Electrophysiologie: mécanismes et méthodes

publicité
Electrophysiologie: mécanismes
et méthodes
Activité électrique du cœur
I. Cellule cardiaque:
contractilité
excitabilité,
conduction,
automatisme
et
1.1 Anatomie et histologie cardiaque
De par leur nature histologique et leur fonction physiologique, on distingue deux types de tissus
cardiaques :
 Le tissu nodal : il est constitué du nœud sinusal (1), du nœud auriculoventriculaire (2), du
tronc et des branches du faisceau de His (3) et du réseau de Purkinje (4). Son rôle essentiel
est l’élaboration et la conduction de l’influx.
1
5
2
3
3
3
3
Tissu myocardique
Tissu nodal
4

Le tissu myocardique : dont la fonction principale est la contraction.
Dans les conditions physiologiques l’influx nait périodiquement du nœud sinusal de façon
automatique, sans qu’aucune intervention cérébrale ne soit nécessaire. Cet influx est conduit à
travers les oreillettes dont il provoque la contraction par des voies anatomiquement mal
individualisées.
Cet influx passe ensuite au niveau du nœud auriculoventriculaire ( ou nœud de Keith et Flack )situé à
la base des oreillettes où il subit un retard d’environ 150 ms , nécessaire à la séparation dans le
temps des contractions auriculaires et ventriculaires.
Il traverse alors la jonction auriculoventriculaire et chemine à l’intérieur du septum interventriculaire,
puis dans les parois ventriculaires en suivant le tronc, puis le faisceau de His.
Il est rapidement conduit aux cellules myocardiques ventriculaires par le réseau de Purkinje.
Dans les conditions physiologiques, l’influx ne peut passer des oreillettes aux ventricules que par le
nœud auriculoventriculaire et le tronc du faisceau de His : il existe en effet, entre les oreillettes et les
ventricules, un anneau fibreux ( 5 ) qui n’est traversé par aucune cellule myocardique ou nodale
autre que celle du tronc du faisceau de His et qui réalise ainsi l’isolation électrique nécessaire entre
oreillettes et ventricules pour que leur contraction respective puisse être décalée dans le temps.
Le rôle de conduction du tissu nodal découle d’une vitesse de conduction élevée ( 4 m/s ) par rapport
au tissu myocardique ( 0,4 m/s ), sauf au niveau du nœud auriculoventriculaire où la vitesse de
conduction, beaucoup plus lente que celle du tissu myocardique, permet la génération du retard
d’environ 150 ms
biophysique 2013 2014
Laurent Bourdon
cappaceslille.e-monsite.coM
1.2 électrophysiologie cardiaque
Comme dans le cas des cellules nerveuses, la membrane de la cellule cardiaque est polarisée et le
caractère excitable de cette cellule se traduit par l’apparition d’un potentiel d’action. Néanmoins les
cellules cardiaques possèdent leur propre spécificité.
1.2.1 potentiel de membrane des cellules cardiaques
* Les cellules myocardiques ont un potentiel de repos de – 90 mV. Le potentiel d’action d’une cellule
cardiaque possède un plateau, ce qui lui confère une durée dans le temps.
* Les cellules du faisceau de His et du réseau de Purkinje ont également un potentiel d’action en
plateau, mais elle présente la particularité d’avoir un potentiel de repos qui n’est pas stable dans le
temps : la polarisation membranaire diminue avec le temps.
Il existe donc une dépolarisation spontanée de la cellule, caractérisée par la pente de dépolarisation
diastolique ( diastole = durée pendant laquelle le cœur est en relâchement musculaire ). Lorsqu‘elle
atteint le seuil d’excitation, cette dépolarisation engendre un potentiel d’action.
L’existence de cette pente a pour conséquences :
 Cette pente est responsable de l’automatisme de la cellule
 Des drogues et des stimulations nerveuses pouvant augmenter cette pente augmentent la
fréquence de l’automatisme ; inversement des drogues et des stimulations nerveuses
pouvant diminuer cette pente diminuent la fréquence de l’automatisme
* les cellules du nœud sinusal et du nœud auriculoventriculaire ont une polarisation moins
importante et présente une montée lente du potentiel d’action, rendant compte d’une vitesse de
conduction très diminuée, ce qui retarde l’influx.
La pente de dépolarisation diastolique est importante, rendant compte d’un automatisme à
fréquence élevée. Cette pente est maximale pour les cellules du nœud sinusal, ce qui explique que
ces cellules ont normalement le contrôle du rythme cardiaque.
biophysique 2013 2014
Laurent Bourdon
cappaceslille.e-monsite.coM
La figure ci-dessous recense les potentiels d’action des différentes cellules cardiaques :
1.2.2 phénomènes ioniques
Comme pour les autres cellules excitables, le potentiel d’action des cellules cardiaques est dû à une
variation de la perméabilité membranaire aux différents ions.




Phase 1 : phase de dépolarisation rapide due à l’activation du canal sodique, comme dans le
cas de la fibre nerveuse
Phase 2 : phase en plateau due à l’activation plus lente d’une protéine canal laissant entrer
par diffusion les ions sodium et calcium.
Le maintien d’une perméabilité membranaire élevée au sodium explique le maintien du
potentiel à une valeur proche du potentiel d’équilibre du sodium
L’entrée du calcium par diffusion dans la cellule qui n’en contient quasiment pas est
responsable de la contraction musculaire
Phase 3 : phase de repolarisation. Cette phase correspond à une augmentation de la
perméabilité membranaire du potassium
Phase 4 : pour récupérer son état initial, la cellule doit faire sortir le sodium et le calcium
entrés pendant la phase de dépolarisation et faire entrer le potassium sorti pendant la phase
de repolarisation. Cela nécessite un transport actif de sodium, de potassium, mais aussi de
calcium.
La phase de dépolarisation diastolique des cellules du tissus nodal semble être due à une diminution
progressive de la perméabilité membranaire au potassium pendant la diastole. Le potentiel
membranaire s’adapte donc à cette variation de perméabilité.
Durant toutes les phases du potentiel d’action, la relation de Goldman est vérifiée
biophysique 2013 2014
Laurent Bourdon
cappaceslille.e-monsite.coM
1.3 physiopathologie
* troubles de l’automatisme :
Il peut s’agir
 D’un défaut d’automatisme ( pause sinusale )
 De l’apparition d’un foyer automatique ectopique ( qui n’est pas situé à l’endroit normal,
c’est-à-dire non situé au niveau du nœud sinusal ) rentrant alors en concurrence avec le
nœud sinusal et responsable « d’extrasystoles » ou de crises de « tachycardie ».
* troubles de la conduction :
Il peut s’agir :
 D’un défaut de conduction des voies normales de conduction ( par exemple : du tronc ou des
branches du faisceau de His ), responsable de blocs auriculoventriculaires ( BAV )
 De l’existence d’une voie anormale de conduction ( par exemple : le faisceau de Kent,
constitué de cellules myocardiques qui relient l’oreillette et le ventricule, court-circuite le
nœud auriculoventriculaire sans provoquer le retard physiologique de 0,15 s [syndrome de
Wolff-Parkinson-White] ). Cette voie anormale est responsable d’une dépolarisation
prématurée du ventricule.
* troubles de l’excitabilité :
De façon physiologique, la cellule devient de moins en moins excitable lors de la phase 4 de
dépolarisation diastolique.
* phénomène de réentrée :
Entre deux points, existent deux voies de conduction, non nécessairement anatomiquement
distinctes, mais fonctionnellement distinguables par la durée de leur période réfractaire. Un influx
arrive précocément, par rapport à l’influx précédent, à l’origine de ces deux voies en période
réfractaire pour l’une voie, et non pour l’autre. Le démarrage d’un cycle de tachycardie par réentrée
est alors possible.
B
A
L’influx descendant arrive à
l’instant où la voie B est
réfractaire et non la voie A.
l’influx est transmis aux
ventricules uniquement par la
voie A.
biophysique 2013 2014
B
A
B
A
La voie B sort de sa période L’influx ayant traversé B se
réfractaire lorsque l’influx retransmet à nouveau aux deux
venant de A l’atteint par voie ventricules par la voie A.
rétrograde
Laurent Bourdon
cappaceslille.e-monsite.coM
1.4 pharmacologie et traitement
Les troubles de l’automatisme peuvent être prévenus par des drogues agissant sur la pente de
dépolarisation diastolique.
Les troubles de la conduction peuvent être modifiés par des médicaments agissant sur la vitesse de la
phase de dépolarisation rapide ( phase 0 ) ou sur la durée de période réfractaire.
Ainsi, en augmentant la période réfractaire de l’une des deux voies d’un circuit de réentrée, on peut
bloquer le cycle responsable de la tachycardie.
Les médicaments arythmiques, répartis en différentes classes, agissent plus ou moins sélectivement
sur l’une des phases membranaires :
 L’inhibition du canal sodique rapide ( phase 0 ) par les médicaments « quinidine-like »
entraînant un ralentissement de la conduction, en agissant sur la pente de dépolarisation
rapide.
 L’inhibition du courant lent calcicosodique ( phase 2 ) par les médicaments appelés
« inhibiteurs calciques » déprime l’excitabilité et la conduction des fibres à réponse lente. La
diminution intramyocardique du calcium entraîne également une dépression de la
contractibilité, expliquant le fait que ce médicament est contre indiqué dans l’insuffisance
cardiaque
 Les béta bloquants diminuent la pente de dépolarisation diastolique
Lorsque les drogues sont inactives, l’implantation d’un stimulateur cardiaque intracorporel
( pacemaker ) peut devenir nécessaire. Celui-ci est un boitier relié au cœur par une sonde et délivrant
une impulsion de stimulation lorsqu’il ne détecte aucune stimulation spontanée.
biophysique 2013 2014
Laurent Bourdon
cappaceslille.e-monsite.coM
II. électrocardiogramme
L’électrocardiogramme consiste en l’enregistrement en fonction du temps de l’activité électrique du
coeur au moyen d’électrodes placées à la surface du corps
Ainsi recueille t_on des potentiels en milieu conducteur
L’ECG reconstitue à partir de l’enregistrement du potentiel en certains points du milieu extérieur,
l’état d’activation du coeur dans son ensemble
On considère que l’organisme est un corps conducteur homogène constitué de solutions contenant
des ions
2.1 évolution du potentiel en fonction de l’état d’excitation d’une fibre myocardique
Une fibre ou un groupe de fibres au repos impose entre les compartiments intra et extra cellulaires
une différence de potentiel définissant le potentiel de repos. Tous les points du compartiment
extracellulaires sont au même potentiel et deux électrodes placées sur la surface du corps
n’enregistreront par conséquent aucune différence.
Il en est de même pour une fibre ou un groupement de fibres complètement dépolarisés :
En revanche, une fibre ou un groupement de fibres partiellement dépolarisées créent un gradient de
potentiel dans le compartiment extracellulaire du fait de l’existence de courants locaux.
biophysique 2013 2014
Laurent Bourdon
cappaceslille.e-monsite.coM
2.2 potentiel créé par un dipôle
Entre 2 charges électriques placées à distance, une force électrique de coulomb apparaît.


Chaque charge crée un champ électrique E qui dérive du potentiel V : E = - grad V
Une charge en un point P crée un gradient de potentiel. Ce potentiel V évolue inversement avec la
distance qui sépare la charge de ce point P :
1 q
V=
4 r
1
1
avec  = o.r où o est la permittivité du vide telle que
= 9.109 ou o =
.10-9 et r est la
36
4 o
permittivité relative du milieu ou la constante diélectrique du milieu. Dans l’eau r est de l’ordre
de 80.
Un dipôle électrostatique est constitué de deux charges opposées +q et –q distantes de d, distance
très petite devant la distance r d’un point P au barycentre de ce dipôle.
Les deux charges du dipôle créent donc en un point P le potentiel V donné par :
1 q q 

 
4  r1 r2 
On définit le moment dipolaire de ce dipôle par la


relation M = q. d
V=
Le potentiel s’écrit sous la forme :
 
1 M .u p
V=
4 r ²

u p étant un vecteur unitaire
En milieu liquide, le maintien de ce dipôle nécessite de l’énergie, ce présentant sous la forme d’un
courant électrique.
biophysique 2013 2014
Laurent Bourdon
cappaceslille.e-monsite.coM
2.3 potentiel créé par une fibre isolée au repos ou complètement dépolarisée
On appelle feuillet électrique un ensemble de deux
distributions de charges de signes contraires réparties sur
les faces d’une lame très mince ( dont l’épaisseur est très
faible par rapport à ses dimensions de surface ). Une
membrane cellulaire est assimilable à un feuillet pour les
mêmes raisons.
On considère un feuillet d’épaisseur  et de densité de
charge surfacique  = dq / dS.
Le point P, distant de r de cet élément de surface, voit cet
élément de surface comme un élément de dipôle
électrostatique de moment dipolaire dM =  dq =   dS.
 
1 dM .u p
L’élément de potentiel électrique créé en P par dS s’écrit sous la forme : dV =
4 r ²
1  . .dS. cos
Ce qui donne en calculant le produit scalaire : dV =
4
r²
On appelle puisse de l’élément de feuillet la quantité µ =  
1 µ.dS. cos
On obtient donc : dV =
4
r²
On appelle d l’élément d’angle solide sous lequel le point P observe l’élément de surface dS. On a
dS. cos
d =
.
r²
1
L’élément de potentiel dV s’écrit donc : dV =
µ d
4
Si la densité surfacique de charge  et l’épaisseur  membranaire sont uniformes, la puissance µ du
feuillet est aussi uniforme. On peut donc intégrer l’ensemble des éléments de potentiels créés par le
feuillet.
Une face de la membrane ( face présentée à P ) génère le potentiel V+ =
µ.
4
P

L’autre face de la membrane, de même répartition surfacique, de même épaisseur dipolaire, mais
µ.
présentant à P non pas les charges + mais les charges -, génère le potentiel V- = 4
La somme des deux potentiels créés par ces deux feuillets donne V = V+ + V- = 0
Au repos, ou complètement dépolarisée, le potentiel créé par une fibre est nul.
biophysique 2013 2014
Laurent Bourdon
cappaceslille.e-monsite.coM
2.4 potentiel créé par une fibre isolée partiellement dépolarisée
En voie de dépolarisation ou de repolarisation, Ω1 et
Ω3 ne contribuent pas au potentiel : V = 0
Par contre, sous 2, l’angle solide contient deux
portions de feuillet présentant à P leur face
négative. Le potentiel créé en P par ces deux
1
portions de feuillet est : V =
( 1  µ2 ) 2
4
Si A est la surface de dépolarisation de la
A. cos
membrane, et r suffisamment grand, 2 =
r²
1
A. cos
Dans ce cas, V =
.
( 1  µ2 )
4
r²
Cette relation montre qu’une fibre partiellement dépolarisée est assimilable à un dipôle dont le

moment M est perpendiculaire au front d’activation, orienté de la zone dépolarisée vers la zone au
repos et de valeur (µ1 + µ2 ) A. Ce dipôle se déplace avec le front d’excitation. La propagation de ce
moment dipolaire crée un potentiel en P évoluant au cours du temps :
V
t
Dans cet exemple, le front
d’excitation s’approche de P puis
s’en éloigne
2.5 cas d’un groupement de fibres
Si on considère un groupe de fibres partiellement dépolarisées, on peut remplacer chaque fibre par
son dipôle équivalent. L’ensemble des dipôles forme un feuillet dont la frontière est entre la zone
active et la zone encore au repos.
Ce feuillet se déplace avec le front de dépolarisation (activation). Donc cette propagation peut-être
représentée par la progression d’un dipôle avec un pôle positif vers le milieu non encore dépolarisé.
Donc dans le cas d’une dépolarisation :
• si le front de dépolarisation va vers P, P voit l’extrémité + du dipôle s’approcher et donc son
potentiel devenir de plus en plus positif.
• A l’opposé si le front de dépolarisation s’éloigne de P, son potentiel est de plus en plus
négatif.
• Dans le cas d’une repolarisation, quand le front s’approche de P, P voit son extrémité
négative s’approcher et donc son potentiel de plus en plus négatif. A l’inverse quand ce front
s’éloigne de P son potentiel est de plus en plus positif
biophysique 2013 2014
Laurent Bourdon
cappaceslille.e-monsite.coM
Le potentiel recueilli par une électrode placée en un point fixe varie si la valeur de projection du
moment du dipôle sur l’axe de la dérivation varie
– en amplitude
– en direction
– en sens
Le potentiel varie aussi si le moment (même d’amplitude, de direction et de sens constants ) se
déplace : s’approche ou s’éloigne de l’électrode
Vague de dépolarisation
2.6 cas d’un organe

Pour un organe, Il en résulte un dipôle global variable M (t), somme vectorielle de tous les dipôles
cellulaires instantanés μ(t).
La mesure du signal électrophysiologique traduit les variations du potentiel aux bornes d’une

dérivation (par projection de M (t) sur l’axe de la dérivation).
biophysique 2013 2014
Laurent Bourdon
cappaceslille.e-monsite.coM
III. application au coeur
Le cœur est constitué de deux groupes de fibres séparées par un anneau fibreux
– Myocarde auriculaire
– Myocarde ventriculaire
Chaque groupe possède :
– Fibres encore au repos
– Fibres complètement dépolarisées
– Fibres en voie d’activation (électriquement parlantes) : assimilables à un feuillet situé à la
limite entre zone dépolarisée et zone au repos
On considère que les membranes sont modélisées par des feuillets assimilables à un dipôle.
Ces feuillets assimilables à un dipôle dont le moment est orienté de la zone dépolarisée vers la zone
de repos
3.1 dérivations électrocardiographiques
L’enregistrement des différences de potentiel au cours du temps, à partir d’une ligne de base
horizontale appelée « ligne iso électrique », constitue l’électrocardiogramme. Cet enregistrement se
fait sur un écran ou, plus souvent, par déroulement de papier sur un enrgistreur à vitesse de
défilement de 2,5 cm/s.
Les déflexions se font vers le haut lorsque la différence de potentiel est positive, vers le bas
lorsqu’elle est négative. La sensibilité standard est de 1 cm/mV.
On appelle dérivation un système de deux électrodes entre lesquelles on enregistre la différence de
potentiel.
Une dérivation bipolaire comporte deux électrodes situées à peu près à la même distance du cœur.
Une dérivation unipolaire comporte une électrode dite exploratrice dont on enregistre la différence
de potentiel par rapport à une électrode dite indifférente, c’est à dire dont le potentiel reste
constant au cours du cycle cardiaque et est pris pour référence.
L’électrocardiogramme « standard » est constitué de l’enregistrement de douze dérivations, à savoir
six dérivations des membres et six dérivations précordiales.
Position des électrodes précordiales
( vue de dessus )
biophysique 2013 2014
Laurent Bourdon
cappaceslille.e-monsite.coM
3.1.1 dérivations des membres
Cette dénomination provient de ce que les électrodes sont
placées sur les membres : les poignets droit et gauche et une
jambe ( conventionnellement la gauche ).
En théorie, ces électrodes devraient être placées sur les
épaules droite ( R ) et gauche ( L ) et sur le bas ventre ( F ).
On considère que lors du recueil de ces potentiels, les
membres jouent simplement le rôle de conducteur.
VR : potentiel de l’électrode placée sur le membre supérieur
droit ( Right )
VL : potentiel de l’électrode placée sur le membre supérieur
gauche ( Left )
VF : potentiel de l’électrode placée sur l’un ou l’autre
membre inférieur ( Foot )
Les dérivations des membres comportent :
3 dérivations bipolaires:
– DI = VL –VR ;
– DII = VF –VR ;
– DIII = VF –VL
3 dérivations unipolaires :
– VR = VR –VW ;
– VL = VL –VW ;
– VF = VF –VW
VW étant un potentiel d’électrode constant au cours du temps
3.1.2 dérivations précordiales
Les dérivations précordiales comportent
six dérivations unipolaires V1 à V6,
constituées de l’enregistrement de
référence VW du potentiel V1 à V6 de six
électrodes placées sur le thorax en des
endroits précis et universellement
adoptés.
Elles explorent le cœur dans un plan
horizontal et sont placées relativement
près de lui, ce qui ne permet plus
d’assimiler le cœur à un dipôle : la théorie
du feuillet doit donc y être appliquée
biophysique 2013 2014
Laurent Bourdon
cappaceslille.e-monsite.coM
3.2 théorie d’Einthoven
Cette théorie simplificatrice permet d’expliquer les tracés observés dans les dérivations
périphériques (enregistrement à grande distance du coeur).
* Première hypothèse :
A chaque instant, le potentiel créé par le cœur en voie de dépolarisation ou de repolarisation peut
être assimilé à celui créé par un dipôle unique dans un milieu conducteur homogène. Le vecteur
moment varie en origine, module, direction et sens au cours du cycle cardiaque.

1 M .u P
D’où Vp =
avec P = R, L ou F.
4 r ²
* Deuxième hypothèse :
L’origine du vecteur moment peut être considérée comme fixe. On l’appelle centre électrique du
cœur. Il se situe au point O, dans le ventricule gauche.
vectocardiogramme
Centre électrique du cœur
La courbe décrite par l’extrémité du vecteur moment s’appelle vectocardiogramme.
* Troisième hypothèse :
Les 3 points R, L, et F sont assimilés aux sommets d’un triangle équilatéral dont le centre de gravité
est le centre électrique du cœur : les sommets R L F sont à égale distance du centre électrique du
cœur.
1
Si on pose k =
4r ²
 
VR = k M . u R
 
VL = k M . u L
 
VF = k M . u F



De par l’inclinaison des trois vecteurs u R , u L et u F , on
aboutit à :
VR + VL + VF = 0
Pour obtenir le potentiel de référence nécessaire à l’enregistrement des dérivations unipolaires
( dérivations précordiales et dérivations unipolaires des membres ), il suffit donc d’enregistrer le
potentiel VR + VL + VF. Ce potentiel est obtenu à l’aide d’un circuit additionneur équivalent à trois
résistances égales et de valeur R suffisamment élevée pour ne pas modifier les valeurs des potentiels
VR, VL et VF.
On construit alors la borne centrale de Wilson dont le potentiel VW est
bien nul.
La loi des nœuds de Kirschoff permet d’écrire :
VR  VW VL  VW VF  VW
=
=
=0
R
R
R
1
Soit VW = ( VR + VL + VF )
3
biophysique 2013 2014
Laurent Bourdon
cappaceslille.e-monsite.coM
En ce qui concerne les dérivations bipolaires des membres, si l’on prend pour exemple
l’enregistrement de DI, on a :
  
  
1
DI = VL – VR =
M . ( uL - uR ) = k M . ( uL - uR )
4r ²
 

Or, u L - u R est de même direction et de même sens que R L et donc que le vecteur unitaire u DI de la
direction DI.
 

Néanmoins,  u L - u R  = 2  u R  sin 30 = 3 = 1,7.
  
 
 
1
On en déduit que : DI = VL – VR =
M . ( u L - u R ) 3 = 3 k M u DI = k’ M u DI
4r ²
Ainsi, les différences de potentiel DI, DII et DIII
sont elles aussi, proportionnelles à la projection



du moment cardiaque sur l’axe u DI , u DII , u DIII
de la dérivation correspondante.
Cependant, le coefficient de proportionnalité
intervenant dans les dérivations bipolaires est
supérieur ( d’un facteur 1,7 ) à celui intervenant
dans les dérivations unipolaires.
On a pris l’habitude d’enregistrer les dérivations augmentées :
aVR = 1,5 VR
aVL = 1,5 VL
aVF = 1,5 VF
Ces dérivations augmentées fournissent un tracé identique à celui des dérivations unipolaires
classiques correspondantes. Elles présentent l’avantage de présenter un coefficient de
proportionnalité ( 1,5 ) proche de 3 = 1,7.
3.3 tracé électrocardiogramme
Quelle que soit la dérivation considérée, on enregistre toujours la même séquence au cours du cycle
cardiaque.
 L’onde P correspond à la dépolarisation auriculaire. Elle est normalement positive en D1, D2
et D3.
 Le complexe qRs correspond à la dépolarisation ventriculaire. Il comprend dans sa forme
complète une déflexion négative q, une déflexion positive R et une déflexion négative s
 L’onde T correspond à la repolarisation ventriculaire. L’onde de repolarisation auriculaire
n’est pas vue, car elle est masquée par le complexe qRs. L’intervalle PR compris entre le
début de l’onde P et le début du complexe qRs est normalement iso électrique et traduit le
délai entre l’activation des oreillettes et celle des ventricules. Ce délai est obtenu grâce au
retard pris par l’influx dans le nœud auriculoventriculaire. Le segment ST entre la fin du
complexe qRs et le début de l’onde T est normalement iso électrique.
biophysique 2013 2014
Laurent Bourdon
cappaceslille.e-monsite.coM
Il est à rappeler que l’onde qRs est ici de la somme temporelle et vectorielle des moments dipolaires
résultants du cœur, issus des potentiels d’action des différentes cellules myocardiques.
3.4 axe électrique du cœur
Les six dérivations D1, D2, D3 et aVR, aVL et aVF représentent les variations au cours du temps des

projections du vecteur M sur les six axes de Bailey.
Les dérivations D1 et aVF permettent de reconstruire la projection frontale du vectocardiogramme.
L’enregistrement des dérivations des membres permet ainsi d’évaluer l’axe électrique qRs. On
désigne par ce terme l’orientation du vecteur défini par la moyenne des vecteurs cardiaques lors de
la dépolarisation ventriculaire. Cette orientation représente, en première approximation,
l’orientation du vectocardiogramme frontal d’activation ventriculaire.
biophysique 2013 2014
Laurent Bourdon
cappaceslille.e-monsite.coM
Ci-dessous sont représentées les projections du complexe qRs en D1, D2, VF et VL.
Ci-dessous sont représentées les déviations de l’axe électrique de qRs.
3.5 rythme cardiaque
Le rythme régulier sinusal est de l’ordre de 70 pulsations par minute.
La fréquence cardiaque est déterminée grâce au laps de temps existant entre deux qRs stables
consécutifs.
Chaque onde P est suivie d’un complexe qRs
L’ECG permet de distinguer :
 Bradycardies :
 Tachycardies :
 Arythmies :
 pauses :
 extrasystoles :
biophysique 2013 2014
Laurent Bourdon
cappaceslille.e-monsite.coM
3.6 troubles de la conduction
* L’intervalle PR est normalement compris entre 0,12 et 0,20 s. Un intervalle PR supérieur à 0,20 s
traduit un bloc auriculoventriculaire.
* Les troubles de la conduction ( blocs ) peuvent siéger sur l’une des branches du faisceau de His
( blocs de branche droit ou gauche ). Dans ce cas, le cycle qRs est supérieur à 0,12 s, s’il est complet.
* il peut s’agir d’un bloc auriculoventriculaire, dont le trouble de la conduction se situe soit sur les
deux branches, soit en amont ( nœud sinusal, nœud auriculoventriculaire, tronc du faisceu de His ).
Ce bloc possède trois degrés de gravités croissante :
* bloc du premier degré : l’excitation passe toujours, mais avec un retard, entraînant un
allongement de l’intervalle PR, devenant supérieur à 0,2 seconde
* bloc du troisième degré : l’excitation ne passe jamais et l’onde P n’est pas suivie du
complexe qRs : l’onde P est dite bloquée. La contraction est assurée par les cellules en aval du bloc
qui peuvent alors exprimer leur faculté d’automatisme, néanmoins moins fiable et de fréquence plus
lente que l’automatisme sinusal. Ce bloc justifie la pause d’un pacemaker
* le bloc de deuxième degré : il est de gravité intermédiaire et se traduit par la présence
d’ondes P bloquées survenant plus ou moins périodiquement.
* Le syndrome de Wolff-Parkinson-White est un trouble de la conduction dû à la présence d’une voie
accessoire de conduction traversant l’anneau fibreux et court-circuite le nœud auriculoventriculaire.
Il entraîne une diminution de l’intervalle PR car une partie du ventricule se trouve excitée en avance
par l’influx provenant des oreillettes qui est transmis directement par la voie accessoire, sans subir le
retard physiologique d’environ 0,15 s au niveau du nœud auriculoventriculaire.
3.7 hypertrophie et troubles ischémiques
L’hypertrophie de l’un des ventricules entraîne une déviation de l’axe qRs vers le ventricule
hypertrophié. L’axe sera compris entre +90° et + 180° se traduisant par un complexe qRs
anormalement négatif en D1 en cas d’hypertrophie ventriculaire droit.
L’axe sera compris entre 0° et - 90° se traduisant par un complexe qRs anormalement négatif en VF
en cas d’hypertrophie ventriculaire gauche.
L’ischémie des cellules myocardiques ( angine de poitrine ) entraîne des modifications de la
repolarisation. On observe un sous décallage ou sus décallage du segment ST
La nécrose correspond à des cellules myocardiques ( infarctus du myocarde ) remplacées par un tissu
fibreux non contractile et dépourvu d’activité électrique
biophysique 2013 2014
Laurent Bourdon
cappaceslille.e-monsite.coM
L’ECG permet en outre un diagnostic topologique si l’on remarque que pour le ventricule gauche :
V2, V3 regardent la face antérieure
D1, VL et V4, V5, V6 regardent la face latérale
D2, D3, aVF regardent la face postérodiaphragmique
Quant au ventricule droit, il est au mieux examiné par les dérivations D3 et V1, V2, V3.
biophysique 2013 2014
Laurent Bourdon
cappaceslille.e-monsite.coM
Téléchargement