Électrophysiologie cardiaque, notions de bases en ECG

Basé sur le cours du professeur Perrenoud : http://www.dailymotion.com/video/kK0dBcVB33nG6Fa2VpJ

Rappel anatomique :

Le cœur est une pompe, c’est un muscle fait de myocarde.

Mais il possède en réalité deux structures complémentaires et différentes. Car le myocarde ne peut agir sans système électrique qui l’ordonne d’agir.

  1. Muscle = myocarde = système mécanique = contraction

Ce myocarde est aussi excitable et conduit l’activité électrique (sinon, il ne pourrait pas se contracter).

  1. Structures dotées d’une activité électrique automatique

Nœud sinusal, nœud atrio-ventriculaire, faisceau de His et des branches de Purkinje.

Ces structures sont aussi excitables et conduisent.

La branche droite de Purkinje est plus fine que la gauche.

Le nœud sinusal, un tissus électrique, assure la mise à feu. Il a la capacité de déclenché 60 à 70*/min de lancer l’impulsion, il a un automatisme. Le nœud sinusal, n’a pas de propriété contractile, c’est le myocarde qui a cette propriété. Et le myocarde, ne peut pas déclencher une quelquonque contraction.

La pompe cardiaque ne s’actionne que s’il y a une impulsion électrique : le phénomène électrique précède toujours un phénomène mécanique. Donc le QRS n’est pas une contraction des ventricules, mais bien la mise à feu des ventricules.

A l’auscultation, le B1 est le bruit dû à la fermeture des valves atrio-ventriculaies provoquées par la contraction ventriculaire qui survient après le QRS de l’ECG. Le B2 est la fermeture des valves aortiques et pulmonaires. L’ouverture des valves ne génère pas de bruit, c’est leur fermeture.

Conduction électrique :

Le cœur est constitué de cellules myocardiques. Chaque cellule, est délimitée par une membrane, qui définit le milieu intracellulaire, et le milieu extracellulaire. Cette membrane est poreuse. Dans la cellule myocardique, on a beaucoup de potassium, et peu de sodium. A l’extérieure, on a peu de potassium, et beaucoup de sodium. Les ions K et Na sont chargés électriquement -> Na+ K+. Ces différences de concentrations font qu’on a une charge.

Si on met une microélectrode à l’extérieure et la cellule, et une micro à l’intérieure, on va observer un potentiel : c’est une différence de charge. La charge électrique n’est pas identique à l’intérieure et à l’extérieure. La charge intérieure est négative, la charge extérieure est positive.

A -90millivolt, le cœur est au repos.

Si on décide de piquer cette cellule avec une électrode, et qu’on y fait passer un bref courant, on va observer une rentrer de Na dans la cellule, et une sortie de K, par la membrane poreuse. Le milieu intérieur va devenir positif, le milieu extérieur devient négatif : il y a une inversion de potentiel. Elle atteint +20millivolt. Cette inversion du potentiel s’appelle le potentiel d’action.

Puis le K va progressivement rentrer à nouveau dans la cellule, le Na va en sortir, et on retrouve un potentiel de repos.

Ce sont ces mécanismes qui sont la base de l’activité électrique du cœur.

Automatisme cardiaque :

L’automatisme cardiaque, ne se trouve que dans les structures dotées d’une activité électrique. Si on observe le potentiel électrique d’une cellule composant les structures électriques, on observe ceci :

Il n’y a pas de phase de repos à l’équilibre comme pour le myocarde. Il n’a y pas de repos complet. Lorsque le potentiel électrique atteint -90, il y aura progressivement une rentrée de Na, et une sortie de K de l’intérieur de la cellule, qui va faire diminuer le potentiel à -60millivolt. A -60, il s’agit d’une valeur seuil à partir de laquelle se déclenche un potentiel d’action.

La pente de -90 à -60 s’appelle pente de Dépolarisation (inversion de potentielle vers une dépolarisation) Diastolique (car c’est pendant la phase de repos) Lente (car elle se fait progressivement) Spontanée (car elle se fait toute seule). Voilà l’automatisme cardiaque : il permet la contraction cardiaque, sans besoin de réfléchir. Attention, il ne définit pas la fréquence pour autant.

http://www.dematice.org/ressources/DCEM1/pharmacologie/D1_phar_02/res/resource_02.png

Lorsqu’on regarde ce schémas, on voit que seul ne nœud sinusal et le nœud auriculo ventriculaire, ont une capacité d’automatisme. Car le potentiel de repos des autres structures (les muscles notamment) sont véritablement au repos.

L’électrocardiogramme, n’est que la mesure de tous les potentiels d’actions cardiaques résumés :

Onde P : dépolarisation des oreillettes. Onde QRS : dépolarisation des ventricules. Onde T : repolarisation.

Il y a une période de vulnérabilité : si on a une extrasystole ventriculaire sur l’onde T, c’est plus dangereux que dans d’autres moments, car ça peut générer des tachycardies ventriculaires. Cette période de vulnérabilité, correspond à la phase 3 du potentiel d’action, le Na sort de la cellule, le K rerentre dedans. Cette phase 3 demande un peu de temps (en millisecondes), il y a bien un début de l’onde T, et la fin de l’onde T. Au sommet de l’onde T, la repolarisation est en route. Il y a une inhomogénéité. Donc une extrasystole sur une onde T, période d’inhomogénéité, peut déclencher des catastrophes rythmiques.

Rythme :

Le rythme normal est dit rythme sinusal. C’est-à-dire que tout part du nœud sinusal, et tout va descendre vers les ventricules. La preuve du nœud sinusal est donnée par la présence systématique d’une onde P avant chaque QRS. Attention, l’onde P correspond à la dépolarisation des oreillettes, mais on ne voit pas sur l’ECG le déclenchement du nœud sinusal. L’onde P n’atteste que de la propagation du signal électrique vers les oreillettes, depuis le nœud sinusal.

Le rythme cardiaque de base est donc sinusal, et il a une certaine fréquence. Il peut arriver que le nœud sinusal soit temporairement ou définitivement mis hors d’action. C’est le nœud atrio-ventriculaies qui peut prendre le relai et jouer le rôle de pace-maker à la place du nœud sinusal. A ce moment-là, on observera un QRS fin, et pas d’onde P devant. Ce rythme jonctionnel, à un rythme propre qui est plus bas, de l’ordre de 40 à 50 par minute.

Il peut arriver que le nœud atrio-ventriculaire ne prenne pas le relai en cas de déficience. On a alors un dernier relai, qui est l’une ou l’autre des branches du ventricule droit ou gauche, et on a à ce moment un rythme ventriculaire. On aura alors un QRS large non précédé d’une onde P. Le QRS est large, car comme le signal part d’une des branches, les ventricules n’ont pas une dépolarisation simultanée. Le rythme ventriculaire est à 20-30 par minute.

Pour parler de rythme, il faut au moins trois complexes. Sur un ECG, en rythme sinusal. Si il manque une fois une onde P, suivit de QRS, ou deux fois, on parle de la présence d’un ou de deux complexes jonctionnels. Si on a trois complexes qui se suivent, on a un rythme. De même pour le rythme ventriculaire.

La conduction se fait normalement, de haut en bas, c’est une conduction antéro grade. Mais si on a une activité qui part par exemple du nœud auriculo-ventriculaire (donc rythme jonctionnel), l’activité va partir vers les ventricules, mais elle peut en même temps remonter vers les oreillettes. Cette conduction rétrograde est une possibilité, mais pas une obligation. Il peut conduire dans les deux sens, mais pas tout le temps. Donc dans un rythme jonctionnel, on peut avoir une absence d’onde P (= pas de conduction rétrograde, image 1), ou une présence d’onde P avant ou après le QRS (= conduction rétrograde vers les oreillettes, image 2). Et la preuve d’une conductivité rétrograde, est la présence d’une onde P inversée (négative). Si l’onde P négative est avant le QRS, c’est que le signal est arrivé plus rapidement aux oreillettes qu’aux ventricules.

Image 1 :

http://www.learning-rythmo.com/ecg_junctional.gif

Image 2 :

http://www.ednes.com/ecg_ex/rjct.jpg

Les rythmes jonctionnels et ventriculaires, sont dit des rythmes d’échappements jonctionnels, ou d’échappement ventriculaires.

En résumé :

Un rythme = 3 complexes d’affilés. Le rythme n’est pas une fréquence.

3 rythmes possibles : Sinusal, jonctionnel, ventriculaire (complexe QRS large).

Conduction dans les deux sens : Antérograde normalement, possibilité de conduction rétrograde.

Un complexe d’échappement, survient plus tard que s’il y avait un rythme sinusal. C’est un complexe retardé car il attend une impulsion qui ne vient pas, et décide de se lancer tout seul. L’inverse d’un complexe d’échappement, est un complexe d’extra systole, car il survient avant le lancement, c’est un complexe prématuré.

Fréquence :

Le cœur est innervé par le système sympathique et parasympathique.

Les fibres sympathiques partent du tronc sympathique et innervent le nœud sinusal mais aussi le cœur dans sa totalité. L’innervation sympathique par fibre se complète d’une autre activité de stimulation, qui est la sécrétion par la médulo surrénale d’adrénaline. Il y a donc une stimulation humorale par sécrétion d’adrénaline.

Le nerf vague, part du sinus carotidien, et innerve aussi le cœur (nœud sinusal, et la totalité), et a la capacité de diminuer la fréquence cardiaque. C’est le système parasympathique. Lorsqu’on palpe les carotides, on stimule le nerf IX glossopharygiens, qui va stimuler le noyau central du nerf vague qui va s’activer à son tour et va freiner l’activité cardiaque.

Les nœuds sinusal et auriculo-ventriculaire sont particulièrement innervés par le système sympathique et parasympathique.

Lorsqu’on inspire, on fait toujours une stimulation vagale. Une inspiration profonde fait diminuer la fréquence cardiaque. Et dans certain cas, on peut avoir un arrêt du nœud sinusal temporaire sur cette stimulation vagal, et observer sur l’ECG un complexe d’échappement jonctionnel. Il y a donc des complexes d’échappements parfois physiologiques.

La fréquence cardiaque est déterminée par la balance vago-sympathique. On peut donc avoir une tachycardie sinusale, qui n’est pas une arythmie, car la cause est extra cardiaque. La bradycardie sinusale, n’est pas forcement pathologique.

NB : dans des diabètes très avancés, on a une atteinte des nerfs (neuropathie périphérique). Il se peut chez certains patients, que le nerf vague soit défectueux, il n’y a plus de système parasympathique pour leur cœur.

Enregistrement d’ECG :

L’ECG s’enregistre avec des électrodes, et on mesure par voie externe tous les potentiels de l’activité cardiaque. On l’enregistre avec 12 dérivations en général.

  • 6 dérivations sont périphériques :

http://inhalotherapie.com/assistantinhalo/wp-content/uploads/2015/02/triangle-einthoven.gif

Elles s’enregistrent avec des électrodes placées sur les poignets et les chevilles, et enregistre sur le plan frontal.

Il y a trois dérivation bipolaires, qui s’enregistrent en mesurant une différence de potentiels entres deux membres :

  • DI : bras droit (-) et bras gauche (+)
  • DII : Bras droit (-) et jambe gauche (+)
  • DIII : bras gauche (-) jambe gauche (+)

Elles sont complétées par trois dérivations, dites unipolaires, qui enregistrent aussi sur le plan frontal. On enregistre un endroit du corps, non par rapport à un autre endroit du corps, mais par un point fixe qui est la superposition de deux membres opposés et sont voltage est amplifié (d’où le a de augmented)[(dit de façon très schématique].

  • aVR : a= augmented, V = voltage, R = right (bras droit)
  • aVL a= augmented, V = voltage, L = left (bras gauche)
  • aVF a= augmented, V = voltage, F = right (pied gauche)

http://inhalotherapie.com/apprendre/electrocardiographie/derivations-peripheriques/

  • 6 dérivations précordiales :

Elles s’enregistrent sur le plan horizontal. Elles sont perpendiculaires aux dérivations périphériques. Il y a 6 dérivations précordiales unipolaires qu’on enregistre

    • V1 : 4ème espace intercostal droit
    • V2 : 4ème espace intercostal gauche
    • V3 : entre la V2 et V4
    • V4 : ligne médio claviculaire, 5ème espace intercostal
    • V5 : entre V4 et V6
    • V6 : ligne médio axillaire, 5ème espace intercostal

V1 V2 V3 sont dites précordiales droites, et V4 V5 V6 précordiales gauches.

V1 et V2 mesurent l’activité du ventricule droit et du septum interventriculaire (dérivations septales).

V3 et V4 mesurent l’activité électrique de l’apex du ventricule gauche (dérivations antérieures).

V5 et V6 mesurent l’activité électrique de la partie latérale du ventricule gauche (dérivations latérales).

Dérivations précordiales

Dans certain cas (glandes mammaires sur développée par exemple), si on place les électrodes sous le sein ou dessus, il peut y avoir de grosses différences de potentiel.

http://inhalotherapie.com/apprendre/electrocardiographie/derivations-precordiales/

  • L’ECG

En général, une seconde sur l’ECG = 25mm. L’ECG indique aussi l’échelle du voltage (en hauteur). C’est important, non pas pour les arythmies, mais en cas d’infarctus. Car en cas d’infarctus du myocarde, les potentiels vont augmenter, donc le voltage aussi. Si les complexes sont hauts, il faut bien regarder la référence posée sur l’ECG pour interpréter la grandeur des QRS.

A gauche de l’ECG, on a les 6 dérivations périphériques. A droites, on a les précordiales.

Dans un ECG normale, on observe une modification de l’onde R et l’onde S :

    • Petite onde R en V1, avec grande onde S
    • Plus on va vers V6, plus on a d’onde R, et pas d’onde S
    • R = S aux alentours de V3
    • En principe, il ne doit pas y avoir d’onde Q dans les dérivations précordiales (on tolère une petite onde Q en V5 et V6, si on a une onde Q en V2 ou en V3, ça peut signifier une séquelle d’infarctus.
    • On regarde donc l’espace P-R
    • Toujours avoir une onde R positive en D1 (soit on a inversée rouge-noir et jeune-vert, soit c’est pathologie)

NB : En cas de prise de digitaline, on peut observer un décalage ST en V3 V4 V5 V6 qu’on appelle une cupule digitalique. Ce n’est pas un signe d’infarctus dans ce cas.

Il faut bien faire attention au voltage et à la vitesse de défilement.

La position du cœur peut varier selon son axe dans le thorax, et on observe alors une variation des ondes sur les précordiales. Ces modifications des ondes, peut aussi résulter d’une trouble de la conduction ventriculaire.

 

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