2011 [E.C.G]

[Tapez un texte]
2011
Jalal Sakhan
[E.C.G]
Jalal Sakhan
Introduction :
Il a été dit « qu'un homme est un travail pièce».
La complexité de l'être humain corps et nos systèmes biologiques dépassent les
machines plus complexes que nous peut produire.
Notre système nerveux et les processus synaptiques ne sont toujours pas
pleinement compris par les scientifiques plus rusés.
Considérons le muscle cardiaque. Ce bit délicat et complexe du tissu peut être
comparé à une pompe simple. Maintenant si nous prenons les moyennes, cette
pompe déplace environ deux et demi onces de liquide par battement de cœur. Si
nous supposons une fréquence cardiaque moyenne de 72 bats en une minute, notre
muscle cardiaque se déplace sur un gallon par minute, environ 1900 litres par jour,
plus de 700 000 litres par an. Si nous ce mener toute une vie, au moment où nous
parvenir à soixante-dix ans notre cœur a pompé plus de 45 millions de litres ! Pas
mal pour un livre de la moitié de la pompe qui C'est la taille de votre poing ! Une
autre fonctionnalité fascinante du muscle cardiaque est sa capacité de continuer à
battre automatiquement, jour et jour sort, pour notre vie entière. Le cœur contient un
bâti en stimulateur cardiaque qui régule le rythme du muscle. Cela peut être ajusté
en le reste de notre système nerveux. Tous ces nerfs « tirant » causent une sortie
électrique que nous pouvons mesurer réellement.
Jetons un regard plus étroit sur le muscle cardiaque et son fonctionnement. Le
muscle cardiaque contient quatre chambres individuelles, avec service de gauche et
de droite et les ventricules qui contrat lorsque poussant le sang dans tout
l'organisme. Ce remplissage et pousser l'action est réalisée à l'aide spécialisée une
façon vannes. Il y a quatre de ces soupapes, un pour chaque chambre. Ces valves
permettre le sang quitter quand les contrats de chambre, puis laissez près la
Chambre pour garnir les sangs frais pour le prochain battement. Le côté droit du
cœur est consacrée au pompage la l'oxygène appauvri en sang les poumons. Après
les poumons ont oxygénés le sang Il est retourné à gauche du cœur où l'on pompée
tout au long du corps.
Jalal Sakhan
Définition :
L’ECG
G (Electrocardiographe) enregistre les variations des potentiels électriques de
l’appareil cardiaque (décharges produites lors des contractions du cœur).
Le capteur s’accompagne d’un ensemble contenant une centaine d’électrodes en
argent/chlorure d’argent pouvant être placées sur la peau.
Le capteur comprend un boîtier électronique avec un câble de connexion pour le
relier à l’interface du multi-enregistreur
multi enregistreur via un brochage de type DIN. Trois files
fil
d’électrodes sont reliés au boîtier du capteur ECG du côté opposé au câble reliant
cette interface.
Le circuit électrique du capteur protège l’utilisateur des chocs électriques de deux
façons :
-Le
Le signal transmis au capteur voyage dans un circuit
circuit optique d’isolation.
-Un
Un transformateur assure le transit de la puissance électrique au capteur.
Le circuit électrique protège des surtensions éventuelles à hauteur de 4000 volts.
Mode de fonctionnement :
Les cellules musculaires du cœur sont polarisées au repos. Cela signifie que les
membranes cellulaires sont sujettes à des gradients de concentration en ions. Un
excès d’ions sodium à l’extérieur de la membrane engendre un surplus de charges
positives par rapport à l’intérieur de la membrane. L’intérieur de la cellule est à un
potentiel d’environ 90 millivolts (mV) en moins par rapport à l’extérieur de la
membrane. Cette différence de 90 mV est appelée potentiel au repos. Une
Jalal Sakhan
membrane cellulaire normale est relativement imperméable aux ions sodium.
Cependant, la stimulation d’une cellule musculaire cause un accroissement de sa
perméabilité au sodium. Les ions sodium migrent vers l’intérieur de la cellule grâce à
des canaux spécifiques au sodium. Cela engendre un changement (dépolarisation)
du champ électrique autour de la cellule. Ce changement du potentiel cellulaire du
négatif vers le positif et inversement est une impulsion électrique appelée potentiel
d’action cellulaire. Dans les cellules musculaires, le potentiel d’action engendre une
contraction musculaire. D’autres ions et molécules chargées sont impliqués dans la
dépolarisation et repolarisation du muscle cardiaque, à savoir le potassium, le
calcium, le chlore et des protéines chargées électriquement. L’ensemble des
potentiels d’action générés durant la dépolarisation et repolarisation du muscle
cardiaque peuvent être enregistrés par des électrodes placées à la surface de la
peau. Un enregistrement de l’activité électrique du cœur est appelé : un
électrocardiogramme (ECG). La dépolarisation des cellules musculaires du cœur
déclenche une contraction.
Les cellules formant le système de conduction cardiaque dépolarisent spontanément.
Cette dépolarisation spontanée est mieux détectable dans un groupe de cellules du
muscle cardiaque situé dans la partie supérieur ure de l’oreillette droite. Ce groupe
de cellules est appelé : le stimulateur (également connu en tant que nœud sinusal ou
nœud SA). La dépolarisation du stimulateur génère un courant qui mène à la
dépolarisation de toutes les autres cellules cardiaques. L’onde dépolarisante voyage
de l’oreillette droite vers l’oreillette gauche assez rapidement pour que les deux
oreillettes se contractent, par essence, au même moment.
Les oreillettes et les ventricules sont isolés électriquement les uns des autres par des
tissus conjonctifs qui agissent comme l’isolant sur un fil électrique. La dépolarisation
des oreillettes n’affecte pas directement les ventricules. Il existe un autre groupe de
cellules dans l’oreillette droite appelé : nœud atrio-ventriculaire ou nœud AV, qui
mène la dépolarisation des oreillettes vers un faisceau de fibres conductrices
spécifiques (appelé faisceau de Hits) aux ventricules.
La paroi musculaire contient des fibres de Purkinje, un système spécifique de fibres
musculaires qui dirigent la dépolarisation à toutes les parties des ventricules de
manière quasi-simultanée. Ce mécanisme engendre un court temps de retard, c’est
pourquoi un léger arrêt se produit après la contraction des oreillettes et avant la
contraction des ventricules. Comme les cellules cardiaques sont interconnectées,
Jalal Sakhan
cette onde de dépolarisation, la contraction et la repolarisation se répandent à
travers toutes les fibres musculaires de l’appareil cardiaque.
Lorsqu’une partie du cœur est polarisée et la partie contigüe dépolarisée, un courant
électrique se met à parcourir le corps. Ce courant est d’autant plus important
lorsqu’une moitié de la partie connectée du cœur est polarisée et que la partie
contigüe ne l’est pas.
Le courant décroît lorsque le ratio entre les tissus polarisés et non polarisés est
inférieur à un pour un. Les variations de ces courants peuvent être mesurés,
amplifiés et tracés en fonction du temps. L’ECG représente l’addition de tous les
potentiels d’action du cœur, captés en surface du corps. Il ne mesure pas les
contractions mécaniques du cœur de manière directe.
L’impulsion prenant naissance au nœud SA cause une contraction des oreillettes, ce
qui fait passer le sang dans les ventricules. Peu après cette contraction, les
ventricules se contractent à cause du signal qui leur parvient des oreillettes. Le sang
quitte les ventricules par l’aorte et les artères pulmonaires.
La polarité des cellules musculaires du cœur revient à la normale et le cycle
cardiaque recommence.
L'électrocardiogramme :
L'électrocardiogramme (ECGM) est une signature visuelle de l'activité électrique du
cœur. Un tracé typique consiste en une série d'oscillations se déroulant lors de
cycles consécutifs. Ces oscillations se présentent à partir d'une ligne de base
appelée ligne isoélectrique. Toute déviation de cette ligne isoélectrique dénote une
activité électrique Les lettres P, Q, R, S et T désignent les cinq déviations principales
vues sur un ECGM. Un cycle cardiaque est représenté par un ensemble
d'oscillations commençant par l'onde P, suivie par l'onde composée QRS, et finissant
avec l'onde T.
L'onde P représente la dépolarisation des oreillettes et est associée à leur
contraction.
L'onde composée QRS comprend trois parties. La première déviation négative est
l'onde Q, suivie d'une déviation positive appelé onde R. L'onde composée se termine
par une déviation négative appelée onde S. L'onde composée QRS concerne la
dépolarisation des ventricules et est associée à leur contraction. La repolarisation
des oreillettes se déroule pendant la dépolarisation des ventricules. Pour cette
Jalal Sakhan
raison, le signal associé à la repolarisation des oreillettes n'est pas visible sur un
ECG. La dernière onde est appelée onde T qui apparaît normalement sous forme
d'une déviation positive. L'onde T annonce la repolarisation ventriculaire.
Les muscles reliés au squelette génèrent également de l’énergie électrique, et
peuvent déclencher des artefacts musculaires si vous bougez votre bras lorsque
l’ECG vous est attaché. La séquence allant de l’onde P à l’onde T constitue un cycle
cardiaque. Le nombre de cycle par minute est appelé rythme cardiaque, et comprend
habituellement de 70 à 80 battements par minute au repos. Quelques temps
caractéristiques d’un ECG sont listés ci-dessous :
·
Intervalle P-R 0,12 à 0,20 secondes
·
Intervalle QRS moins de 0,1 secondes
·
Intervalle Q-T moins de 0,38 secondes
Jalal Sakhan
Schémas fonctionnel de l’ l’ECG :
Jalal Sakhan
Amplification du signal arrivée a l’ECG :
Le signal arrive des capteurs que sont en contacte avec le corps du patient est un
signal très faible que risque de perdre avec les étapes de acquisition du signal ECG
donc l’exigence de l’amplifier pour conserver ces caractéristique pour l’étape de
purification (filtrage)
Donc il faudra utiliser un circuit qui aide a amplifier le signal reçu
Analyse du signal provient des capteur de l’ECG :
Voici un échantillon du signal ressue obtenue âpres amplification et conversion
A/N
Jalal Sakhan
On voit que le signal
gnal de
d l’ECG contient des bruits qui influent sur les résultats
estimée,
Donc la nécessite de filtrage
Voici les séquences de filtrage:
filtrage
Le circuit utiliser est comme suite :
LM32
Jalal Sakhan
Donc le signal après filtrage devient :
Circuit final de l’ ECG :
Jalal Sakhan
Jalal Sakhan
Les composant utiliser :
I.
Les capacités :
•
7 disc capacitifs de valeurs (1, 100,104nF) nommée [C1, C2, C6, C7, C8,
C9, C18]
•
1 disc capacitif de valeur 470 pF nommé [C5]
•
1 capacité chimique de 1µF nommé [C4]
•
7 capacités chimiques de 10µF nommé [C3, C10, C12, C13, C14, C16,
C17]
•
II.
3 capacités chimiques de 100µF nommé [C11, C15, C19]
Les résistances et les potentiomètres:
•
Une résistance de 2 Ω de couleurs (rouge/noire/or)[R16]
•
Une résistance de 470 Ω de couleurs (jaune/violet/marron) [R17]
•
Une résistance de 4,7kΩ de couleurs (jaune /violet/rouge) [R11]
•
3 résistances de 10 KΩ de couleurs (marron/noir/orange) [R3, R4, R13]
•
Une résistance de 47 KΩ de couleurs (jaune/violet/orange) [R15]
•
5 résistances de 100KΩ de couleurs (marron/noir/jaune) [R7, R8, R9, R10,
R12]
III.
IV.
•
3 résistances de 10 MΩ de couleurs (marron/noir/bleu) [R14]
•
Un potentiomètre de 10 KΩ pour le volume du signal nommé [R14]
•
Un potentiomètre de 100 KΩ pour le réglage du gain du signal nommé [R5]
Les circuits intègres et semi-conducteurs:
•
une diode 1N4148 [D1]
•
un transistor 2N3904 [Q1]
•
une LED [D2]
•
un circuit intégré LM324 de 14 pin [U1]
•
un circuit LM386 de 8 pins [U2]
autres composant :
•
un adaptateur (capteurs /circuit) a 5 pin [J1, J2]
•
un adaptateur mono a 3pin [J3]
•
un Switch poussoir interrupteur [S1]
•
une batterie de 9V [BAT1]
Jalal Sakhan
Les circuits intègres :
Lm324-386 :
Ces dispositifs se composent de quatre impédances ont de gains élevés compensé en fréquence.
Ce sont des amplificateurs opérationnels qui sont conçus spécifiquement pour l'exploitation d'une
fourniture unique sur une large gamme de tensions.
Opération de fournitures de split est également possible si la différence entre les deux fournitures est
3 V de 32 V (3 V à 26 V pour la LM386) et Vcc est au moins 1,5 v plus positive que la tension de mode
commun d'entrée. Le drain d'approvisionnement-courant faible est indépendant de l'ampleur de la
tension de l'approvisionnement.
Les applications comprennent le transducteur amplificateurs, dc amplification blocs, et tous les circuits
classiques d'amplificateur opérationnel qui peuvent être plus facilement implémentées dans les
systèmes de la tension d'alimentation unique.
Le schéma des amplificateurs comme suite :
Schéma des circuits