GÉNÉRALITÉ SUR L’ÉLECTROPHYSIOLOGIE CARDIAQUE

GÉNÉRALITÉ SUR L’ÉLECTROPHYSIOLOGIE CARDIAQUE

LES VAISSEAUX SANGUINS

Les vaisseaux qui partent du cœur sont les artères, ceux qui y reviennent sont les veines ; entres les deux se trouvent interposé de très fins vaisseaux, les capillaires. Les parois des artères sont épaisses ; elles sont formées de tissu élastique et de fibres musculaires ; elles ont donc une grande souplesse, une élasticité qui leur permet de se dilater et de revenir sur elles-mêmes afin d’aider le sang à s’acheminer. Les veines sont plus nombreuses ; chaque artère est en général accompagnée de deux veines ; en outre, elles sont disposées en deux réseaux dont un moins profond, plus à fleur de peau, ce qui permet une suppléance. A l’intérieur des veines existent de petit replis (valvules) ; grâce auxquels le sang ne retombe pas dans l’intervalle des contractions du cœur ; ce dispositif est utile surtout aux membres inférieurs ; l’altération des valvules provoque les varices. Les capillaires sont des vaisseaux excessivement ténus que peuvent traverser les globules du sang. C’est au niveau de ces vaisseaux que se font, dans l’intimité des tissus, les échanges des matériaux de la nutrition ; l’oxygène est cédé par les globules rouges et les déchets de la combustion (acide carbonique) sont acheminés vers le cœur. [CHAILY58]

ELECTROPHYSIOLOGIE CELLULAIRE

Le processus d’activation électrique cardiaque prend naissance au niveau de la fibre myocardique. A l’état basal, une fibre myocardique est dite ‘‘polarisée’’ : la face interne de la membrane cellulaire est tapissée de charges électriques négatives, sa face externe de charge lectriques positives, de sorte qu’une microélectrode transperçant cette membrane recueille un potentiel négatif de l’ordre de -90 mV. Lorsque cette fibre myocardique est stimulée, des mouvements ioniques se produisent de part et d’autres de la membrane cellulaire. Les charges négatives internes sont remplacées par des charges positives : le potentiel intracellulaire passe brusquement de -90 mV à +20 mV, la cellule est dite ‘‘dépolarisée’’ et notre microélectrode enregistre cette montée rapide du voltage. Ensuite des mouvements ioniques en sens inverse vont progressivement restaurer l’état de départ : c’est le processus de ‘‘repolarisation’’ qui va ramener le potentiel intracellulaire à sa valeur initiale. Au terme du processus, l’électrode exploratrice aura enregistré un ‘‘potentiel d’action’’ [figure I.2], constitué de quatre phase successives : état de base, montée rapide, plateau et descente progressive. La phase d’ascension rapide correspond à l’accident de déflexion de grande vélocité de l’ECG (complexe QRS) tandis que le plateau et la descente correspondent au segment ST et à l’onde T. On distingue cinq phases principales (Figure I.2) 0 : Dépolarisation 1 : Repolaristion précoce 2 : Plateau 3 : Repolarisation 4 : Potentiel de repos TP : La ligne pointillée représente le potentiel-seuil (threshold potential) à partir duquel se produit une brusque modification de la perméabilité de la membrane cellulaire vis-à-vis des courants ioniques et se déclenche le potentiel d’action. [CHIKH05]

SÉQUENCE D’ACTIVATION CARDIAQUE

Comme pour tous les muscles du corps, la contraction du myocarde est provoquée par la propagation d’une impulsion électrique le long des fibres musculaires cardiaques induite par la dépolarisation des cellules musculaires. Dans le cœur, la dépolarisation prend normalement naissance dans le haut de l’oreillette droite (le nœud sinusal) (Figure I.3) et se propage ensuite dans les oreillettes, induisant la systole auriculaire (Figure I.4) qui est suivi d’une diastole (contraction du muscle). L’impulsion électrique arrive alors au nœud auriculo-ventriculaire (AV), seul point de passage possible pour le courant électrique entre les oreillettes et les ventricules. Là, l’impulsion électrique subit une courte pause permettant au sang de pénétrer dans les ventricules. Elle emprunte alors le faisceau de His, qui est composé de deux branches principales allant chacune dans un ventricule. Les fibres constituants ce faisceau, complétées par les fibres de Purkinje, grâce à leur conduction rapide, propagent l’impulsion électrique en plusieurs points des ventricules et permettent ainsi une dépolarisation quasi instantanée de l’ensemble du muscle ventriculaire, malgré sa taille importante, ce qui assure une efficacité optimale dans la propulsion du sang ; cette contraction constitue la phase de systole ventriculaire (Figure I.5). Puis suit la diastole ventriculaire (décontraction du muscle) ; les fibres musculaires se repolarisent et reviennent ainsi dans leur état initial. [CHIKH05]

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Table des matières

LISTE DES FIGURES
LISTE DES TABLEAUX
RÉSUMÉ
ABRÉVIATIONS & NOTATIONS
INTRODUCTION GÉNÉRALE
1 CHAPITRE I : GÉNÉRALITÉ SUR L’ÉLECTROPHYSIOLOGIE CARDIAQUE
I.1 INTRODUCTION
I.2 ANATOMIE ET PHYSIOLOGIE DU CŒUR
I.3 LES VAISSEAUX SANGUINS
I.4 ÉLECTROPHYSIOLOGIE CELLULAIRE
I.5 SÉQUENCE D’ACTIVATION CARDIAQUE
I.6 ÉLECTROCARDIOGRAPHIE
I.6.1 HISTORIQUE
I.6.2 DÉRIVATION ÉLECTROCARDIOGRAPHIQUES
I.6.3 LES DIFFÉRENTS ENREGISTREMENTS HOLTER
I.7 CARACTÉRISTIQUES D’UN BATTEMENT CARDIAQUE
I.8 ÉLECTROCARDIOGRAMME NORMAL
I.8.1 L’ONDE P
I.8.2 INTERVALLE PR
I.8.3 SEGMENT PR
I.8.4 LE COMPLEXE QRS
I.8.5 SEGMENT ST
I.8.6 L’ONDE T
I.8.7 L’INTERVALLE QT
I.8.8 L’ONDE U
I.9 ANALYSE DE L’ECG
I.9.1 LE RYTHME CARDIAQUE
I.10 LES TROUBLES DU RYTHME CARDIAQUE (ARYTHMIES CARDIAQUES)
I.10.1 TROUBLES DE L’EXCITABILITÉ
I.10.2 TROUBLE DE LA CONDUCTION
I.11 BASE DE DONNÉE MIT/BIH
I.12 CONCLUSION
CHAPITRE II : GÉNÉRALITÉ SUR LA THÉORIE DES ONDELETTES
II.1 INTRODUCTION
II.2 ANALYSE DE FOURIER
II.2.1 TRANSFORMÉE DE FOURIER
II.2.2 INCONVÉNIENTS DE L’ANALYSE DE FOURIER
II.3 ANALYSE TEMPS-FRÉQUENCE
II.3.1 TRANSFORMÉE DE FOURIER À FENÊTRE GLISSANTE (STFT)
II.3.2 LOCALISATION TEMPS-FRÉQUENCE DE LA STFT
II.3.3 SYNTHÈSE SUR LA STFT
II.4 LES ONDELETTES
II.4.1 LOCALISATION TEMPS-FRÉQUENCE DES ONDELETTES
II.4.2 TRANSFORMÉE EN ONDELETTES CONTINUE (T.O.C)
II.4.3 TRANSFORMÉE EN ONDELETTES DISCRÈTE (T.O.D)
II.4.4 ONDELETTES ORTHOGONALES
II.4.5 EXEMPLES D’ONDELETTES
II.4.6 ANALYSE MULTIRÉSOLUTION ET ALGORITHMES PYRAMIDAL
II.4.7 PAQUETS D’ONDELETTES
II.5 CONCLUSION
CHAPITRE III : TRAITEMENT DU SIGNAL ECG
1 PARTIE : FILTRAGE DU SIGNAL ECGÈRE
III.1. INTRODUCTION
III.2. FILTRAGE PAR SEUILLAGE DES COEFFICIENTS D’ONDELETTES
III.2.1. INTRODUCTION
III.2.2. MÉTHODE
III.2.3. CHOIX DE L’ONDELETTE ANALYSANTE
III.2.4. APPLICATIONS DE LA TECHNIQUE DE FILTRAGE
2 PARTIE : DÉTECTION DU COMPLEXE QRS ÈME
III.3. INTRODUCTION
III.4. LES MÉTHODES EXISTANTES POUR LA DÉTECTION DU COMPLEXE QRS
III.4.1. ALGORITHMES BASÉS SUR LA DÉRIVÉE PREMIÈRE (ADP)
III.4.2. ALGORITHMES BASÉS SUR L’AMPLITUDE ET LA DÉRIVÉE PREMIÈRE (AADP)
III.4.3. ALGORITHMES BASÉS SUR LES DÉRIVÉES PREMIÈRE ET SECONDE (ADPS)
III.4.4. ALGORITHMES BASÉS SUR DES FILTRES NUMÉRIQUES (AFN)
III.4.5. ALGORITHMES BASÉS SUR DES TRANSFORMATIONS NON LINÉAIRES (ATNL)
III.4.6. ANALYSE DES RÉSULTATS DE DÉTECTION DE CES MÉTHODES
III.5. ALGORITHME DE PAN & TOMPKINS
III.5.1. INTRODUCTION
III.5.2. ALGORITHME
III.5.3. EVALUATION
III.6. DÉTECTION DU COMPLEXE QRS EN UTILISANT LES ONDELETTES
III.6.1. MÉTHODE (DWT_Detection)
III.6.2. ÉVALUATION
III.6.3. ÉTUDE COMPARATIVE
III.7. CONCLUSION
CHAPITRE IV : ÉTUDE DE LA CORRÉLATION ENTRE LE RYTHME CARDIAQUE (RR) ET L’INTERVALLE QT
IV.1. INTRODUCTION
IV.2. MESURE DE L’INTERVALLE QT
IV.2.1. DÉTECTION DE LA FIN DE L’ONDE T
IV.2.2. ÉTUDE DE LA CORRÉLATION ENTRE LE RYTHME CARDIAQUE RR ET L’INTERVALLE QT
IV.3. CONCLUSION
CONCLUSION GÉNÉRALE
ANNEXES
BIBLIOGRAPHIE