Soutenance mémoire
Les maladies cardiovasculaires sont considérées parmi les causes principales de mortalité dans le monde. Plus particulièrement, en Algérie, l’hypertension prend de l’ampleur et devient de plus en plus inquiétante. Selon les dernières statistiques communiquées par la société algérienne d’hypertension artérielle (SAHA), 35% des Algériens âgés de plus de 20 ans souffrent déjà d’hypertension. [1] Les statistiques proportionnelles à l’âge prouvent que la cause principale des décès entre les âges de 15 a 59 ans était HIV/SIDA, suivi des maladies cardiaques et de la tuberculose ischémique. Au de-là de 59 ans, les causes principales des décès étaient les maladies cardiaques ischémiques suivie des maladies vasculo cérébrale [2].Ces données marquent l’importance de diagnostiquer et de traiter les maladies atherosclérotiques.
La détection d’une athérosclérose asymptomatique chez les sujets à risque cardiovasculaire pourrait aider à identifier les personnes les plus susceptibles de développer une maladie clinique. Les progrès techniques accomplis dans l’exploration du cœur et des vaisseaux permettent de diagnostiquer de façon non invasive différente types de lésions associées à une athérosclérose infraclinique. La détection précoce des deux composantes de l’athérosclérose, l’athérome et la sclérose, constitue les principales lésions vasculaires et représente une nouvelle stratégie de prévention des maladies cardiovasculaires. Il existe plusieurs paramètres permettant d’évaluer la santé cardiovasculaire tels que la pression artérielle, le débit cardiaque, le volume d’éjection systolique, la cholestérolémie, la saturation en oxygène et la vitesse de propagation de l’onde de pouls. Dans le cadre de la synthèse des facteurs de risques liés à l’hypertension, au diabète, à l’athérosclérose et à l’hypercholestérolémie, la vitesse de l’onde de pouls (VOP) est habituellement utilisée par la communauté médicale pour dresser un bilan de santé cardiovasculaire complet.
CARDIOVASCULAIRE : LA RIGIDITE ARTERIELLE ET METHODES D’EVALUATION
LE CŒUR
Le cœur constitue l’organe moteur du système cardiovasculaire. Il propulse le sang à travers des milliers de kilomètres de vaisseaux sanguins et il est merveilleusement conçu pour accomplir cette tâche. Bien que nous ne soyons pas conscients de son activité la plupart du temps, la capacité de travail du cœur est remarquable. Même lorsque nous sommes au repos, le cœur pompe 30 fois son propre poids chaque minute, environ 5 litres de sang sont envoyés aux poumons et le même volume au reste du corps. À ce rythme, le cœur pourrait pomper plus de 7000 litres de sang par jour et 5 millions de litres par an. Etant donné que l’on ne passe pas tout son temps au repos et que le cœur pompe de manière plus vigoureuse en période d’activité, son débit réel est bien plus grand.
La position et dimensions du cœur
• Malgré sa puissance, le cœur, qui est un organe musculaire creux de forme conique, est relativement petit, de la grosseur d’un poing fermé et, chez l’adulte.
• il ne pèse que 300 g environ.
• Il contient quatre cavités : deux oreillettes et deux ventricules.
• Il repose sur le diaphragme, près du centre de la cage thoracique, dans un espace appelé le médiastin, qui s’étend du sternum à la colonne vertébrale, entre les poumons.
• Les deux tiers environ de la masse du cœur se trouvent à gauche de la ligne médiane du corps.
• Cet organe a 12 cm de longueur, 9 cm de largeur à son point le plus large, et 6 cm d’épaisseur.
Circulation et vaisseaux sanguins
Circulation pulmonaire et systémique
À chaque battement, le cœur pompe de façon simultanée le sang dans deux circulations parallèles : la circulation pulmonaire ou petite circulation et la circulation systémique ou grande circulation. Le système vasculaire se compose d’un réseau de vaisseaux qui assure le transport à travers le corps du sang et de toutes les substances chimiques et éléments biologiques qui le composent. Les vaisseaux sont en continuité avec le cœur et leur paroi se compose donc de trois couches. La tunique interne ou intima est formée d’une seule couche de cellules épithéliales qui est en contact avec le sang et d’un couche mince de cellules élastiques. Des cellules musculaires et élastiques composent la tunique moyenne ou media. La tunique externe ou adventice contient principalement des fibres élastiques et collagènes qui assurent le soutien et limite la dilatation des vaisseaux.
La circulation systémique transporte le sang oxygéné du cœur vers les cellules et permet le transport des déchets métaboliques des cellules vers les systèmes de transformation et d’excrétion. Les artères se subdivisent graduellement en branches de plus en plus petites pour finalement devenir des capillaires, ces vaisseaux à paroi mince qui permettent un échange optimal entre les cellules et les composantes du sang.
L’aorte est la plus grande artère qui reçoit le sang directement du ventricule gauche. Elle se subdivise en 3 portions
◆ Aorte ascendante d’où sont issues les artères coronaire
◆ Crosse de l’aorte d’où sont issues le tronc brachio-céphalique, la carotide gauche, la sousclavière gauche
◆ Aorte descendante .
L’aorte est une artère élastique qui permet d’emmagasiner l’énergie mécanique du ventricule en s’étirant et en transférant cette énergie au sang durant la diastole. Le tronc brachiocéphalique, les artères carotides communes, sous-clavières, vertébrales, pulmonaires et iliaques sont aussi des artères élastiques.
Les artères musculaires sont de tailles moyennes et se caractérisent par une couche épaisse de muscles lisses. Ces artères permettent de contrôler la distribution du sang dans l’organisme. Les artérioles sont de petites artères qui apportent le sang aux capillaires. Elles contrôlent le débit sanguin dans les capillaires et permettent d’ajuster le débit de la micro-circulation pour rencontrer les besoins métaboliques des cellules. Les capillaires permettent l’échange efficace des substances entre le sang et les cellules puisque leur paroi se compose d’une seule couche de cellules épithéliales soutenues par une membrane basale sans tuniques moyenne ou externe. Les veinules se forment par l’union de plusieurs capillaires. Les parois des plus petites veinules sont très poreuses pour permettre le passage de molécules et de certaines composantes du sang. Lorsque les veinules deviennent de plus grand calibre leurs tuniques deviennent semblables à celle des grandes veines. Les veines périphériques des extrémités possèdent des valvules veineuses pour favoriser un débit unidirectionnel. La veine cave supérieure et inférieure permet le retour du sang désoxygéner vers le cœur.
La circulation pulmonaire permet le transport du sang du cœur vers les poumons où le gaz carbonique (déchet métabolique des cellules) est libéré et l’oxygène est emmagasiné dans le sang.
Contrairement à la circulation systémique, les artères transportent le sang à basse teneur en oxygène et les veines transportent le sang oxygéné. Les artères pulmonaires se distinguent aussi des artères systémiques par une paroi plus minces, la présence de moins de tissus élastiques dans la paroi et un diamètre plus grand ce qui contribuent à réduire la résistance au débit. La faible résistance demande donc moins de pression pour faire circuler le sang. Le tronc pulmonaire émerge du ventricule droit et se divise rapidement en artères droite et gauche. La division des artères se fait successivement jusqu’aux capillaires pulmonaires qui forment une enveloppe autour des alvéoles. Les capillaires s’unissent pour former des veinules puis des veines pulmonaires qui émergent des poumons en quatre grandes veines pulmonaires ramenant le sang oxygéné à l’oreillette gauche.
La dynamique de la circulation
Le muscle cardiaque se contracte régulièrement grâce à la propagation d’influx électriques aux cellules musculaires qui le composent. Lorsque les cellules se contractent et que la longueur des fibres musculaires se raccourcit, le cœur est en systole. Lorsque les fibres musculaires se relaxent, le cœur est en diastole. Cette contraction et relaxation du muscle cardiaque amène la circulation du sang.
La systole auriculaire
Dans des conditions normales, le sang s’écoule constamment de la veine cave supérieure, de la veine cave inférieure et du sinus coronaire dans l’oreillette droite, et des veines pulmonaires dans l’oreillette gauche. La plus grande partie du sang, environ 70 %, s’écoule passivement des oreillettes aux ventricules avant même le début de la contraction auriculaire. La plus grande partie du remplissage ventriculaire se produit immédiatement après l’ouverture des valvules auriculoventriculaires. Lorsque le nœud sinusal envoie une impulsion électrique, les oreillettes se contractent. La contraction auriculaire pousse dans les ventricules le sang qui reste dans les oreillettes. Cette poussée finale ne transporte qu’environ 30 % du sang qui passe dans les ventricules. Par conséquent, la contraction auriculaire n’est pas vraiment nécessaire pour remplir les ventricules, lorsque la fréquence cardiaque est normale.
La systole ventriculaire :
Lors de la systole ventriculaire, la pression s’élève dans les ventricules et force les valvules auriculo-ventriculaire à se fermer. Le sang, qui ne peut plus retourner dans les oreillettes, est propulsé dans les vaisseaux qui ont une pression moindre que les ventricules. Lorsque la pression dans les grandes artères égale la pression ventriculaire, les valvules artérielles se referment et le débit des ventricules s’arrête. L’énergie du cœur emmagasiné temporairement dans les fibres élastiques des grandes artères augmente la pression dans celles-ci, ce qui force le sang à circuler dans les autres artères, dans les capillaires, puis dans les veines qui possède une pression plus basse. Bien que la pression soit moins élevée au cours de la contraction, le ventricule droit éjecte le même volume que le ventricule gauche.
|
Table des matières
Introduction générale
Chapitre 1 : Le système cardiovasculaire : la rigidité artérielle méthodes d’évaluation
1.1 Introduction
1.2 Le coeur
1.2.1 La position et dimensions du coeur
1.3 Circulation et vaisseaux sanguins
1.3.1 Circulation pulmonaire et systémique
1.3.2 La dynamique de la circulation
1.3.2.1 La systole auriculaire
1.3.2.2 La systole ventriculaire
1.3.2.3 La diastole ventriculaire
1.3.2.4 4 La pression artérielle
1.3.2.5 Le débit cardiaque
1.3.2.6 Le volume d’éjection
1.3.2.7 La fréquence cardiaque
1.3.2.8 Le temps de transit (PPT Pulse transit time)
1.3.2.9 La vélocité de l’onde de pouls (PWV pulse wave velocity)
1.4 Introduction à la rigidité artérielle
1.4.1 Méthodes d’évaluation de la rigidité artérielle
1.4.1.1 Pression pulsée
1.4.1.2 Tonométrie à aplanation
1.4.1.3 Evaluation locale par techniques échographiques (echotracking)
1.4.1.4 La bio-impédancemétrie
1.4.2 Autres techniques de mesure de la rigidité artérielle
1.4.2.1Mesure de la VOP par photopléthysmographie
1.7 Conclusion
Chapitre 2 : présentation de l’entreprise et formulation du problème
2.1 Introduction
2.2 Le capteur
2.2.1 Circuit d’émission de la lumière
2.1.1. A Electroluminescence
2.1.1. B Jonction PN
2.1.1. C Principe de fonctionnement
2.1.1. D Principe d’émission
2.1.2 Circuit de détection de la lumière
2.1.2. A Structure de phototransistor
2.1.2. B Caractéristique du phototransistor
2.2. La mise en forme
2.2.1 L’amplification
2.2.2 Etage de filtrage
2.2.2. A Filtre analogique
Filtre passe Haut passif
Filtre passe Bas actif
Etage sommateur
L’alimentation
2.3. L acquisition
2.4. Conclusion
chapitre 3 : Acquisition par Ardiono et interprétation des résultats
3.1 Intoduction
3.2 Présentation de la carte Ardiuno Uno
3.2.1 Qu’est ce qu’Arduino ?
3.2.2 Pourquoi Arduino ?
3.2.3 Description de la carte Arduino ?
3.2.4 Caractéristiques
3.2.5 Logiciel de programmation Arduino
3.2.6 Structure d’un programme
3.3 Calcul de la vitesse de l’onde de pouls
3.4 Conclusion
Conclusion génerale
Manipulation pratique
Bibliographie
Annexes
