Dipôles électriques. Stage de Pré-rentrée PACES Brest Pôle Biophysique

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1 Dipôles électriques Stage de Pré-rentrée PACES Brest Pôle Biophysique

2 4 forces pour nous gouverner tous Gravitation (Newton) Forces nucléaires (forte et faible) Électromagnétisme (Maxwell)

3 Loi de Coulomb La loi de Coulomb s'exerce entre 2 particules chargées. Sa force F est fonction de : La charge de chaque particule. La distance entre ces particules. Constante de Coulomb

4 Champ électrique = sphère d'interaction possible C est un champ isotrope car chaque particule q qui entre dans cette sphère en un point spatial donné, aura la même interaction, et ce, peu importe sa direction. Plus la particule sera éloignée, plus l interaction sera faible. Le champ total est la somme vectorielle des champs unitaires.

5 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

6 Le potentiel Contrairement au champ E, 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.

7 En résumé Potentiel : V = k x (q a /r) x q b Energie potentiel : E = k x (q a x q b /r) Dérivation Valeurs scalaires/algébriques Dérivation Valeurs vectorielles Champ : x q Force : Force : b

8 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, ici d = 2a.

9 Les dipôles Distance d très faible par rapport à la distance à laquelle le potentiel est mesuré (au point M). Les charges se confondent et notre dipôle nous apparaît neutre!! À retenir : un dipôle est neutre mais composé de particules chargées. Tout comme une charge unique, un dipôle créé un potentiel et donc un champ.

10 Potentiel du dipôle Le potentiel du dipôle s affaiblit plus vite que celui de la charge unique => rayon d action plus court p = 2aQ : moment dipolaire (C.m)

11 Potentiel du dipôle Potentiel max lorsque θ = 0 ou π. Minimum lorsque θ = π/2

12 Potentiel du dipôle Un dipôle est assymétrique. 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.

13 Potentiel d une fibre - Potentiel de membrane est lié à l inégal répartition des ions de part et d autre de la membrane Différence maintenue par la pompe Na+/K+ ATPase

14 Potentiel d une fibre Moment dipolaire global = somme de tous les potentiels du dipôle cumulés

15 Dépolarisation d une fibre

16 Mouvements ioniques

17 Dépolarisation d un ensemble de fibre Un ensemble de fibres se dépolarisant en même temps est assimilable à un dipôle unique orienté de la zone dépolarisée vers la zone de repos. Résultante globale

18 Inscription graphique selon la position de l électrode

19 QCMs QCM-1 : Cochez la (les) proposition(s) exacte(s) : A) La force électrostatique augmente avec le carré de la distance entre les 2 particules. B) Le travail est une énergie qui dépend de la trajectoire suivie par les particules. C) Le champ électrostatique concerne toutes les particules. D) Le champ total est la somme algébrique des champs unitaires. E) Toutes les propositions précédentes sont fausses.

20 QCMs QCM-1 : Cochez la (les) proposition(s) exacte(s) : A) La force électrostatique augmente avec le carré de la distance entre les 2 particules. FAUX B) Le travail est une énergie qui dépend de la trajectoire suivie par les particules. FAUX C) Le champ électrostatique concerne toutes les particules. FAUX D) Le champ total est la somme algébrique des champs unitaires. FAUX E) Toutes les propositions précédentes sont fausses. VRAI

21 QCMs QCM-2 : A propos des dipôles électriques, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) : A) Un dipôle électrique se compose de deux particules chargées de même signe mais de module opposé. B) Un dipôle électrique est globalement neutre. C) Le potentiel d une charge unique diminue plus vite que le potentiel du dipôle. D) Un champ externe appliqué sur le dipôle n a aucun effet. E) Toutes les propositions précédentes sont fausses.

22 QCMs QCM-2 : A propos des dipôles électriques, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) : A) Un dipôle électrique se compose de deux particules chargées de même signe mais de module opposé. FAUX B) Un dipôle électrique est globalement neutre. VRAI C) Le potentiel d une charge unique diminue plus vite que le potentiel du dipôle. FAUX D) Un champ externe appliqué sur le dipôle n a aucun effet. FAUX E) Toutes les propositions précédentes sont fausses. FAUX

23 QCMs QCM-3 : Cochez la (les) proposition(s) exacte(s) : A) Le potentiel membranaire est la résultante d une différence de concentration de part et d autre de la membrane. B) Le moment dipolaire total est négatif après le passage du front de dépolarisation. C) La repolarisation et la dépolarisation se propagent dans le même sens. D) La repolarisation d une fibre et son courant ionique résultant vont dans le même sens. E) Toutes les propositions précédentes sont fausses.

24 QCMs QCM-3 : Cochez la (les) proposition(s) exacte(s) : A) Le potentiel membranaire est la résultante d une différence de concentration de part et d autre de la membrane. VRAI B) Le moment dipolaire total est négatif après le passage du front de dépolarisation. FAUX C) La repolarisation et la dépolarisation se propagent dans le même sens. VRAI D) La repolarisation d une fibre et son courant ionique résultant vont dans le même sens. FAUX E) Toutes les propositions précédentes sont fausses. FAUX

25 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, si l on observe le coeur en un point éloigné (bras et jambes).

26 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.

27 Théorie d Einthoven 3ème hypothèse : 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. Les membres sont de simples conducteurs linéaires et le corps constitue un milieu de résistivité homogène.

28 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

29 Dérivations unipolaires augmentées (plan frontal) Loi de Goldberger : Si on déconnecte R de BW on obtient av R : av R = 3/2 V R avr : membre supérieur Droit (R pour right) avl : membre supérieur Gauche (L pour left) avf : membre inférieur (F pour feet)

30 Dérivations bipolaires standards (plan frontal) Loi d Einthoven : DI + DIII = DII D1 : entre avr et avl D2 : entre avr et avf D3 : entre avl et avf

31 Le double triaxe de Bailey Associe 3 dérivations bipolaires et 3 dérivations unipolaires avr avl Valeurs d Angle A SAVOIR : DI : 0 DI DII : +60 avf : +90 DIII : +120 DIII avf DII avr : -150 avl : -30

32 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

33 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

34 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.

35 Applications 0 Le croisement des axes est considéré comme l'origine. Comment passer de l un à l autre?

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

37 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.

38 Applications 2ème étape : Regarder si l on atteint la courbe dans une zone positive, une zone négative ou au moment où elle croise l abscisse, (c est-à-dire où elle est nulle). Ici nous nous intéressons à av R qui est nulle en t2.

39 Applications avr 1 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.

40 Applications avr 4ème étape : Découper le vecteur en deux parties à l origine. Côté flèche, ce sera positif, côté «trait» ce sera négatif, et perpendiculaire ce sera nul!

41 Applications 5ème étape : Regarder vers où s oriente le moment, vers la flèche on aura un point positif sur le graphique, vers le trait on aura un point négatif ou bien perpendiculaire au vecteur on aura un point nul sur 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.

42 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!

43 Applications A) Le moment dipolaire du coeur en 2 correspond à l'enregistrement en avl en t9. B) Le moment dipolaire du coeur en 3 correspond à l'enregistrement en avf en t10. C) L'enregistrement électrique du coeur en avl à t5 correspond au moment dipolaire cardiaque en 3.

44 Applications A) Le moment dipolaire du coeur en 2 correspond à l'enregistrement en avl en t9.

45 Applications A) Le moment dipolaire du coeur en 2 correspond à l'enregistrement en avl en t9.

46 Applications av L A) Le moment dipolaire du coeur en 2 correspond à l'enregistrement en avl en t9.

47 Applications av L A) Le moment dipolaire du coeur en 2 correspond à l'enregistrement en avl en t9.

48 Applications av L A) Le moment dipolaire du coeur en 2 correspond à l'enregistrement en avl en t9. VRAI

49 Applications B) Le moment dipolaire du coeur en 3 correspond à l'enregistrement en avf en t10.

50 Applications B) Le moment dipolaire du coeur en 3 correspond à l'enregistrement en avf en t10.

51 Applications B) Le moment dipolaire du coeur en 3 correspond à l'enregistrement en avf en t10.

52 Applications B) Le moment dipolaire du coeur en 3 correspond à l'enregistrement en avf en t10.

53 Applications B) Le moment dipolaire du coeur en 3 correspond à l'enregistrement en avf en t10.

54 Applications B) Le moment dipolaire du coeur en 3 correspond à l'enregistrement en avf en t10. FAUX

55 Applications C) L'enregistrement électrique du coeur en avl à t5 correspond au moment dipolaire cardiaque en 3.

56 Applications C) L'enregistrement électrique du coeur en avl à t5 correspond au moment dipolaire cardiaque en 3.

57 Applications C) L'enregistrement électrique du coeur en avl à t5 correspond au moment dipolaire cardiaque en 3.

58 Applications C) L'enregistrement électrique du coeur en avl à t5 correspond au moment dipolaire cardiaque en 3.

59 Applications C) L'enregistrement électrique du coeur en avl à t5 correspond au moment dipolaire cardiaque en 3.

60 Applications C) L'enregistrement électrique du coeur en avl à t5 correspond au moment dipolaire cardiaque en 3. VRAI

61 Applications A) Le moment dipolaire du coeur en 2 correspond à l'enregistrement en avl en t9. VRAI B) Le moment dipolaire du coeur en 3 correspond à l'enregistrement en avf en t10. FAUX C) L'enregistrement électrique du coeur en avl à t5 correspond au moment dipolaire cardiaque en 3. VRAI

62 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 A correspond à DIII, le graphique E peut-il correspondre à un signal orienté en -30?

63 A) Si le graphique E correspond à DI, le graphique A peut-il correspondre à DII? avr avl DI DIII avf DII

64 A) Si le graphique E correspond à DI, le graphique A peut-il correspondre à DII? DI

65 A) Si le graphique E correspond à DI, le graphique A peut-il correspondre à DII? DI

66 A) Si le graphique E correspond à DI, le graphique A peut-il correspondre à DII? DI

67 A) Si le graphique E correspond à DI, le graphique A peut-il correspondre à DII? DI DII

68 A) Si le graphique E correspond à DI, le graphique A peut-il correspondre à DII? DI Faux, DI et DII sont proches sur le triaxe alors que les graphiques E et A sont opposés l un à l autre DII

69 B) Si le graphique A correspond à DII, le graphique F peut-il correspondre à avl? avr avl DI DIII avf DII

70 B) Si le graphique A correspond à DII, le graphique F peut-il correspondre à avl? DII

71 B) Si le graphique A correspond à DII, le graphique F peut-il correspondre à avl? DII

72 B) Si le graphique A correspond à DII, le graphique F peut-il correspondre à avl? avl DII

73 B) Si le graphique A correspond à DII, le graphique F peut-il correspondre à avl? avl Vrai, si A correspond à DII, alors avl qui est à 90 de DII peut correspondre au tracé F car celuici est plus ou moins nul. DII

74 C) Si le graphique C correspond à avf, le graphique A peut-il correspondre à DIII? avr avl DI DIII avf DII

75 C) Si le graphique C correspond à avf, le graphique A peut-il correspondre à DIII? avf

76 C) Si le graphique C correspond à avf, le graphique A peut-il correspondre à DIII? avf

77 C) Si le graphique C correspond à avf, le graphique A peut-il correspondre à DIII? DIII avf

78 C) Si le graphique C correspond à avf, le graphique A peut-il correspondre à DIII? DIII avf

79 C) Si le graphique C correspond à avf, le graphique A peut-il correspondre à DIII? Vrai, si C correspond à avf alors sachant que avf et DIII sont proches et que A et C également on peut supposer que A correspond à DIII DIII avf

80 D) Si le graphique A correspond à DIII, le graphique E peut-il correspondre à un signal orienté en -60? avr avl DI DIII avf DII

81 D) Si le graphique A correspond à DIII, le graphique E peut-il correspondre à un signal orienté en -60? DIII

82 D) Si le graphique A correspond à DIII, le graphique E peut-il correspondre à un signal orienté en -60? DIII

83 D) Si le graphique A correspond à DIII, le graphique E peut-il correspondre à un signal orienté en -60? DIII

84 D) Si le graphique A correspond à DIII, le graphique E peut-il correspondre à un signal orienté en -60? DIII

85 D) Si le graphique A correspond à DIII, le graphique E peut-il correspondre à un signal orienté en -60? Vrai, si le graphique A correspond à DIII, pour obtenir le graphique E il faudrait mesurer le signal en -60. DIII

86 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)

87 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.

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

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