Dipôles électriques - ECG

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1 Dipôles électriques - ECG Stage de pré-rentrée PACES Basé sur le cours du Pr Salaün 1

2 Loi de Coulomb La loi de Coulomb s'exerce entre 2 particules chargées. Sa force F est : inversement proportionnelle à la distance directement proportionnelle aux charges 2

3 Le Champ Sphère d'interaction possible Une particule chargée q crée une zone, un potentiel d interaction E que l on appelle champ électrique. Elle crée un champ isotrope car chaque particule q qui entre dans cette sphère aura la même interaction, et ce, peu importe sa direction. En revanche, plus la particule sera éloignée, plus l interaction sera faible. Le champ total est la somme vectorielle des champs unitaires. 3

4 Le travail Le travail W est une énergie qui dépend seulement de la distance entre les charges (et non pas de la trajectoire). 2 charges de même signe : W > 0 : éloignement 2 charges de signe différent : W < 0 : rapprochement 4

5 Le Potentiel Contrairement au champ, le potentiel V est une valeur scalaire (ou algébrique) et non vectorielle. Le potentiel total est la somme algébrique des potentiels unitaires. Finalement, le champ électrique en un point s obtient par dérivation du potentiel en ce point. 5

6 Les dipôles Un dipôle électrique se compose de 2 particules chargées de module identique (même intensité en valeur absolue) mais de signe opposé (-Q et +Q) respectivement placées en 2 points distants de d=2a. 6

7 Les dipôles Cette distance d est très faible par rapport à la distance à laquelle le potentiel est mesuré (au point M), le dipôle est donc macroscopiquement neutre mais microscopiquement non neutre car les deux particules chargées agissent sur leur environnement proche. Tout comme une charge unique, un dipôle créé un potentiel et donc un champ. 7

8 Potentiel du dipôle Le potentiel du dipôle s affaiblit plus vite que celui de la charge unique. Rayon d action plus court = macroscopiquement neutre Potentiel max lorsque θ = 0 ou π. Minimum lorsque θ = π/2 p = 2aQ : moment dipolaire (C.m) 8

9 Potentiel du dipôle Un dipôle est asymétrique. Action d un champ externe L action d un champ externe sur un dipôle a pour effet la rotation et l alignement de celui-ci dans l axe du champ. 9

10 Dépolarisation d une fibre Moment dipolaire global = Somme de tous les potentiels du dipôle cumulés 10

11 Dépolarisation d une fibre 11

12 Dépolarisation d une fibre 12

13 Dépolarisation d une fibre 13

14 Potentiel créé par un feuillet Au niveau du front de dépolarisation, on remplace chaque fibre par son dipôle équivalent. L'ensemble forme un feuillet chargé assimilable à un dipôle unique de moment M, perpendiculaire au feuillet, orienté de la zone dépolarisée (grise) vers la zone de repos. 14

15 Théorie d Einthoven 1ère hypothèse : A chaque instant le potentiel créé par le coeur en voie d activation ou de restauration peut être assimilé à celui créé par un dipôle unique. (vrai si l on observe le coeur en un point éloigné (bras et jambes)). 15

16 Théorie d Einthoven 2ème hypothèse : L origine du vecteur de ce moment M de ce dipôle peut être considéré comme fixe (le centre électrique du coeur, localisé dans le ventricule gauche). Il est le centre d un triangle équilatéral dont les sommets sont à la racine des membres supérieurs et du pubis. 16

17 Théorie d Einthoven 3ème hypothèse : Les membres sont de simples conducteurs linéaires et le corps constitue un milieu de résistivité homogène. Les points de recueil R (right), L (left), F (feet) des dérivations des membres sont assimilés aux 3 sommets d un triangle équilatéral dont le centre électrique du coeur occuperait le centre de gravité. 17

18 Borne centrale de Wilson La BW est obtenue en raccordant entre elles les électrodes R, L et F. V R + V L + V F = 0, (au niveau vectoriel) constant dans le temps, peut être pris comme potentiel de référence. BW = (R + L + F) / 3 = 0 18

19 Dérivations unipolaires augmentées (plan frontal) Loi de Goldberger : Si on déconnecte R de BW on obtient av R : av R = 3/2 V R 19

20 Dérivations bipolaires standards (plan frontal) Loi d Einthoven : DI + DIII = DII 20

21 Triangle d Einthoven et double triaxe de Bailey 3 électrodes, 6 mesures Associe 3 dérivations bipolaires et 3 dérivations unipolaires 21

22 Signal ECG Dérivations précordiales (plan horizontal) Pour info : V1 = 4ème Espace Intercostal Droit V2 = 4e EIC G V3 = entre V2 et V4 V4 = 5e EIC G ligne médio-claviculaire V5 = intersection ligne axillaire antérieure et horizontale / V4 V6 = intersection ligne axillaire moyenne et horizontale / V4 22

23 Applications : Le double triaxe de Bailey et le vectocardiogramme Le vectocardiogramme utilisé dans l ECG s obtient par superposition du double triaxe de Bailey avec un tracé qui représente l avancée du front de dépolarisation dans le coeur. 23

24 Applications 0 Comment passer de l un à l autre? NB : le croisement des axes est considéré comme l'origine. 24

25 Applications Exemple : Le moment dipolaire du coeur en 1 correspond à l'enregistrement en avr en t2. Vrai ou faux? 25

26 Applications 1ère étape : Commencer par repérer sur le graphique le temps donné (t1, t2, t3 ) et remonter jusqu à la courbe qui nous intéresse. Ici nous sommes à t2. 26

27 Applications 2ème étape : Regarder si l on atteint la courbe à son sommet positif, son sommet négatif ou au moment où elle croise l abscisse, (c est-à-dire où elle est nulle.). Si on n atteint pas ces parties distinctives, il faut juste regarder si c est positif ou négatif. Ici nous nous intéressons à av R qui est nulle en t2. 27

28 Applications 3ème étape : Retourner sur le double triaxe, ne s intéresser qu à la dérivation (avl, avr ou avf) et au moment dipolaire dont il est question. Ici nous nous intéressons à av R et au moment dipolaire 1. 28

29 Applications 4ème étape : Découper le vecteur de la dérivation en deux parties à partir du croisement des autres vecteurs. Côté flèche, ce sera positif, côté «trait» ce sera négatif, et perpendiculaire ce sera nul! 29

30 Applications 5ème étape : Regarder vers où s oriente le moment et repérer si (rapporté de façon perpendiculaire au vecteur de la dérivation) ce moment constitue un max dans le positif ou le négatif (donc respectivement sommet positif et sommet négatif) ou bien si le moment est perpendiculaire au vecteur (= nul dans le graphique). Ici, le moment dipolaire 1 est perpendiculaire à l axe de la dérivation av R, il doit donc être nul sur le graphique. 30

31 Applications Conclusion : On se retrouve bien avec un moment 1 perpendiculaire à av R sur le double triaxe de Bailey, ce qui correspond à l ordonnée nulle en av R sur le graphique à t2. Vrai! 31

32 Applications NB : Si on avait pas atteint de parties distinctives sur le graphique (ex : t7 sur av L, on peut regarder comment se comportent les autres dérivations au même temps et vérifier que ça colle avec le moment sur le triaxe. 32

33 Applications A) Le moment dipolaire du coeur en 1 correspond à l'enregistrement en avr en t2. B) Le moment dipolaire du coeur en 3 correspond à l'enregistrement en avf en t7. C) L'enregistrement électrique du coeur en avl à t5 correspond au moment dipolaire cardiaque en 3. 33

34 Applications A) Si le graphique E correspond à DI, le graphique A peut-il correspondre à DII? B) Si le graphique A correspond à DII, le graphique F peut-il correspondre à avl? C) Si le graphique C correspond à avf, le graphique A peut-il correspondre à DIII? D) Si le graphique F correspond à avr, un autre signal isoélectrique sera orienté à -60? E) Si le graphique A correspond à DIII, le graphique E peut-il correspondre à un signal orienté en -30? 34

35 ECG (pour info) Signal ECG : complexe P QRS T - Onde P : dépolarisation auriculaire - Intervalle PR (isoélectrique) : <200ms - Complexe QRS : dépolarisation ventriculaire - Onde T : repolarisation ventriculaire 35

36 Exemples pathologiques (pour info) A) Fibrillation auriculaire Activation de multiples foyers ectopiques au niveau des oreillettes. Absence d'onde P. B) Bloc auriculo-ventriculaire Temps de conduction auriculo-ventriculaire augmenté (PR > 0.2s) 36

37 Exemples pathologiques (pour info) C) Bloc de branche gauche Déphasage dépolarisation VG/VD D) Hypertrophie ventriculaire gauche Paroi VG très épaissie. Amplitude anormale du complexe QRS dans les dérivations précordiales. Dérivation axiale G. 37

38 Exemples pathologiques (pour info) E) Infarctus du myocarde Onde Q pathologique. 38