électrophysiologie cardiaque

Le cœur est la pompe du corps humain, il se contracte environ 72 fois par minute et plus rapidement lors de l’effort ou de l’émotion, et plus faiblement avec l’avancement d’âge ou par l’usage de drogues ou de médicaments.

L’analyse des signaux électriques du cœur a toujours été et continue d’être une voie obligée pour la compréhension du l’électrophysiologie cardiaque, ainsi que l’aide au diagnostic. Parmi les paramètres qu’on peut recueillir à partir de ces signaux c’est la fréquence cardiaque.

La fréquence cardiaque (Fc) définit par le nombre de battements du cœur par minute, indice de l’intensité de l’effort, est souvent utilisée pour évaluer la condition physique d’un individu, ou pour contrôler l’intensité de son entrainement et son état physiologique.

Depuis des siècles le cœur est au centre des préoccupations humaines. La fonction principale qui nous préoccupe est l’activité de pompe du corp. La pompe n’est efficace que quand les cellules se contractent dans un certain ordre : Synchronisme.

La contraction globale (cycle cardiaque) est commandée et précédée par une activité électrique qui joue le rôle de générateur oscillant. Ce générateur commande la périodicité du fonctionnement et donc la fréquence cardiaque.

Anatomie du cœur

Le cœur est un organe creux et musculaire comparable à une pompe, qui assure la circulation du sang dans les veines et les artères. Dans le corps humain, le cœur se situe un peu à gauche du centre du thorax, en arrière du sternum. Il est l’élément central du système cardiovasculaire. Il est connecté au reste de l’organisme par le biais de vaisseaux associes : les deux veines caves (inférieure et supérieure), les artères pulmonaires, et l’artère aorte.

Le cœur d’un adulte pèse de 300 à 350 grammes. Il se décompose en quatre chambres: les oreillettes (ou atria) en haut, et les ventricules en bas. Une cloison musculaire épaisse, le septum, divise le cœur en deux morceaux. Chaque coté, droite et gauche, est composé de deux cavités : l’oreillette et le ventricule, reliés entre eux par une valve qui assure, à l’état normal, un passage unidirectionnel du sang. Pour la cavité droite, cette valve d’admission est la valve tricuspide ; pour la cavité gauche c’est la valve mitrale. Il existe aussi des valves d’échappement qui assurent la communication entre le ventricule droit et l’artère pulmonaire (valve pulmonaire), ainsi qu’entre le ventricule gauche et l’artère aorte (valve aortique). A l’état normal, ces valves d’admission et d’échappement empêchent le sang de refluer et ne peuvent être ouvertes en même temps.

Le cœur est donc séparé en deux moitiés indépendantes (droite et gauche), chacune composée d’une oreillette et d’un ventricule. Sa partie droite contient du sang pauvre en oxygène et assure la circulation pulmonaire tandis que la partie gauche renferme du sang riche en oxygène, et le propulse vers le reste du corps, hormis les poumons. Les parois du cœur sont constituées par un tissu musculaire, appelé le myocarde, qui est composé de cellules musculaires cardiaques spécialisées, les cardiomyocytes, qui ne ressemblent à aucun autre tissu musculaire du corps. En particulier, ces cellules sont intétanisables, ce qui signifie qu’elles sont incapables de contraction prolongée. De plus ces cellules sont excitables, automatiques et indépendantes, conductrices et contractiles. Le tissu annexe du myocarde est l’endocarde, qui le tapisse à l’intérieur, et le péricarde l’entoure à l’extérieur .

Les ventricules ont pour fonction de pomper le sang vers le corps ou vers les poumons. Leurs parois sont alors plus épaisses que celles des oreillettes, et la contraction des ventricules est plus importante pour la distribution du sang. Le ventricule gauche est bien plus massif que le droit parce qu’il doit exercer une force considérable pour forcer le sang à travers tout le corps contre la pression corporelle, tandis que le ventricule droit ne dessert que les poumons .

Les cellules musculaires cardiaques :
Les cellules musculaires cardiaques sont des fibres contractiles, soudées les unes aux autres grâce à des disques intercalaires. Elles se distinguent des fibres musculaires striées, non seulement par leurs caractéristiques histologiques mais aussi par leur fonctionnement. Elles conduisent l’influx électrique.

Les cellules nodales: 
Les cellules nodales constituent un groupe de cellules cardiaques réunies par certaines propriétés- peu contractiles- génératrices, conductrices et régulatrices du potentiel d’action (potentiel de repos instable). On distingue essentiellement:

Le nœud sinusal :
C’est une structure de 15 mm sur 5 mm. Il génère des décharges spontanées à la fréquence de 60 à 100 battements par minute. Il constitue le centre d’automatismes primaire.

Le nœud atrio-ventriculaire :
C’est une structure de 6 mm sur 5 mm. Il ralentit l’influx d’un dixième de seconde et protège ainsi les ventricules d’un rythme primaire trop rapide .

Le faisceau de His:
Long de un à deux centimètres, c’est un centre d’automatisme secondaire. Non seulement il propage l’influx de l’étage auriculaire à l’étage ventriculaire mais aussi, il est capable de décharger spontanément des impulsions de 40 à 60 battements par minute. Il se sépare en deux branches : la branche droite et la branche gauche.

Le réseau de Purkinje :
C’est la ramification terminale des deux branches droite et gauche du faisceau de His. Il propage l’influx électrique dans tout le muscle du ventricule. Il est un centre d’automatisme tertiaire, capable de générer spontanément des impulsions de 20 à 40 battements par minute.

Table des matières

Introduction générale
Chapitre I : électrophysiologie cardiaque.
I.1. Introduction
I.2. Anatomie du cœur
I.2.1 Les cellules musculaires cardiaques
I.2.2 Les cellules nodales
I.3. Fonctionnement électrique du cœur
I.4. La fréquence cardiaque
I.5. Les relations entre les phénomènes électriques et les phénomènes
mécaniques
I.6. Evaluation du rythme cardiaque
I.6.1. Le pouls
I.6.2. Prise de pouls
I.6.3.Stratégies de prise de pouls
I.6.4.Autres méthodes d’obtention du rythme cardiaque
I.7.Les troubles du rythme
I.7.1.Définition
I.7.2.Explication des troubles du rythme
I.7.2.1.Les troubles du rythme sinusal
I.7.2.2.Les troubles du rythme auriculaire
I.7.2.3.Les troubles du rythme ventriculaire
I.7.2.4.Les troubles du rythme jonctionnels
I.7.2.5.Les troubles de conduction cardiaque
I.7.2.6.Diagnostic des arythmies
I.8.Conclusion
Chapitre II : Etude théorique du cardiotacymètre.
II.1. Introduction
II.2.Schéma synoptique du cardiotachymètre
II.2.1. Le générateur d’impulsions
II.2.2. Compteur d’impulsions (battements cardiaques)
II.2.3. L’alarme cardiaque
II.3.Théorie des différents étages du cardio-tachymétre
II.3.1.Le générateur d’impulsion
II.3.1.1.Le générateur du signal carré XR2206
II.3.1.1.a. Définition
II.3.1.1.b.Fréquence d’oscillation
II.3.1.2.Génération d’impulsion
II.3.1.2.a. Les diodes au silicium
II.3.1.2.b .La diode 1N4148
II.3.1.3.L’AD620
II.3.2. le compteur
II.3.2.1. Généralités sur les compteurs
II.3.2.1.a Compteur asynchrone
II.3.2.1.a. Compteur synchrone
II.3.2.2. Le CD4060
II.3.2.2.a. Montages avec oscillateur RC
II.3.2.2. b.Montages avec oscillateur à Quartz
II.3.2.2.b.1.Le quartz
II.3.2.2.b.2.Usages du quartz
II.3.2.2.b.3.Fonctionnement du quartz
II.3.2.3. Le double compteur décimal CD4518
II.3.2.4. Le compteur décodeur CD4026
II.3.2.5. L’afficheur 7segments
II.3.2.5.a. Définition
II.3.2.5.b.Cathode commune ou Anode commune
II.3.3. l’alarme
II.3.3.1. Convertisseur fréquence/tension
II.3.3.1.a. Filtre passe bas
II.3.3.1.b.Détecteur d’enveloppe
II.3.3.1.c. Amplificateur non-inverseur
II.3.3.1.d.Amplificateur soustracteur
II.3.3.2. Comparateur à fenêtre
II.3.3.3. l’alarme
II.3.3.3.a. l’alarme sonore (buzzer)
II.3.3.3.b. L’alarme visuelle (LED)
II.3.4.Circuit d’alimentation
II.4 Conclusion
Chapitre III : Etude pratique du cardio-tachymètre.
III.1.Introduction
III.2.Le générateur d’impulsions
III.2.1.Générateur du signal carré
III.2.1.1. Fréquence d’oscillation
III.2.1.2. Boite à décade
III.2.2 : Circuit générateur d’impulsions
III.1.2.3 : Circuit d’amplification
III.3. Le compteur
III.3.1.Le CD4060
III.3.2.Le compteur CD4518
III.3.3. La porte AND (4081)
III.3.4.Le compteur CD4026
III.3.5.L’affichage
III.4. L’alarme
III.4.1 Convertisseur fréquence/tension
III.4.1.1.Filtre passe bas
III.4.1.2.Détecteur d’enveloppe.
III.4.1.3.L’amplification
III.4.1.3.a. Amplificateur non-inverseur
III.4.1.3.b. Amplificateur soustracteur
III.4.2.Comparateur à fenêtre
III.5.Résultats et interprétations
III.5.1.Circuits réalisés.
III.5.2.Circuits en fonctionnement.
III.6.Conclusion
Conclusion

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