Tr it m nt d i n l bi médi l Traitement de signal biomédical:

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l
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médi
ca
l
:
Analyse des ECG
Aymeric Histace 1
Remerciemen
t
Ce cours a été monté grâce au mémoire de thèse d’Aline
Cabasson
intitulée :
Cabasson
intitulée
:
« ESTIMATION ET ANALYSE DES INTERVALLES CARDIAQUES »
Un grand merci pour son aide !
Lien :
http://www i3s unice fr/
~
cabasson/data/research/Cabasson Aline These zip
http://www
.
i3s
.
unice
.
fr/ cabasson/data/research/Cabasson
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These
.
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Aymeric Histace 2
Plan
1. Introduction
2. Le s
y
stème cardiovasculaire
y
3. L’ECG
4 B it t éfilt d ECG
4
.
B
ru
it
e
t
pr
éfilt
rage
d
es
ECG
5. Estimation et anal
y
se des intervalles
y
Aymeric Histace 3
Plan
1. Introduction
2. Le s
y
stème cardiovasculaire
y
3. L’ECG
4B it t
éfilt
dECG
4
.
B
ru
it
e
t
pr
éfilt
rage
d
es
ECG
5. Estimation et anal
y
se des intervalles
y
Aymeric Histace 4

1. Introduction
Dans le monde occidental, la première cause de mortalité
provient des maladies cardiovasculaires et donc d
’
un
provient
des
maladies
cardiovasculaires
et
donc
dun
dérèglement de la fonction cardiaque.
De nos jours les médecins possèdent un grand nombre
De
nos
jours
,
les
médecins
possèdent
un
grand
nombre
d’outils permettant son étude dont le plus connu est
l’électrocardiogramme.
L’électrocardiogramme contient énormément d’information sur
le fonctionnement et les éventuelles pathologies du coeur.
Toutefois, les enregistrements sont très souvent bruités et
parfois inexploitables.
Les importations des méthodes de débruitage et d’estimation
en traitement du signal fournissent alors une aide importante à
l’exploitation des données et donc au diagnostic.
Aymeric Histace 5
1. Introduction
Afin de bien comprendre l’acquisition et l’exploitation de l’ECG
(ElectroCardioGramme)
le système cardiovasculaire
sera
(ElectroCardioGramme)
,
le
système
cardiovasculaire
sera
d’abord rapidement présenté.
Une présentation succincte de
l
’
électrophysiologie du cœur
Une
présentation
succincte
de
l électrophysiologie
du
cœur
sera également faite afin de mieux appréhender les
informations contenues dans l’ECG.
On s’intéressera ensuite à l’acquisition de l’ECG à proprement
dit, puis à son analyse.
Plus précisément, on s’intéressera dans un premier temps aux
méthodes de débruitage des ECG,
Puis aux méthodes d’estimation des intervalles, en se
focalisant sur l’intervalle P-R.
Aymeric Histace 6
Plan
1. Introduction
2. Le s
y
stème cardiovasculaire
y
3. L’ECG
4B it t
éfilt
dECG
4
.
B
ru
it
e
t
pr
éfilt
rage
d
es
ECG
5. Estimation et anal
y
se des intervalles
y
Aymeric Histace 7
2. Le s
y
stème cardiovasculaire
y
Le système cardiovasculaire est constitué du cœur et du
système vasculaire
système
vasculaire
.
Sa fonction première est d’assurer la circulation du sang dans
l
’
organisme afin de satisfaire aux besoins énergétiques et au
l organisme
afin
de
satisfaire
aux
besoins
énergétiques
et
au
renouvellement des cellules.
Un cœur moyen pompe environ
6 litres de sang par minute
Un
cœur
moyen
pompe
environ
6
litres
de
sang
par
minute
,
soit 220 millions de litres de sang en 70 ans de vie.
Pour assurer ce pompage l
’
activité cardiaque et la pression
Pour
assurer
ce
pompage
,
l activité
cardiaque
et
la
pression
sanguine doivent être soumises à une régulation permanente :
l’homéostasie.
On peut schématiser les fonctionnalités du système
cardiovasculaire de la façon suivante :
Aymeric Histace 8

2. Le s
y
stème cardiovasculaire
y
Représentation
schématique du
système
système
cardiovasculaire
Aymeric Histace 9
2. Le s
y
stème cardiovasculaire
y
Le cœur :
Le cœur est un organe creux et musculaire, comparable à
une pompe, qui assure la circulation du sang dans les
veines et les artères
veines
et
les
artères
.
Le cœur d’un adulte pèse entre 300 et 350 g.
Il se décompose en 4 chambres : les oreillettes (ou atria)
en haut et les ventricules en bas.
Une cloison musculaire épaisse, le septum, divise le cœur
en 2 moitiés : chaque côté droit et gauche est composé de
d
’
une oreillette et d
’
un ventricule
d une
oreillette
et
dun
ventricule
.
Chaque couple oreillette/ventricule est relié par une valve.
Aymeric Histace 10
2. Le s
y
stème cardiovasculaire
y
Schéma fonctionnel
du coeur
du
coeur
Aymeric Histace 11
2. Le s
y
stème cardiovasculaire
y
Le cœur :
Les ventricules ont pour
fonction de pomper le sang
vers le corps ou vers les
vers
le
corps
ou
vers
les
poumons.
Le ventricule gauche est
Le
ventricule
gauche
est
bien plus massif que le
droit parce qu’il doit
exercer une force
idé bl f l
cons
idé
ra
bl
e pour
f
orcer
l
e
sang à travers tout le
corps,
Tandis que le ventricule
droit ne dessert que les
poumons
Aymeric Histace 12
poumons
.

2. Le s
y
stème cardiovasculaire
y
Le battement cardiaque :
Chaque battement de cœur
entraîne une séquence
d
’
événements mécaniques et
d événements
mécaniques
et
électriques appelés la révolution
cardiaque.
Celle-ci consiste en 3 étapes
majeures :
La systole auriculaire (a) ;
La systole ventriculaire (b);
La diastole
La
diastole
.
La diastole est la relaxation de
tous les muscles du cœur
Aymeric Histace 13
tous
les
muscles
du
cœur
.
2. Le s
y
stème cardiovasculaire
y
Le battement cardiaque :
Les phases de
contraction
harmonieuse des
harmonieuse
des
oreillettes et des
ventricules sont
commandées par la
ti
d’
propaga
ti
on
d’
une
impulsion électrique.
Ctt ti t
C
e
tt
e propaga
ti
on es
t
possible en raison de
l’existence d’un réseau
de propagation au
de
propagation
au
niveau du cœur (fibres).
Aymeric Histace 14
2. Le s
y
stème cardiovasculaire
y
Le battement cardiaque :
Lors d’une activité
cardiaque normale, la
stimulation électrique
stimulation
électrique
naît du nœud sinusal.
Après avoir traversé
Après
avoir
traversé
l’oreillette, cette
stimulation électrique
transite par le nœud
il
ti l i
aur
i
cu
l
o-ven
t
r
i
cu
l
a
i
re.
Et rejoint finalement les
ti l i l é
ven
t
r
i
cu
l
es v
i
a
l
e r
é
seau
de distribution nodal
Aymeric Histace 15
2. Le s
y
stème cardiovasculaire
y
Le battement cardiaque :
Au repos, l’intérieur de la membrane cellulaire des
cellules cardiaques est chargé négativement par rapport à
l
’
extérieur qui est pris comme référence de potentiel
l extérieur
qui
est
pris
comme
référence
de
potentiel
.
La valeur de ce potentiel est d’environ -90mV.
La contraction est due à une dépolarisation (rapide ou
lente) des cellules cardiaques. On parle de Potentiel
d
’
Action (PA)
d Action
(PA)
.
Ce PA se subdivise en 5 phases distinctes.
Aymeric Histace 16

2. Le s
y
stème cardiovasculaire
y
Le battement cardiaque :
Phase 0 : Inversion
rapide de la polarité
Phase 1 : Début de
repolarisation
Phase 2 :
Repolarisation lente ou
plateau
plateau
Phase 3 :
Repolarisation
finale
Repolarisation
finale
Phase 4 : Potentiel de
repos (cellule excitable)
Aymeric Histace 17
repos
(cellule
excitable)
2. Le s
y
stème cardiovasculaire
y
Le battement cardiaque :
C’est ce potentiel d’action qui se diffuse dans l’ensemble
des cellules du cœur et donne naissance au battement
cardiaque
cardiaque
.
Aymeric Histace 18
2. Le s
y
stème cardiovasculaire
y
Le battement cardiaque :
Le muscle cardiaque est unique du fait qu’il est capable
de maintenir son propre rythme.
De lui seul, il battrait à 100 pulsations par minutes.
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modifiée par l’activité des nerfs qui innervent le cœur.
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(SNA)
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ys
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erveux
A
u
t
onome
(SNA)
qui contrôle entre autres, la fréquence de décharge du
pacemaker sinusal.
Il contrôle également la force de contraction, et la force
opposée par les vaisseaux au passage du sang.
Aymeric Histace 19
2. Le s
y
stème cardiovasculaire
y
Le système nerveux autonome:
Le SNA, ou système (neuro-)
végétatif, est la partie du
système nerveux responsables
système
nerveux
responsables
des fonctions automatiques
telles que le digestion, la
sudation…
Il est responsable de la
régularisation de l’homéostasie
Il se subdivise en 2 branches :
Le système sympathique
Le système
p
aras
y
m
p
athi
q
ue
Schéma du système
nerveux et de ses
principaux sous systèmes
Aymeric Histace 20
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