Méthodes d étude en électrophysiologie jusqu à l ECG

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1 Méthodes d étude en électrophysiologie jusqu à l ECG Activité électrique du cœur L activité électrique du cœur est générée par un ensemble de cellules excitables. - Certaines de ces cellules ont une activité «pace maker» qui est propre au cœur - Les cellules cardiaques sont organisées en réseaux L ensemble produit le rythme cardiaque automatique L activité électrique de cet ensemble de réseaux électrique cardiaque peut être enregistré à distance par des électrodes placées sur la peau, c est l électrocardiogramme. L activité électrique cardiaque est très semblable d un individu à l autre. L analyse de l électrocardiogramme permet de diagnostiquer certaines pathologies cardiaques associées à des désordres des propriétés électriques du réseau cardiaque. Il est aussi possible de suivre l évolution de certaines pathologies et d évaluer l efficacité thérapeutique. Rappels anatomiques Fonctions : Tissu Nodal : Responsable de l élaboration de l influx nerveux et de sa propagation vers le tissu myocardique, à l origine du rythme cardiaque Tissu myocardique : Tissus musculaire à l origine de la contraction Tutorat PACES Amiens 1

2 Propagation : - L influx naît au niveau du nœud sinusal et provoque la contraction du myocarde auriculaire. - Il se propage au nœud auriculo-ventriculaire avec une latence de 0.15sec. - Le flux se propage au tronc du faisceau de Hiss puis dans ses branches puis au niveau des cellules du myocarde ventriculaire par le réseau de purkinje. - Le myocarde auriculaire est séparé du myocarde ventriculaire par un anneau fibreux permettant d isoler ces deux myocardes électriquement. - Les délais sont liés aux vitesses de conductions élevées (4 m.s -1 ) et au délai (0.15 s) entre nœud sinusal et nœud auriculo-ventriculaire L activité électrique des cellules Les cellules myocardiques : ce sont des éléments excitables - Potentiel de repos : - 90mV - Potentiel d action : Plateau Liées entre elles par des gaps jonctions 0 : ouverture des canaux Na rapide 1 : Fermeture des canaux Na rapides 2 : Entrée de Ca et de Na par des canaux lents 3 : Sortie de K+ 4 : Pompe Na/K Comparaison PA fibres myocardiques et PA neurones Tutorat PACES Amiens 2

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4 Cellules nodales : Potentiel de membrane instable avec dépolarisation lente pendant la diastole qui est l origine de l automatisme cardiaque (diminution progressive de la perméabilité au K et donc de la sortie de K+ et adaptation du potentiel de membrane) Phase 0 : Canaux Ca (au lieu de Na) 0 : Ouverture des canaux Na rapide 1: fermeture des canaux Na rapide 2: Entrée de Ca et de Na par des canaux lents 3 : Sortie de K+ 4 : Pompe Na/K Notion de période réfractaire : Pour la cellule nodale, il existe une période réfractaire qui augmente avec la fréquence de stimulation. On distingue 3 périodes réfractaires intéressantes : La période réfractaire absolue : Période pendant laquelle quelque soit le stimulus, il n'y a aucun effet cellulaire. La période réfractaire effective : Période (qui nous intéresse en pratique) incluant la P.R.A à laquelle on ajoute une phase pendant laquelle la cellule peut être stimulée mais ne conduit pas. La période réfractaire relative : Période pendant laquelle un stimulus puissant peut générer un potentiel d'action. Electrocardiographie : L'électrocardiographie (ECG) est une représentation graphique du potentiel électrique qui commande l'activité musculaire cardiaque. Ce potentiel est recueilli par des électrodes disposées à la surface de la peau. Les différents tissus constituant le corps sont conducteurs dans la mesure où ils sont constitués de solutions ioniques. Possibilité d enregistrer des phénomènes électriques ayant lieu à distance du point d enregistrement. L ECG aura donc pour objectif de reconstituer l état d activation du cœur. Il est donc nécessaire de calculer en un point P (sur la peau) le potentiel créé par le cœur. Tutorat PACES Amiens 4

5 En P charge Q : Dans la mesure où ces 2 charges sont proches au regard de la distance au point P (d<<<<r), elles semblent pratiquement placé au même endroit O. Le potentiel diminue avec l inverse du carré de la distance On définit M de direction porté par les charges et dirigé dans le sens du négatif vers le positif et son amplitude = q d. qdcosθ est alors la projection de sur OP Tutorat PACES Amiens 5

6 Notion de fibre isolée ou feuillet électrique : Une fibre au repos est assimilable à un feuillet fermé avec 2 faces assimilables à 2 feuillets de même puissance mais opposée. Le potentiel résultant en M, à distance, est donc nul. Il en est de même si la fibre est complètement dépolarisée. Tutorat PACES Amiens 6

7 L'influx nerveux se traduit par la dépolarisation de la fibre par changement de la concentration des ions de part et d'autre de la membrane. La propagation de l'influx nerveux se traduit par une onde de dépolarisation le long de la fibre nerveuse Si l'on admet comme précédemment que les états 2 et 3 ne créent en M aucun potentiel et aucun champ électrique, il apparaît alors que la propagation de l'influx nerveux peut être associée au déplacement d'un dipôle électrique selon l'axe de la fibre nerveuse à la célérité V. Ainsi, une fibre partiellement dépolarisée est assimilable à un dipôle de moment : - Perpendiculaire au front d activation - Orienté de la zone dépolarisée vers la zone au repos - Qui se déplace avec le front d excitation Déviations ECG : Rappel : Le myocarde auriculaire est séparé du myocarde ventriculaire par un anneau fibreux permettant d isoler ces deux myocardes électriquement On observe donc 3 comportements, Tutorat PACES Amiens 7

8 Soit les fibres sont complètement dépolarisées Soit les fibres sont complètement hyper-polarisées Soit les fibres sont en voie d activation ou de restauration. Elles constituent alors un front d activation On a un dipôle cardiaque orienté de la zone dépolarisé vers la zone au repos C est à partir de là que l on détermine l ECG Dérivation, Montage, définition : Une dérivation suppose 2 électrodes qui permettent l enregistrement de la différence de potentiel entre elles. Les dérivations ou montages peuvent être : Bipolaires Unipolaires Les dérivations précordiales sont des enregistrements à courtes distances auxquels on applique la théorie du feuillet. Dérivation des membres : Les électrodes sont placées sur les poignets droit (VR) et gauche (VL) et sur un membre inférieur (VF). Ce sont des enregistrements longue distance auxquels on applique la théorie du dipôle. On obtient ainsi : 3 dérivations bipolaires D1= VL-VR D2= VF-VR D3= VF-VL 3 dérivations unipolaires VR, VL, VF en référence à VW Tutorat PACES Amiens 8

9 Théorie d Einthoven (1913) A partir des dérivations des membres Hypothèse 1: À chaque instant le potentiel créé par le cœur en voie d activation ou de restauration peut être assimilé à celui créé par un dipôle unique. Nécessite des enregistrements à longue distance C est la variation du dipôle cardiaque (M) au cours du cycle cardiaque Idem pour L et F Ou r représente la distance entre le point de mesure (l électrode) et l origine du dipôle cardiaque Hypothèse 2: L origine du vecteur moment peut être considérée comme fixe. Elle est appelé centre électrique du cœur. Le cœur étant éloigné des électrodes, tous points du cœur peuvent être considérés comme d égale distance avec l électrode considérée. ne varie donc qu en amplitude, direction et sens au cours du cycle cardiaque On aboutit ainsi au vectocardiogramme Tutorat PACES Amiens 9

10 Hypothèse 3 : les points de recueil R, L, F des dérivations des membres s assimilent aux trois sommets d un triangle équilatéral dont le centre électrique du cœur occuperait le centre de gravité O Comme le triangle est équilatéral : UR+UL+UF=0 Et donc VR+VL+VF=0 Ce qui permet de construire le potentiel de référence en associant les 3 dérivations et en ajoutant une résistance R égale pour les 3 dérivations. Ceci définit la borne de Wilson Un potentiel de référence étant indispensable pour mesurer une différence de potentiel. Tutorat PACES Amiens 10

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12 On aboutit aux axes de Bailey. Les 6 dérivations représentent les variations au cours du temps des projections du vecteur cardiaque M sur les 6 axes de Bailey. Notion de vectocardiographie ou VCG : C'est une technique d'électrocardiographie qui a l'avantage de donner et de permettre d'étudier l'orientation et la progression de l'activité électrique cardiaque grâce à la représentation des vecteurs instantanés de l'activité électrique du cœur, et donc d'analyser avec beaucoup plus de précision qu'un ECG "normal", les principales anomalies cardiaques, comme: l'hypertrophie d'une cavité cardiaque (oreillette ou ventricule) l'insuffisance cardiaque un trouble de la conduction dans le tissu nodal et le myocarde (muscle cardiaque, compris entre l'endocarde et le péricarde), l'infarctus du myocarde ou une myocardiopathie, entre autres Pour sa construction, on peut utiliser les points synchrones des différentes déflexions observées à un instant donné selon deux dérivations perpendiculaires et les projeter dans le triangle d Einthoven pour en déterminer la direction et la grandeur. La plus grande positivité du QRS (onde R) donne une bonne idée de l'axe du cœur. Comme la dépolarisation physiologique se fait du nœud AV vers la pointe des ventricules, l'axe moyen du cœur est situé entre 30 et 60 mais il peut être normal entre -30 et ON parle de déviation axiale gauche au-delà de -30 et de déviation axiale droite au-delà de +100 Tutorat PACES Amiens 12

13 Calcul de l'axe cardiaque à partir du QRS mesuré sur les dérivations unipolaires VL, VF et bipolaires DA, D2 en associant la borne de Wilson. A chaque instant t on réalise la moyenne des amplitudes de potentiels positives et négatives. On reporte ses valeurs sur les axes notamment D1 et VF qui sont perpendiculaires et on obtient une succession de vecteurs instantanés qui vont construire le vectocardiogramme dans un plan frontal. On évalue les moyennes des projections du vecteur cardiaque sur les 2 axes perpendiculaires D1 et VF. Tutorat PACES Amiens 13

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