieu de Na) 0 : Ouverture des canaux Na rapide 1: fermeture des canaux Na rapide 2: Entrée de Ca et de Na par des canaux lents 3 : Sortie de K+ 4 : Pompe Na/K

12 Notion de période réfractaire Pour la cellule nodale, il existe une période réfractaire qui augmente avec la fréquence de stimulation On distingue 3 périodes réfractaires intéressantes: - La période réfractaire absolue: Période pendant laquelle quel que soit le stimulus, il n'y a aucun effet cellulaire. - La période réfractaire effective: Période (qui nous intéresse en pratique) incluant la P.R.A., on y ajoute une phase pendant laquelle la cellule peut être stimulée mais ne conduit pas. - La période réfractaire relative: Période pendant laquelle un stimulus puissant peut générer un potentiel d'action.

13 Electrocardiographie L'électrocardiographie (ECG) est une représentation graphique du potentiel électrique qui commande l'activité musculaire cardiaque. Ce potentiel est recueilli par des électrodes disposées à la surface, sur la peau. Les différents tissus constituant le corps sont conducteurs dans la mesure ou ils sont constituées de solutions ioniques. Il sera donc possible denregistrer des phénomènes électriques ayant lieu à distance du point denregistrement. LECG aura donc pour objectif de reconstituer létat dactivation du cœur Il est donc nécessaire de calculer en un point P (sur la peau) le potentiel créé par le cœur

14 Définition du potentiel électrostatique la charge q est soumise à la force de Coulomb exercée par Q via le champ électrostatique. Une charge q est capable de ressentir à distance la présence dune autre charge une charge Q ponctuelle crée à une distance r un potentiel électrostatique en Volt. Le potentiel en un point M est inversement proportionnel à la distance d qui sépare la charge de ce point une charge q située en M ou règne un potentiel V (créé par dautres charges) possède une énergie potentielle électrostatique en joule Cette Ep est soumise de part la distribution de charge qui créé V à la force électrostatique de Coulomb Le champ électrostatique créé par la distribution de charge est lié au potentiel par Le gradient permet dindiquer de quelle façon varie le potentiel dans lespace. Ainsi tous les points de lespace ne sont plus au même potentiel électrique mais à un potentiel dautant plus important quon est proche de la charge Rappel

15 Electrostatique Propriétés de symétrie Certaines composantes du champ électrique sont nuls Rappel Soit 2 charges lune positive et lautre négative qui exercent un champ électrique en un point M, la composante Y du champ électrique sera nulle

16 q>0 q<0 r1 r2 P M1 M2 En P charge Q

17 q>0 q<0 r1 r2 P M1 M2 En P charge Q O d r Dans la mesure ou ces 2 charges sont proches au regard de la distance au point p (d <<<

18 q<0 q>0 r1 r2 P M1 M2 O d r On définit de direction porté par les charges et dirigé dans le sens du négatif vers le positif et son amplitude = |q|d. qdcos est alors la projection de sur OP Et donc est appelé le moment dipolaire

19 Notion de fibre isolée ou feuillet électrique P Soit une membrane cellulaire assimilable à un feuillet électrique le moment dipolaire orienté du 0 Et la densité surfacique de charge On considère que (perpendiculaire au feuillet Ou représente la distance entre les charges q (équivalent de d précédemment) Et donc que Si on considère est un vecteur semblable à

20 Une fibre au repos est assimilable à un feuillet fermé Avec 2 faces assimilables à 2 feuillets de même puissance mais opposés. Le potentiel résultant en M, à distance, est donc nul. Il en est de même si la fibre est complètement dépolarisée L'influx nerveux se traduit par la dépolarisation de la fibre par changement de la concentration des ions de part et d'autre de la membrane

21 Ainsi, une fibre partiellement dépolarisée est assimilable à un dipôle de moment - perpendiculaire au front dactivation, - orienté de la zone dépolarisé vers la zone au repos - qui se déplace avec le front dexcitation La propagation de l'influx nerveux se traduit par une onde de dépolarisation le long de la fibre nerveuse Si l'on admet comme précédemment que les états 2 et 3 ne créent en M aucun potentiel et aucun champ électrique, il apparaît alors que la propagation de l'influx nerveux peut être associée au déplacement d'un dipôle électrique selon l'axe de la fibre nerveuse à la célérité V.

22 Déviations ECG Rappel: Le myocarde auriculaire est séparé du myocarde ventriculaire par un anneau fibreux permettant disoler ces deux myocardes électriquement On observe donc 3 comportements, - soit les fibres sont complètement dépolarisés - soit les fibres sont complètement hyperpolarisés -- soit les fibres sont en voie dactivation ou de restauration. Elles constituent alors un front dactivation -On a un dipôle cardiaque orienté de la zone dépolarisé vers la zone au repos Cest à partir de là que lon détermine lECG

23 Dérivation, Montage, définition: Une dérivation suppose 2 électrodes qui permettent lenregistrement de la différence de potentiel entre elles. Les dérivations ou montages peuvent être - Bipolaires - Unipolaires Les dérivations précordiales. Ce sont des enregistrements courtes distances auxquels on applique la théorie du feuillet. Schéma P 132

24 Dérivation des membres: Les électrodes sont placées sur les poignets droit (VR) et gauche (VL) et sur un membre inférieur (VF). Ce sont des enregistrements longue distance auquels on applique la théorie du dipôle On obtient ainsi 3 dérivations bipolaires D1= VL-VR D2= VF-VR D3= VF-VL 3 dérivations unipolaires VR, VL, VF en référence à VW (la terre par exemple) Une dérivation suppose 2 électrodes qui permettent lenregistrement de la différence de potentiel entre elles. Les dérivations ou montages peuvent être - Bipolaires - Unipolaires

25 Théorie dEinthoven (1913) A partir des dérivations des membres Hypothèse 1: A chaque instant le potentiel créé par le cœur en voie dactivation ou de restauration peut être assimilé à celui créé par un dipôle unique. Nécessite des enregistrements longue distance Cest la variation du dipôle cardiaque ( ) au cours du cycle cardiaque et donc, Idem pou L et F

26 Hypothèse 2: Lorigine du vecteur moment peut être considéré comme fixe. Le cœur étant éloigné des électrodes, tous points du cœur peut être considéré comme dégale distance avec lélectrode considérée. ne varie donc quen amplitude, direction et sens. On aboutit ainsi au vectocardiogramme

27 Troisième hypothèse: les points de recueil R, L, F des dérivations des membres sassimilent aux trois sommets dun triangle équilatéral dont le centre électrique du cœur occuperait le centre de gravité O Ainsi Comme idem pour VL, VF On peut écrire idem pour VL, VF On a donc si Et donc

28 Comme le triangle est équilatéral Et donc Ce qui permet de construire le potentiel de référence en associant les 3 dérivations et en ajoutant une résistance R égale pour les 3 dérivations. Cecui définit la borne de Wilson

29 Selon la loi des nœuds de Krirshoff Ce qui permet dutiliser VW comme référence dans les montages unipolaires

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31 Axe électrique du cœur On peut représenter 4 des 6 dérivations et les résultats de leCG sur ces dérivations avec la projection frontale du vectocardiogramme p137

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