CH 9-ECG Electrocardiographie

ACTIVITE ELECTRIQUE DU CŒUR
ELECTROCARDIOGRAPHIE (ECG)
Cours de Biophysique
1ère année Médecine
Mme le Pr N. BEN RAIS AOUAD
CHEF DE SERVICE DE MEDECINE NUCLEAIRE HOPITAL IBN SINA
CHU RABAT
DIRECTEUR DE L EQUIPE DE RECHERCHE EN ONCOLOGIE NUCLEAIRE
IBN SINA
PR N BEN RAIS AOUAD
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Plan
I. Introduction:
II. Rappels d’anatomie et d’histologie cardiaque:
III. Electrophysiologie de la cellule cardiaque:
IV. Bases physiques de l’Electrocardiogramme (ECG):
V. Enregistrement du tracé ECG :
VI. Genèse de l’ECG :
VII. Interprétation de l’ECG:
VIII. Conclusion:
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I. Introduction:
La cellule cardiaque (C.C) est caractérisée par ses
propriétés d’excitation, de conduction, d’automatisme et de
contractilité à l’origine de phénomènes électriques.
En effet, le caractère excitable de la C.C crée à distance des
effets analogues à un dipôle électrique.
L’électrocardiogramme ou ECG constitue un moyen de
choix pour la mesure du signal électrique et l’évaluation
de l’électro-physiologie cardiaque.
La lecture de l’ECG apporte les renseignements nécessaires
pour diagnostiquer les troubles ischémiques, de
conduction , les hypertrophies….etc…
PR N BEN RAIS AOUAD
3
II- Rappels d’anatomie et d’histologie:

De par leur nature histologique et
leur fonction physiologique, on
distingue 2 types de tissu cardiaque:
- Le tissu nodal :
nœud sinusal,
nœud auriculo-ventriculaire, tronc et
branches du faisceaux de His et le
réseau de Purkinje. Ce tissu joue un
rôle essentiel dans l’élaboration et
la conduction de l’influx.
- Le tissu myocardique dont la
fonction
essentielle
est
la
contraction.
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II- Rappels d’anatomie et d’histologie:
Dans les conditions physiologiques:
- L’influx naît périodiquement du nœud sinusal de façon
automatique;
- Il se propage ensuite dans les deux oreillettes jusqu'à leur
base, provoquant leur contraction;
- Puis il converge vers le nœud auriculo-ventriculaire (NAV);
- A partir du NAV, l'influx progresse dans les deux
ventricules, droit et gauche simultanément, empruntant
les voies conductrices très rapides que sont le faisceau de His
et le réseau de Purkinje, jusqu'à la pointe du cœur,
provoquant alors la contraction des ventricules.
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III. Electrophysiologie de la cellule cardiaque:
A. Potentiel de membrane des cellules cardiaques au repos:
Comme pour toute cellule excitable, la membrane de la cellule cardiaque
(C.C) est polarisée au repos:
- L’intérieur des C.C est négatif par rapport à l’extérieur;
- La différence de potentiel (ddp) électrique existant entre les 2
faces de la membrane est appelée « Potentiel de repos »;
- Le potentiel de repos est toujours négatif et il est du à une
inégalité de répartition des ions de part et d’autre de la membrane.
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B. Potentiel d’action « P.A » :


Lorsqu’elle est stimulée , la cellule cardiaque se
dépolarise. La membrane cellulaire devient alors
négative à l’extérieur et positive à l’intérieur (suite à une
variation brutale de la répartition ionique).
La ddp transmembranaire se positive et se traduit par
l’apparition d’un Potentiel d’action (P.A).
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Le P.A
d’une
cellule
myocardique se présente sous
forme d’une courbe  plusieurs
phases, comme suit :
mV
mV





A la phase 0 ou de dépolarisation rapide, le P.A passe rapidement de
– 90 mV à + 20 mV environ (entrée de Na+ à l’intérieur de la cellule);
La phase 1 ou de repolarisation initiale rapide consiste en une légère
diminution du P.A (inactivation incomplète des canaux de Na+ et
déplacement du Cl-);
La phase 2 ou de plateau, où le P.A ne diminue que faiblement;
La phase 3 ou de repolarisation finale rapide est le temps durant lequel
le P.A diminue fortement (Sortie des ions K+);
La phase 4 : celle du potentiel transmembranaire de repos pour les
cellules myocardiques.
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IV. Bases physiques de l’ECG:
La cellule cardiaque est une cellule excitable qui crée à distance des
effets analogues à un dipôle électrique
L’ECG ou Electrocardiogramme est l’enregistrement continu au cours du
temps de l’activité électrique du cœur, au moyen d’électrodes placées
généralement à la surface du corps.
A. Notion de dipôle électrique :
Une charge électrique, ou un ensemble de charges électriques, crée en un point
P éloigné d’une distance « d » un champ électrique et donc un potentiel «Vp». Un
dipôle est constitué de deux charges électriques ponctuelles +q et –q
séparées par une distance l et créent un potentiel P en un point P éloigné:
Vp = K.ql.cos
 .d 2
(I)
: angle entre OP et M
: Constante diélectrique
ql : intensité du moment électrique d’un dipôle : q l = M
d= OP: distance séparant le point P de l’origine O du dipôle
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L’équation (I) peut s’écrire alors comme suit:
Vp = K.ll M ll.cos
.d2
P
Vp = K. Projection de M sur OP
.d2
-q
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
O
+q
M
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 La projection de M sur OP : ll M ll. cos
 Si on place sur OP un vecteur unitaire Up:
- d’origine O.
- de sens OP.
- de direction OP.
- d’unité = 1.
P
Up

-q
+q
O
Le produit vectoriel : M.Up = ll M ll. 1. cos
= ll M ll. cos
D’où :
Vp = K. M .Up
.d2
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


REMARQUE: Toute membrane cellulaire excitable est en réalité un
feuillet électrique qui peut être assimilé à un dipôle électrique.
Un feuillet électrique est une lame d’épaisseur e ,portant sur ses deux
faces des charges électriques égales en valeur absolue mais de
signes opposés.
A chaque moment, le dipôle peut être représenté par un vecteur ayant
un pôle positif (+) et un pôle (-) :
Feuillet électrique:
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B. Recueil des potentiels dans un milieu conducteur :
 Pour une fibre ou un groupe de
fibres au repos, tous les points sont
au potentiel de repos : pas de ddp
entre deux électrodes placées à
l’extérieur de la fibre.
▪ Pour une fibre dans laquelle l’excitation
se propage de la gauche vers la droite:
Présence d’une ddp.
Front de
dépolarisation
▪
Pour
une
fibre
entièrement
dépolarisées pas de ddp entre les
deux électrodes.
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C- Faits expérimentaux: activité électrique
globale du cœur:

Entre 2 points d’un organisme vivant, existe une différence
de potentiel (ddp) électrique variable au cours du temps et
due à l’activité cardiaque. La courbe de variation de la ddp
en f(t) correspond à l’ECG.
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V- Enregistrement du tracé ECG :
A- Dérivations électrocardiographiques :



L’ensemble des deux points entre lesquels existe la ddp est appelé
dérivation: la valeur de la ddp est la valeur de la dérivation.
L'ECG standard est enregistré sur 12 dérivations :
- 6 dérivations des membres ou dérivations frontales: aVR,
aVL, aVF et DI, DII et DIII.
- 6 dérivations précordiales de V1 à V6.
Avec une vitesse de déroulement du papier à 25 mm par seconde et
une amplitude de 10 mm pour 1 mV.
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B- Emplacement des électrodes :
1. Les 3 dérivations amplifiées unipolaires des
membres (aVR, aVL, aVF):
Comme le centre du cœur est au
potentiel électrique 0, les
dérivations unipolaires amplifiées
mesurent
la
différence
de
potentiel entre le membre
considéré et le centre du cœur
(Pot=0).
Les électrodes sont placées au
niveau des membres comme suit :
- Rouge au poignet droit (aVR).
- Jaune au poignet gauche (aVL).
- Vert à la cheville gauche (aVF).
- Noire à la cheville droite.
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V0
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2. Les dérivations standard ou bipolaires des
membres (DI, DII, DIII):




Les dérivations standard des
membres ou dérivations DI, DII,
DIII ont été créées par
EINTHOVEN.
DI : mesure bipolaire entre bras
droit et bras gauche:
DI = aVL - aVR
DII : mesure bipolaire entre
bras droit et jambe gauche:
DII = aVF - aVR
DIII : mesure bipolaire entre
bras gauche et jambe gauche:
DIII = aVF - aVL
aVR
aVL
aVF
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3. Les dérivations précordiales :
6 dérivations précordiales
dans un plan  horizontal
V1
V2
V3
V4
V5
V6
:
:
:
:
:
:
4ème espace intercostal droit au bord du sternum;
4ème espace intercostal gauche au bord du sternum;
à mi-distance de V2 et V4;
5ème espace intercostal gauche sur la verticale médio-claviculaire;
5ème espace intercostal gauche sur la ligne axillaire antérieure;
5ème espace intercostal gauche sur la ligne axillaire moyenne.
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C. Tracé obtenu en DII :
L'onde P: représente la dépolarisation
auriculaire.
L'espace PR: représente la conduction
auriculo-ventriculaire.
Le complexe QRS: représente la
dépolarisation ventriculaire.
Le segment ST :posé sur la ligne
isoélectrique.
L'onde T: représente la repolarisation
des ventricules.
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D- Interprétation par la théorie des dipôles:
1. Hypothèses de base:
Les points R-L-F constituent un triangle équilatéral dont le
centre = centre électrique du cœur (Potentiel=zéro).
Ce triangle est appelé triangle d’Einthoven.
(Epaule droite) R
L (Epaule gauche)
UR
UL
O
M
OR = OL = OF = r
UF
F (pubis)
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L’ensemble des dipôles élémentaires  M unique :
- origine : centre électrique du coeur (où V= 0);
- direction, sens, intensité: fonction de la révolution
cardiaque  Courbe M = Vectocardiogramme .
2. Relation entre M et ddp périphériques unipolaires:
VR = K
 .r2
VR = K
 .r2
M UR
projection de M sur OR
VL = K projection de M sur OL
 .r2
VF = K projection de M sur OF
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 .r2
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VR-VL-VF sont proportionnels à chaque moment aux
projections de M sur les 3 axes : OR, OL et OF.
3. Relation entre les 3 dérivations périphériques
unipolaires:
VR + VL + VF = K M (UR+UL+UF)
.r2
B
?
UR+UL+UF =
A
UR
60°
OA + AB =
UL
O
UF
c à d: UR + UL =
OB
o
oB
oB
direction: UF
sens opposé UF
intensité = 1
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le triangle OAB est équilatéral:
UR+UL+UF = OB + UF = - UF + UF = 0
d’où:
VR + VL + VF = 0
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4. Borne centrale de Wilson:
- Le centre électrique du cœur est inaccessible
on le
construit à l’extérieur de l’organisme (O’) dont VO’ = 0.
- Constitution : les deux poignets + cheville gauche sont reliés
à O’ par des résistances (Re) de même valeur ( 5000 ).
- Fonctionnement: Loi d’Ohm donne les intensités IR; IL; IF
IR = VR - VO’
R
Re
L
F
O’ = Noeud
IL = VL - VO’
Re
IF = VF - VO’
Re
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IR + IL + IF
Re
O’
=0
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Donc :
VR - VO’ + VL - VO’ + VF - VO’
Re
Re
VR + VL + VF Re
Re
3 VO’ = 0
Re
= 0
VO’ = 0 = BCW
5 – Relation entre M et les ddp périphériques bipolaires :
DI = VL - VR = K. M. UL - K. M. UR = K. M. (UL – U )
.r2
.r2
.r2
R
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URL
R
L
URF
A
UR
H
B
UL
O
ULF
OA + AB = OB
UF
AB = OB – OA
F
= UL
-
UR
(OA = ll UR ll = 1)
sin AOH = sin 60° =
AB = 2 AH =  3
3
2
=
AH
OA
= AH
AB =  3 URL
(AB
RL)
= UL - UR
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DI = K.M
.r
2
(UL - UR) =
=
K3
DI =
.r2
DII =
DIII =
K3
.r2
K3
.r2
K.M
.r
2
K3
.r2
 3 URL
M .URL
. projection de M sur RL
DI, DII, DIII
. M .URF
. M .ULF
 projection
de M sur
les 3 côtés du triangle.
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6. Relation entre les 3 dérivations périphériques
bipolaires:
DI + DIII = (VL-VR) + (VF-VL) = VF-VR = DII
A tout instant:
DII = DI + DIII
G. Dérivations aVR-aVL-aVF :
Les accidents P, QRS, T sont moins visibles en unipolaire qu’en bipolaire:
Amplification des dérivations unipolaires
aVR
aVL
aVF
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a  1,5
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7. Système des six axes du cœur:
Projection de M sur:
- Les 3 côtés du triangle.
- Les 3 hauteurs.
Au total:
Un ensemble de 6 directions de projection faisant
entre elles des angles de 30°
Système des 6
axes de BAILEY.
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VI- Genèse de l’ECG:

Le cœur est constitué de 2 tissus:
Muscle cardiaque ou
Myocarde ( VG)
Tissu spécifique ayant
des propriétés :
D’automatisme
De conduction rapide
Ce tissu est réparti en 2 systèmes indépendants:
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30


Nœud de Keith-Flack = Nœud sinusal dans la paroi des
oreillettes (petit amas).
Nœud de Tawara ou nœud auriculo-ventriculaire dans la
paroi des ventricules (système plus complexe) suivi de 2
branches du faisceau de His qui se terminent par le réseau
de Purkinje.
Nœud sinusal
Nœud de Tawara
Tronc du faisceau de His
Branches du faisceau de His
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A- Excitation des oreillettes :
Le nœud sinusal entraîne une dépolarisation du myocarde
auriculaire à la même vitesse dans toutes les directions.
M: partie excitée
P. repos
Garde la même direction et le même sens.
M = 0 si oreillettes totalement excitées.
L’épaisseur du myocarde des oreillettes est faible.
M: intensité faible, de signe différent suivant les
dérivations.
Accident P ou onde P
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VR
R
L
VL
DI
O
M
La projection de M:
Signe de P
Onde P:
max en DII: (M
Axe RF)
(DII)
Signe de P:
(+) en DI , DII , VF
Faiblement (+): DIII
Nul en VL (
Négatif: VR
)
F
DIII
VF
DII
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B. Dépolarisation des ventricules:
L’excitation des oreillettes atteint le N.Tawara
se propage
rapidement dans le faisceau de His en allant de l’endocarde vers
l’épicarde.
La dépolarisation V: commence dans la partie gauche du
septum inter ventriculaire où elle s’étend; la paroi du V.D se
dépolarise ensuite en avance par rapport à la paroi du VG. La
partie sup de cette paroi s’excite à la fin.
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M: Partie excitée
P. repos.
Son intensité
jusqu’au maximum et
 0 quand
les parois V sont totalement excités:
QRS
dépolarisation des V.
C. Accident T:


Correspond à la repolarisation des ventricules.
N.B: La repolarisation des oreillettes est peu visible
sur l’ECG (sauf cas particuliers).
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VII. Interprétation de l’ECG:
L’ECG renseigne sur le rythme, la fréquence, l’axe électrique du
cœur, les caractéristiques des complexes P et QRS afin de pouvoir
diagnostiquer les troubles ischémiques, de conduction et les
hypertrophies.
A. Rythme et fréquence :
Le rythme cardiaque normal doit être régulier et sinusal (contrôlé par
le nœud sinusal).
La fréquence cardiaque normale varie entre 60 et 100 battements/mn
au repos.
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B. Axe électrique du cœur:
On le détermine en cherchant la dérivation où la somme
algébrique de l’amplitude (mV) de la plus grande onde positive
moins la plus grande onde négative est nulle.
L’axe (Â) QRS est perpendiculaire à cette dérivation.
Normalement ÂQRS est compris entre 0 à +90°.
D1
R
P
0°
T
D3
Q
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S
D3
90°
D2
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B. Axe électrique du cœur:
L’hypertrophie ventriculaire entraîne souvent une
déviation de ÂQRS vers le ventricule hypertrophié :


90°  ÂQRS  180° : en cas d’hypertrophie
ventriculaire droite.
-90°  ÂQRS  0° : en cas d’hypertrophie
ventriculaire gauche.
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C- Etude de la durée, l’amplitude et la
forme des complexes P et QRS:

Onde P : correspond à une dépolarisation des oreillettes.
Elle est dotée normalement d’une durée  8/100 s,
d’une amplitude de 2 mm en DII et elle est positive
dans toutes les dérivations à l’exception de aVR où
elle est négative.
- Une onde P  2 mm est en faveur d’une
hypertrophie de l’oreillette droite.
- Une onde P d’une durée  8/100 s est
évocatrice d’une hypertrophie de l’oreillette
gauche.
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C- Etude de la durée, l’amplitude et la
forme des complexes P et QRS:


Intervalle PR: temps de conduction auriculoventriculaire d’une durée de 0,12 à 0,20 s.
Un PR  0,20 s est évocateur d’un bloc auriculoventriculaire.
Complexe QRS: correspond à la dépolarisation des
ventricules. Il est d’une durée de 8/100 s.
Il est constitué de 3 déflexions:
- Q: 1ère déflexion négative.
- R : 2ème déflexion positive.
- S : 3ème déflexion négative.
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C- Etude de la durée, l’amplitude et la
forme des complexes P et QRS:
Normalement :
L’amplitude : R (en DI) + S (en DIII)  30 mm.
L’amplitude : R (en V5,V6) + S (en V1,V2)  35 mm
Lorsque la durée du complexe QRS  8/100 s, on parle d’un
bloc de branche.
Une amplitude anormale est évocatrice d’une hypertrophie
Ventriculaire gauche.

Espace QT et onde T:
Correspond à la repolarisation ventriculaire:
Durée Q-T : 36/100 s.
Onde T : positive dans toutes les dérivations sauf en aVR,V1, V2 et
DIII où elle peut être négative.
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VIII- Conclusion:


L’électrocardiographie représente un moyen d’exploration
très utile dans la pratique médicale.
L'électrocardiogramme
enregistre une succession
de séquences de l'activité électrique du cœur,
fournissant ainsi des informations très précieuses quant à
l’étude de l’excitation, la conduction, l’automatisme et de la
contractilité myocardique en vue d’explorer les troubles
ischémiques, de conduction et les hypertrophies.
PR N BEN RAIS AOUAD
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