Admin CliCours
Physiologie du cœur
Le coeur est un muscle creux (figure I.1) dont la fonction est d’assurer la petite circulation (grâce au ventricule droit) et la grande circulation (grâce au ventricule gauche). Il doit remplir cette fonction sans défaillir une seul minute, de la naissance à la mort, jour et nuit, au rythme de 60 à 80 contractions par minutes. A chaque contraction, le coeur éjecte environ 5 à 6 litres de sang à la minute[2]. La physiologie du cœur est complexe. Son fonctionnement fait appel à des notions à la fois mécaniques (par son effet d’irrigation de l’organisme), électriques (par le fait qu’il soit activé et contrôlé par les influx nerveux) et chimiques (vu la mise en jeu de substances chimiques). De plus, son étude doit tenir compte de son milieu intracellulaire et extracellulaire qui sont totalement indépendants. Chacun de ces milieux est électriquement neutre (la quantité des charges électronégatives est égale à celle des charges électropositives), mais leur composition est différente : il ya par exemple du calcium dans le milieu extracellulaire, et du potassium dans le milieu intracellulaire. Cette répartition de charges crée une différence de potentiel électrique de part et d’autre de la membrane qui sépare les deux milieux.
Au niveau de la cellule myocardique, la différence de potentiel entre l’intérieur et l’extérieur, que l’on appelle potentiel de repos ou potentiel diastolique de l’ordre de – 90 mV (figure I.2). Quant au potentiel d’action, il est dû à une modification de la perméabilité de la membrane cellulaire aux ions de calcium, de potassium et de sodium. Il indique la contraction musculaire qui survient lorsqu’un stimulus suffisamment puissant est appliqué. Cela se traduit électriquement par une inversion brutale du potentiel de repos : l’extérieur de la cellule devient électronégatif par rapport à l’intérieur. Le retour au potentiel de repos se fait lentement. Toutes les cellules du muscle cardiaque agissent de la même façon. Cependant, les cellules appartenant au noeud sinusal de Keith et flack (figure I.3) se dépolarisent plus vite que les autres et vont imposer leur rythme de fonctionnement aux différentes régions myocardiques. La décharge du noeud sinusal de keith et flack est contrôlée par le système nerveux.
Système respiratoire
Le système respiratoire (voies aériennes et poumons) et le système cardiovasculaire (coeur et vaisseaux sanguins) assurent, d’une part l’acheminement de l’oxygène O2 jusqu’aux muscles et organes vitaux et d’autre part l’évacuation du dioxyde de carbone CO2 (déchet musculaire issu de l’activité énergétique)[5]. Nous voyons donc que la fonction cardiaque et la fonction respiratoire sont intimement liées et que par conséquent leur étude conjointe au moyen d’un enregistrement simultané permet au clinicien de mieux appréhender les défaillances du système cardio-respiratoire. Le système respiratoire est composé des voies aériennes supérieures (nez,bouche, larynx) et des voies aériennes inférieures (endo-trachéennes, broncho pulmonaire)(figure I.15). L’intérieur des poumons ressemble à un arbre à l’envers, appelé arbre bronchique: ce dernier est composé des bronches, ramifiés ensuite en bronchioles, qui à leur tour se ramifient en alvéoles. Lors d’une inspiration, l’air ambiant est aspiré par les voies aériennes supérieures (nezbouche) pour arriver jusqu’aux poumons. L’air est composé de 21% d’oxygène et de 79% d’azote (environ 0.03% de CO2). Seul l’oxygène se retrouvera dans le sang, car l’organisme ne consomme pas l’azote [5]. Les alvéoles pulmonaires ressemblent à de petits ballonnets qui se remplissent d’air et présentent une paroi très fine au niveau de laquelle a lieu les échanges gazeux respiratoires. C’est donc une surface d’échange entre l’air et le sang. Le très grand nombre d’alvéoles (environ 200 millions) permet une surface totale d’échange absolument astronomique d’environ 100m². Les alvéoles se gonflent d’air à l’inspiration et se vident lors de l’expiration. La fine paroi des alvéoles est recouverte de très nombreuses et très fines petites veines :
Trajet de l’O2 dans le sang
Avant de retourner dans le sang et durant la phase d’inspiration, l’O2 va traverser deux minces parois: la paroi des alvéoles et la paroi des capillaires pulmonaires. Une fois dans le sang, l’O2 est alors transporté en se fixant directement sur l’hémoglobine, une protéine contenue dans les globules rouges (hématies) du sang. Le sang qui s’est chargé en oxygène au niveau des poumons va rejoindre la partie gauche du coeur. Une fois cette partie gauche remplie de sang, le coeur va se contracter et va éjecter ce sang dans une grosse artère (l’aorte), avant de rejoindre les autres vaisseaux sanguins. Ainsi le sang va passer des artères aux vaisseaux pour arriver enfin au niveau des cellules musculaires par le biais des capillaires musculaires (figure I.20). . Figure I.20 – Circulation du sang. En effet, ces capillaires musculaires traversent les muscles et les approvisionnent en O2. Comme ces derniers vaisseaux sont très fins, le sang circule plus lentement et l’oxygène va avoir le temps de se détacher de l’hémoglobine pour ensuite pénétrer librement dans les cellules musculaires. Une partie de cet oxygène reste toujours dans le sang, accroché à l’hémoglobine [5].
Une fois à l’intérieur de la fibre musculaire, l’oxygène est transporté par la myoglobine, une sorte d’hémoglobine intramusculaire. Celle-ci va amener l’oxygène dans la mitochondrie qui est une véritable » centrale énergétique », une structure organique à l’intérieur desquelles sont brûlés des nutriments (glucides, lipides, ou plus rarement acide aminé) dans un but énergétique. Les fibres musculaires contiennent des milliers de mitochondries qui assurent la combustion aérobie (en présence d’O2) des nutriments. Les mitochondries assurent exclusivement les mécanismes énergétiques aérobies. Une fois dans la mitochondrie, l’oxygène va être utilisé pour brûler les nutriments et libérer ainsi de l’énergie nécessaire à la re-synthèse de l’ATP. Dans les mitochondries il se produit la réaction suivante : Dans cette réaction, le mot nutriment désigne le carburant utilisé (glucose ou lipide ou plus rarement acide aminé), quant à l’énergie dégagée, elle va servir à la contraction du muscle (qui génère le mouvement).
La myoglobine est capable de stocker une petite quantité d’oxygène, ce qui lui permet lors d’un effort de fournir la mitochondrie sans attendre que le système cardiovasculaire ait atteint sa pleine mesure. Après avoir approvisionné les muscles en O2, le sang récupère le CO2 produit durant la combustion des carburants énergétiques (nutriments) puis, il remonte jusqu’à la partie droite du coeur. Le sang est alors pauvre en O2 et riche en CO2. Une fois dans la partie droite du coeur, il va être expulsé vers les poumons où il va pouvoir rejeter le CO2 dans l’air et se ré approvisionner en O2. Le sang aura alors fait le tour de tout l’organisme [5]. L’oxygène est présent dans le sang sous deux formes : -la forme dissoute (PaO2) (environ : 2% du volume total d’oxygène). -la forme combinée à l’hémoglobine (HbO2), sachant que l’O2 dissout est très faible par rapport à l’O2 combiné.
La Transformée en ondelettes
L’un des avantages de l’utilisation des ondelettes est de travailler en sous bandes avec la possibilité de séparer les composantes du bruit des composantes du signal lui-même. La méthodologie adoptée dans le cadre de cette étude consiste à travailler sur chaque niveau de résolution séparément, en procédant chaque fois à la suppression du bruit puis à la reconstitution du signal [32]. L’autre avantage des ondelettes est leur grande aptitude à prendre en charge plusieurs traitements numériques du signal de façons quasi simultanée (fenêtrage – débruitage – détection – filtrage et reconstitution du signal). Dans cette partie nous nous sommes intéressés au traitement du signal ECG, recueilli selon la dérivation D1, entaché de bruit de réseau et subissant des dérives causées par les mouvements respiratoires du patient. Celui-ci bénéficie d’un premier traitement qui consiste à détecter le bruit de réseau par l’ondelette chapeau mexicain. Nous appliquons ensuite les ondelettes Debauchies pour éliminer ce bruit. Nous comparons ces résultats avec ceux obtenus par filtrage numérique. La transformée en ondelette peut être définie comme étant la projection sur la base des fonctions ondelettes. Les coefficients d’ondelettes sont définis comme suit : ∫ R dt a t b f t a To a b ( ) ( ) 1 , (III.41) ∫ R a b To a,b f (t) (t)dt , (III.42) avec : a t b a t a b 1 ( ) , (III.43) Les coefficients d’ondelettes To(a,b) dépendent de deux paramètres a et b, où a est le facteur d’échelle et b le facteur de translation. Le pas de translation à l’échelle a est : b/a. Les fonctions ( ) , t a b sont obtenues à partir de la dilatation et de la translation de la fonction ondelette mère t . Les ( ) , t a b sont parfois appelées les ondelettes filles [30]. Ces fonctions formants une base, c’est-à-dire, si l’on note le produit scalaire entre deux fonctions f et g comme étant:
DEDICACE |
Télécharger le document complet
