SOMMAIRE SOMMAIRE... 1 INTRODUCTION... 2 I. Historique... 3 II. Cadre législatif... 3 III Rappel anatomo-physiologique... 4 1. L'activation électrique du noeud sinusal... 4 2. Conséquence des stimuli électriques... 5 3. L'axe électrique du cœur... 6 IV. Le matériel pour l enregistrement cardiographique... 7 1. Le moniteur... 7 2. Le papier... 7 3. Les électrodes... 8 V. Réalisation et enregistrement cardiographique... 9 1. Les dérivations standard périphériques bipolaires : ou dérivations primitives d Einthoven... 10 2. Les dérivations unipolaires des membres... 11 3. Les dérivations précordiales (horizontales)... 13 4. Autres dérivations... 14 5. Dérivations et territoires explorés... 14 VI. Conditions d'enregistrement... 15 VII. Lecture électrocardiographique... 16 VIII. L enregistrement cardiographique per opératoire... 17 1. Système de monitorage à 3 électrodes... 17 2. Système de monitorage à 5 électrodes... 18 BIBLIOGRAPHIE... 19 ANNEXES... 20 1
INTRODUCTION L'électrocardiographie (ECG) est la représentation graphique du potentiel électrique qui commande l'activité musculaire du cœur. Ce potentiel est recueilli par des électrodes à la surface de la peau. L'électrocardiogramme est le tracé papier de l'activité électrique dans le cœur. L'électrocardiographe est l'appareil permettant de faire un électrocardiogramme. L'électrocardioscope, ou scope, est un appareil affichant le tracé sur un écran. L électrocardiographie explore l activité électrique du cœur par enregistrement des électrocardiogrammes, tracés bidimensionnels qui inscrivent en fonction du temps les variations du potentiel électrique induites dans les différents points du corps par le cœur en activité. Les innombrables cellules musculaires qui le constituent sont dotées de propriétés spéciales dont les deux plus importantes sont le pouvoir mécanique de contraction et l activité électrique rythmique, elle-même liée à des déplacements ioniques à travers la membrane des cellules. L électrocardiographie consiste à recueillir au niveau de la peau ces courants d activités de la fibre musculaire cardiaque, à les amplifier puis les enregistrer. Cet examen permet une évaluation sémiologique et diagnostique pour aboutir à une action thérapeutique. 2
I. Historique 1842 : Un physicien italien Carlo Matteucci montre qu un courant électrique accompagne chaque battement cardiaque. [1] 1887 : Un physiologiste anglais John Burden publie le premier électrocardiogramme d un humain. 1897 : Clément Ader, ingénieur électrique, adapte un système d amplification appelé galvanomètre à corde*, jusque là utilisé pour les communications télégraphiques sous-marines. 1903 : Einthoven parvient à recueillir ces courants d une manière satisfaisante en utilisant un montage électrique rappelant le pont de Wheatstone*. II. Cadre législatif Le décret N 94-1050 du 5 décembre 1994 relatif aux conditions techniques de fonctionnement des établissements de santé en ce qui concerne la pratique de l anesthésie et modifiant le code de la santé publique (troisième partie : décrets) énonce au niveau de son article : D. 712-44 : «Le contrôle continu du rythme cardiaque et du tracé électrocardioscopique» D. 712-47 «b) Le contrôle continu du rythme cardiaque et l affichage du tracé électrocardioscopique, par des appareils munis d alarme» 3
III. Rappel anatomo-physiologique (Cf annexe n 1 et n 2) Le myocarde possède une activité contractile automatique propre (c'est-à-dire qu'il n'y a pas besoin de stimulation nerveuse pour déclencher une activité). Néanmoins cette activité est influencée, «régulée» par les systèmes nerveux sympathique et parasympathique. Cet automatisme est formé de fibres myocardiques modifiées, riches en sarcoplasme et en glycogène. C'est le tissu nodal, sa disposition constante comprend : le nœud sinusal ou noeud sino auriculaire nommé noeud de Keith & Flack, structure de 10mm de diamètre dans l'oreillette droite, là où s'abouche la veine cave supérieure le noeud atrio-ventriculaire ou noeud auriculo-ventriculaire nommé Noeud d'aschoff-tawara, structure de 5mm de diamètre à la partie postérieure de la cloison inter auriculaire, à proximité de la valve tricuspide, travaille en ralentissant l'onde de dépolarisation du noud sinusal. Le faisceau atrio-ventriculaire nommé faisceau de HIS, structure se situant dans la cloison inter ventriculaire et se divisant en branche droite et gauche. Le réseau de Purkinje, structure qui chemine sur la face interne des deux ventricules. 1. L'activation électrique du noeud sinusal Le tissu nodal émet un stimulus électrique et accélère la conduction, ceci donnant lieu à la naissance d'une onde de contraction myocardique. La propagation de l'onde d'excitation se fait de proche en proche, par conduction de cellule à cellule. En effet, les cellules myocardiques sont accolées les unes aux 4
autres et des disques intercalaires (au contact de zones de résistivité membranaire basse) laissent passer les courants d'action. Cette activation cardiaque se fait toujours dans un même sens : Le noeud sinusal, véritable «pace maker» biologique, crée une stimulation à la fréquence de 70 à 100 par minute ; un flux va se propager fidèlement dans toute la masse cardiaque par le biais du noeud de Tawara et le réseau de Purkinje, mais ces «pace makers» secondaires peuvent prendre le relais en cas de «défaillance» du noeud sinusal, sachant que leur rythme propre est inférieur à celui du noeud sinusal. 2. Conséquence des stimuli électriques La dépolarisation du noeud sinusal aboutit à une onde d'excitation qui se propage à travers le myocarde auriculaire à la vitesse de 1m/s. Cette activation auriculaire commence par l'oreillette droite, celle de l'oreillette gauche lui succédant après 3 à 4/100 de secondes. Il y a donc contraction des oreillettes. Quand l'onde de dépolarisation arrive à la partie inférieure du septum inter auriculaire, elle active le noeud de Tawara. La transmission de l'onde de dépolarisation à travers le noeud atrio ventriculaire et le faisceau de His permet le passage de l'excitation à l'étage ventriculaire. L'activation ventriculaire commence au tiers moyen de la surface septale gauche puis dans la branche gauche du faisceau de Hiss et légèrement plus tard vers la branche droite du faisceau de Hiss. Le septum est ainsi activé sur ces deux faces puis l'excitation chemine le long du réseau de purkinje pour atteindre l'endocarde et les régions périendocardiques des parois ventriculaires à la vitesse de 0,37m/seconde. Il y a donc ainsi contraction des ventricules. 5
3. L'axe électrique du cœur Il est la résultante des différents vecteurs électriques correspondant à l'excitation de chaque fibre. Il s'exprime par la mesure en degrés de l'angle que fait ce vecteur avec l'axe horizontal. La mesure se fait en fonction du théorème d'einthoven : D1 = D2 + D3. On considère un cercle trigonométrique, par le centre duquel passe une droite horizontale repérée de 0 à 180. 0 correspondant à D1. Une ligne oblique de -120 à +60 correspond à D2. Une ligne oblique de -60 à +120 correspond à D3. L'axe électrique normal est compris entre 0 et 90. L'axe électrique est dit gauche lorsque l'angle est compris entre 0 et 90. L'axe électrique est dit droit lorsque l'angle est compris entre -90 et +90. Fig1 Représentation de l'axe électrique 6
.. IV. Le matériel pour l enregistrement cardiographique 1. Le moniteur Permet de détecter, d amplifier et d afficher le signal ECG. L affichage se fait par un oscilloscope, la plupart des oscilloscopes possèdent un écran couleur, la configuration de l affichage peut être modifiée, notamment la position des tracés, la couleur et la vitesse de balayage de l écran. Les moniteurs ECG utilisent des filtres pour réduire la bande passante Les filtres à hautes fréquences diminuent la distorsion liée aux mouvements Les filtres à basses fréquences permettent d obtenir une ligne isoélectrique plus stable et diminuent les artéfacts liés aux mouvements ventilatoires. On retrouve 3 types de moniteurs : Moniteur à canal non commutable qui permet d avoir une seule dérivation Moniteur à canal commutable qui permet d avoir plusieurs dérivations successives Moniteurs multicanaux qui affichent simultanément plusieurs dérivations 2. Le papier Il s'agit d'appareils portatifs ou montés sur chariot dont l'impression sur papier se fait via un stylet chauffant sur papier à révélation thermique ou par jet d'encre sur papier 7
ordinaire. L'enregistrement est réalisable sur une, trois ou six pistes selon les types d'appareils. Il se fait sur un papier millimétré, déroulant à vitesse constante. Le papier millimétré est composé de carrés de 5 mm x 5 mm. Ces carrés sont subdivisés en carrés plus petits d'1 mm de côté. Dans les conditions standards, le papier est déroulé à la vitesse de 25 mm à la seconde, de sorte qu'un mm corresponde à 0,04 seconde, et 5 mm à 0,20 seconde. L'étalonnage standard de l'électrocardiogramme enregistre en ordonnée une déflexion de 10 mm pour un voltage de 1 mv. Un étalonnage correct est indispensable à l'interprétation des tracés. Un filtrage numérique permet d'éliminer les signaux de hautes fréquences secondaires à l'activité musculaire autre que cardiaque et aux interférences des appareils électriques. Un filtre basse fréquence permet de diminuer les ondulations de la ligne de base secondaire à la respiration. 3. Les électrodes Les électrodes sont appliquées sur la peau, préalablement enduites d'une pâte conductrice. Cette pâte peut être remplacée par de l'eau. Les électrodes sont de modèles variables suivant leur utilisation. Il existe des électrodes pour les ECG d effort qui doivent être larges pour mieux adhérer à la peau Au contraire en réanimation, les électrodes seront plus petites afin d être le moins traumatisantes possible pour la peau. Elles seront de plus hypoallergéniques. Il en existe même des repositionnables. Elles possèdent toutes une zone de fixation pour le câble de l électrocardioscope. Les électrodes sont recouvertes sur leur face inférieure d un gel de contact afin de favoriser le passage des ondes électriques. L important pour ces électrodes est qu elles soient relativement inaltérables et impolarisables. La plaque d argent, revêtue d une couche de chlorure d argent (gel insoluble), sont des bonnes électrodes superficielles et sont les plus employées (voir fig.1). 8
fig.1 : Electrodes bipotentielles : [4] Électrode de métal (argent principalement),gel de chlorure d argent Elles sont à usage unique.et valent environ 3 à 5 euros le lot de 30. (Cf. annexe N 6) V. Réalisation et enregistrement cardiographique L'ECG à 12 dérivations a été standardisé par une convention internationale. Elles permettent d'avoir une idée tridimensionnelle de l'activité électrique du cœur. L ECG permet l'exploration de l'activité électrique du coeur dans un plan frontal et dans un plan horizontal par le biais de dérivations standards périphériques bipolaires, unipolaires périphériques et unipolaires précordiales. L ECG standard est composé de 12 dérivations distinctes. En fait, 6 dérivations dites thoraciques ou précordiales (V1 à V6) et des dérivations des membres Les dérivations périphériques standard bipolaires et unipolaires s'explorent de manière commune avec des électrodes aux deux poignets et aux deux chevilles. 9
1. Les dérivations standard périphériques bipolaires : ou dérivations primitives d Einthoven Ces dérivations sont dites "périphériques" ou "éloignées" parce que les électrodes sont placées à distance de la surface épicardique. Elles sont obtenues au moyen de 4 électrodes appliquées au bras droit, au bras gauche et à la jambe gauche, l'électrode de la jambe droite étant une électrode neutre destinée à éliminer les parasites électriques. Ces 4 électrodes permettent d'enregistrer dans le plan frontal 3 dérivations standard ou bipolaires (I, II, III) et 3 dérivations unipolaires des membres (avr, avl, avf). Les dérivations bipolaires d Einthoven I, II, III sont placées sur le bras droit et gauche ainsi que le pied gauche pour former un triangle. Il s agit du triangle d Einthoven. Chaque côté du triangle est formé par deux électrodes et représente une dérivation des membres. D1 enregistre les différences de potentiel électrique entre le poignet droit et le poignet gauche D2 enregistre les différences de potentiel électrique entre le poignet droit et la jambe gauche D3 enregistre les différences de potentiel électrique entre le poignet gauche et la jambe gauche La lettre D pour dérivation n'est pas en usage dans les pays anglo-saxons qui les appellent tout simplement I, II et III «On délimite ainsi un triangle appelé «triangle d'einthoven» 10
2. Les dérivations unipolaires des membres Quatre électrodes sont placées sur les membres, à la face interne des avant-bras et à la face externe des jambes. Elles peuvent également être placées à la racine des membres. avl (left) pour l'avant bras gauche avr (right) pour l'avant bras droit avf (foot) pour la jambe gauche La lettre a signifie "augmentée" 11
Si on utilise une paire d électrodes différente pour chacune des dérivations des membres, on obtient 3 dérivations distinctes pour l enregistrement (DI, DII et DIII). En effet, une paire d électrodes forme une dérivation. Si l une de ces électrodes est positive et l autre négative, on parle de dérivations «bipolaires». Exemple : dérivation DI : Electrode bras droit : positive ; Electrode bras gauche : négative. L électrocardiographe fait que les électrodes cutanées sont tantôt positives, tantôt négatives en fonction de la dérivation que l appareil enregistre. De même, il existe la dérivation AVF : Elle utilise le pied gauche comme pôle positif et les deux électrodes des bras comme négatives. Goldberger parle alors de dérivations unipolaires des membres dites «augmentées» car pour les enregistrer avec des déflections comparables à DI, DII et DIII, il fallait amplifier le signal. Il appela donc cette dérivation AVF (Augmented Voltage Left Foot), qui est un mélange de D2 et de D3. De même, il existe AVL (bras gauche positif) et AVR (Bras droit positif). L ensemble de ces dérivations (DI, DII, DIII, AVR, AVL et AVF) permettent d examiner le cœur dans un plan frontal par rapport au thorax. 12
3. Les dérivations précordiales (horizontales) Habituellement, 6 électrodes sont placées sur le thorax, et enregistrent les dérivations dites précordiales, dont la disposition est la suivante : V1 : 4ème espace intercostal droit, au bord du sternum V2 : 4ème espace intercostal gauche, au bord du sternum V3 : entre V2 et V4 V4 : 5ème espace intercostal gauche, sur la ligne médioclaviculaire V5 : 5ème espace intercostal gauche, sur la ligne axillaire antérieure V6 : 5ème espace intercostal gauche, sur la ligne axillaire moyenne Les codes couleurs : (cf annexe n 3 et 5) Pour les dérivations standards : 4 électrodes jaune au poignet gauche rouge au poignet droit vert à la cheville gauche noire à la cheville droite Pour les précordiales : 6 électrodes de base V1 rouge V2 jaune V3 vert V4 marron V5 noire V6 bleue-violet 13
4. Autres dérivations D'autres dérivations peuvent être enregistrées, mais ne sont pas réalisées de façon systématique. Elles sont faites dans certains cas pour affiner, par exemple, le diagnostic topographique d'un infarctus du myocarde V7 : même horizontale que V4, ligne axillaire postérieure. V8 : même horizontale que V4, sous la pointe de l'omoplate. V9 : même horizontale que V4, à mi-distance entre V8 et les épineuses postérieures. V3R, symétrique de V3 par rapport à la ligne médiane. V4R, symétrique de V5 par rapport à la ligne médiane. VE, au niveau de la xiphoïde sternale. 5. Dérivations et territoires explorés Ainsi, l'ensemble de ces dérivations explore les faces cardiaques suivantes: Basale (dérivations V7 V8 V9) Paroi Inférieure du cœur :dérivations D2, D3 et avf) Paroi latérale du cœur (latérale bas (dérivations V5 et V6) et latérale haut (dérivations D1 et avl) V1 et V2 : Paroi ventriculaire droite et septum inter ventriculaire dans sa partie haute et moyenne V3 et V4 : Partie antérieure du septum et pointe du Ventricule gauche V5 et V6 : Partie antérieure et moyenne de la paroi libre du ventricule gauche 14
VI. Conditions d'enregistrement Le patient doit être couché sur le dos, en relaxation musculaire complète, dans une position confortable et protégé du froid, il respire calmement afin d'éliminer au maximum les ondulations de la ligne de base, et les parasites, dus aux tremblements musculaires ou au mauvais contact fil-électrodes Éviter les parasites (enlever les objets métalliques, la montre ) Les électrodes doivent être bien appliquées. Avant de fixer les électrodes, on prépare la peau sous jacente avec une compresse alcoolisée et les poils en excès sont rasés pour assurer un bon contact électrique. Pour être correctement interprété, un électrocardiogramme doit remplir certaines conditions : L'étalonnage doit être correct. Pour cela, le test de 1 millivolt que l'on envoie dans l'appareil doit provoquer un signal rectangulaire dont la hauteur doit être de 1 cm lorsque l'appareil est réglé sur la sensibilité correspondante, cette hauteur étant mesurée sur papier millimétré La vitesse de déroulement doit être connue. Elle est habituellement de 25 mm/seconde ; chaque millimètre correspond, dans ces conditions, à 4/100 secondes. La ligne isoélectrique (tracée par l'appareil lorsqu'il n'enregistre aucune différence de potentiel) doit être horizontale et parfaitement nette, c'est-à-dire exempte de parasites, en particulier dus au courant alternatif ou à un tremblement musculaire, exempte de ressauts dus à une mauvaise connexion électrique. Les fils doivent être branchés sur les électrodes correspondantes, sinon de graves erreurs d'interprétation peuvent être commises. Le tracé doit comporter les 12 dérivations principales au minimum, c'est-àdire, dans l'ordre : les trois dérivations standard (D I, D II, D III), les trois 15
dérivations unipolaires des membres (avr, avl, avf), les six dérivations précordiales de V1 à V6. VII. Lecture électrocardiographique 1 - L'onde P représente la dépolarisation auriculaire, monophasique dans la majorité des cas, elle va permettre la contraction des oreillettes. 2 - L'espace PR, du début de l'onde P au début du complexe QRS (en fait au pied de l'onde R) représente la conduction auriculo-ventriculaire. 3 - Le complexe QRS représente la dépolarisation ventriculaire qui va permettre la contraction des ventricules. Il a des morphologies différentes selon la dérivation où on le lit. 4 - Le segment ST, se raccroche au complexe QRS au point nommé J. Ce segment est posé sur la ligne isoélectrique. Le raccordement à l'onde T qui suit, est progressif. 16
5 - L'onde T représente la repolarisation des ventricules. Elle est normalement asymétrique avec une première pente lente, un sommet arrondi et une deuxième pente rapide. Selon la dérivation l'onde T est positive ou négative. 6 - L'espace QT se mesure du début du QRS à la fin de l'onde T. Il exprime le temps global des phénomènes électriques ventriculaires. 7 - L'onde U inconstante, dont l'origine est discutée en dehors des états d'hypokaliémie VIII. L enregistrement cardiographique per opératoire 1. Système de monitorage à 3 électrodes Il utilise un moniteur à un canal, c'est-à-dire à une piste (commutable et non commutable) avec un câble à 3 branches. L activité électrique cardiaque est mesurée entre deux électrodes (dérivations bipolaires), la troisième servant d électrode de terre. Il est alors possible de monitorer DI, DII, DIII ainsi que AVR, AVL et AVF. Ce système est simple. Il ne permet malheureusement que la surveillance du rythme car il ne donne une image du cœur que dans un plan frontal. La détection de l ischémie myocardique est donc limitée. La dérivation bipolaire DII constitue la dérivation de choix car elle montre les ondes P et les complexes QRS les plus amples. DII étant dans l axe du cœur. Il existe diverses positions d électrodes CB5, CS5, CM 5 suivant les positions opératoires. (Cf. annexe n 4) CS 5 devrait être privilégiée car elle permet d avoir la meilleure sensibilité à l ischémie myocardique. Ainsi DII et V5 devraient être le minimum obligatoire : 17
DII pour l analyse des troubles du rythme et la détection de l ischémie dans le territoire inférieur. V5 pour la détection de l ischémie dans le territoire latéral. Si DII et V5 sont monitorés, on atteint 90% des ischémies. 2. Système de monitorage à 5 électrodes En pratique il est réservé aux patients à haut risque cardiovasculaire ou lors de la chirurgie cardio- vasculaire. Permet de monitorer les 6 dérivations de l ECG conventionnel (DI, DII, DIII, Avr, Avf avec une électrode précordiale V5) Permet de détecter 90% des ischémies (Cf. annexe N 5) 18
BIBLIOGRAPHIE Site internet : Lecture simplifiée de l'ecg sur Urgences Online L'électrocardiogramme à 12 dérivations (Dr. Christian Brohet) Apprendre l'ecg - Dr Jean SENDE Aide à la Lecture et l'interprétation des Electrocardiogrammes Ouvrages : Dubin.D, Lecture accéléré de l ECG, edition Maloine 1998 p 42 à 54 Hanpton JR, la pratique de l ECG, édition Maloine : 130 pages Tortora : principe d anatomie et de physiologie- 4eme édition-de boeck A.R. Houghton,D Gray : Maitriser l ECG : de la théorie à la clinique, édition Masson :pages 2 à 27 Revues : ANDJELKOVIC M. DORCHIES F. EPIS M. Electrocardiogramme Comment réaliser un bon enregistrement? Soins, n 572, mai 1993. pp 61 à 62 SAMAIN E. DEWAELE F. Les nouveaux matériels en anesthésie. Revue de l infirmière, n 7, avril 1992. pp. 38 à 43 19
ANNEXES Annexe n 1 : 20
Annexe 2 21
Annexe n 3:. 22
Annexe n 4 : 23
Annexe n 5 : 24
.Annexe n 6 : Les électrodes employées pour l électrocardiographie en milieu hospitalier sont de ce type (fig.5). Figure 6 : accessoires pour électrocardiogramme 25