D1 Diagnostic medical electricite

FICHE 1
Fiche à destination des enseignants
D1
Explorer le corps humain à l’aide de l’électricité
Type d'activité
Démarche d'investigation-Activité expérimentale
Notions et contenus
Signaux périodiques : période, fréquence,
tension maximale, tension minimale.
Compétences attendues
Connaître et utiliser les définitions de la
période et de la fréquence d’un
phénomène périodique.
Identifier le caractère périodique d’un
signal sur une durée donnée.
Déterminer les caractéristiques d’un
signal périodique.
Socle commun de connaissances et de compétences
[Pilier 1]
Comprendre un énoncé, une consigne.
Répondre à une question par une phrase complète.
[Pilier 3]
Réaliser, manipuler, mesurer, calculer, appliquer des consignes.
Raisonner, argumenter, pratiquer une démarche expérimentale ou technologique,
démontrer.
Présenter la démarche suivie, les résultats obtenus, communiquer à l’aide d’un langage
adapté.
Utiliser des graphiques.
Mener à bien un calcul à la calculatrice.
Réaliser des mesures (longueurs, durées, …), calculer des valeurs (période fréquence,
…) en utilisant différentes unités.
Commentaires sur l’activité
proposée
Cette activité illustre le thème Santé
et le sous thème Le diagnostic médical
en classe de Seconde.
Conditions de mise en
œuvre
Une séance expérimentale de 1 h 30 qui peut être prolongée par les activités D4 ECG et
D6 EEG.
Remarques
Des informations peuvent être trouvées sur les sites :
http://www.urgences-serveur.fr/IMG/swf/tdr_uol.swf :
http://www.chups.jussieu.fr/polys/neuro/semioneuro/POLY.Chp.5.8.htm
l

FICHE 2
LISTE DU MATÉRIEL DESTINÉE AUX PROFESSEURS
D1
Explorer le corps humain à l’aide de l’électricité
Matériel disposé sur la paillasse du professeur :
Rouleau de papier de ticket de caisse pouvant se dérouler autour d'un axe vertical
constitué par une potence. Au préalable, tracer sur le papier du rouleau, 2 traits
horizontaux à environ 0,5 cm des bords supérieur et inférieur sur au moins une longueur
de 1 m )
Stylo feutre
Règle
Chronomètre

FICHE 3
DOCUMENT DESTINÉ AUX ÉLÈVES
D1
Explorer le corps humain à l’aide de l’électricité
Objectifs :
- Comprendre comment est tracé un électrocardiogramme (E.C.G.).
- Mesurer expérimentalement une période.
I. Phénomènes périodiques et corps humain
Un phénomène est dit périodique lorsqu’il se répète de la même manière à intervalles de temps
réguliers. Sa période T correspond à la plus petite durée au bout de laquelle le phénomène se répète.
Question 1
Compléter le tableau : Noter des exemples que vous connaissez dans la colonne de gauche et la valeur
de la période correspondante dans la colonne de gauche.
Phénomène
périodique lié
au
fonctionnement
du corps
humain
Période T
II. Comment visualiser les battements cardiaques et leur périodicité ?
Voici la discussion d'un patient avec son médecin :
Patient Dupont : Docteur, je connais quelques techniques classiques pour mesurer la période de mes
battements cardiaques. Mais vous me prescrivez maintenant un électrocardiogramme. De quoi s'agit-il ?
Docteur Cardio : Des impulsions électriques provoquent la contraction et la dilatation du muscle
cardiaque. L’électrocardiogramme ECG est l’enregistrement graphique de l’activité électrique liée aux
contractions du cœur. En voici un exemple :

Patient Dupont : En pratique, comment enregistre-t-on cette activité électrique et comment mesure-t-
on la période des battements cardiaques ?
Docteur Cardio : Avec un simple morceau de papier et en simulant l’activité électrique d’un battement
cardiaque par un aller retour vertical d’un crayon, vous pouvez trouver le principe du tracé d’un ECG
et mesurer la période des battements du cœur.
Question 2
Le patient Dupont connaît quelques techniques pour mesurer la période de battements cardiaques. En
donner deux exemples :
Question 3
D’après ce que dit le docteur Cardio, un ECG est la représentation graphique, mais de quelles grandeurs ?
Cocher la bonne réponse :
A. de la tension
électrique entre deux points du corps en fonction de la distance qui les sépare.
B. des
dimensions du cœur en fonction du temps.
C. de la tension
électrique entre deux points du corps en fonction du temps.
III. À la découverte du principe du tracé de l’ECG
Le docteur Cardio conseille de simuler l’activité électrique d’un battement cardiaque par l'aller-retour
vertical d'un crayon : un aller-retour du crayon correspond à un battement cardiaque.
1. Première manipulation
Avec un crayon, tracer sur une feuille à un rythme régulier plusieurs allers-retours verticaux de même
amplitude. On veut mesurer la période T de ces allers retour à l’aide d’un chronomètre.
Question 4
Proposer une méthode expérimentale qui permette de mesurer le plus précisément possible la période T
du mouvement du crayon :
Question 5
Réaliser la manipulation et noter la période du battement simulé :

Question 6
Quel type de courbe obtient-on sur la feuille de papier ? Ressemble-t-elle à un ECG ?
Question 7
Sans chronomètre, serait-il possible de déterminer la période T à partir du seul tracé de la feuille ?
2. Problème
La méthode qui vient d'être expérimentée nécessite l'utilisation d'un chronomètre dont on souhaite
pouvoir se passer. On veut donc mettre au point une expérience permettant d’obtenir un tracé représentant
le rythme des battements du cœur et permettant de le mesurer sur le tracé, comme dans le cas d'un ECG.
Question 8
Faire différents essais et proposer un protocole qui permette de répondre à cette exigence. Pour chaque
expérience réalisée, décrire la courbe obtenue, commenter puis éventuellement améliorer l’expérience
pour pouvoir déterminer la période T de l'aller-retour du crayon qui correspond à un battement cardiaque.
Protocole expérimental de l’expérience aboutie :
Courbe obtenue :
Représenter la période T des battements du cœur simulés sur le tracé et la calculer :