ÉLECTROPHYSIOLOGIE

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Électrocardiographie

Principe

L'électrocardiographie explore l'activité électrique du cœur par enregistrement des électrocardiogrammes (en abrégé : E.C.G.), tracés scalaires bidimensionnels qui inscrivent en fonction du temps, les variations du potentiel électrique induites dans les différents points du corps (spécialement à la surface des téguments) par le cœur en activité. Les innombrables cellules musculaires qui le constituent sont dotées de propriétés spéciales dont les deux plus importantes sont le pouvoir mécanique de contraction et l'activité électrique rythmique, elle-même liée à des déplacements ioniques à travers la membrane des cellules (cf. chap. 1).

L'activation des fibres musculaires cardiaques parcourt deux phases : l'une de dépolarisation, l'autre de repolarisation.

La dépolarisation (ou potentiel d'action), très brusque, se maintient environ durant 0,3 seconde puis est suivie aussitôt de la repolarisation qui rétablira les charges électriques initiales. Elle se propage rapidement de proche en proche à toute la cellule musculaire, aux cellules voisines et finalement au cœur tout entier en 5 centièmes de seconde environ, 10 centièmes de seconde au plus. Cependant, comme la repolarisation est beaucoup plus lente, la durée totale de l'activation de la masse cardiaque (dépolarisation plus repolarisation) est de l'ordre de 30 centièmes de seconde. L'état de repos électrique avec polarisation cellulaire dure environ 60 centièmes de seconde. Au total, le rythme de l'activité électrique du cœur est de 60 à 80 activations par minute.

La variation globale de potentiel électrique induite par l'activité du cœur ne dépasse guère quelques millivolts. Elle est suffisante pour que l'on puisse déceler dans le corps humain (milieu conducteur relativement homogène) un champ électrique intermittent et perpétuellement variable (tout au moins pendant la période d'activation cardiaque) d'un instant à un autre, et d'un endroit à l'autre du corps. Il en résulte que deux électrodes convenablement placées en des points conventionnels du corps sont soumises à des différences de potentiel qu'un appareil sensible peut enregistrer sur bande de papier (directement ou par photographie) ou sur bande magnétique. Par une disposition soigneusement étudiée des électrodes à la surface du corps, on obtient des tracés électriques relativement simples dont l'interprétation a été facilitée et assurée par un certain nombre de postulats (ou d'artifices) et de conventions. Ainsi, pour étalonner l'appareil, on règle le système d'enregistrement de manière qu'une variation de potentiel d'un millivolt introduite dans le circuit détermine sur le tracé l'apparition d'une onde ou déflexion de un centimètre de haut, et on règle la vitesse de déroulement du papier enregistreur à 25 mm par seconde. On peut ainsi obtenir des tracés comparables et mesurer deux paramètres essentiels, qui sont le voltage (ou différence de potentiel) et le temps (ou durée) des ondes électriques à étudier (cf. ).

Tracé électrocardiographique normal

Dessin : Tracé électrocardiographique normal

Tracé électrocardiographique normal. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Modes d'enregistrement

L'électrocardiogramme s'enregistre toujours en position couchée et dans le relâchement musculaire total, condition qui n'est pas toujours facile à obtenir chez les sujets nerveux ou inquiets.

L'expérience pratique a conduit les cardiologues à adopter dans le monde entier des procédés d'enregistrement standardisés : cela veut dire que les électrodes sont placées en des endroits définis du corps humain ; les plus essentiellement utilisés depuis Einthoven (1907), et toujours d'actualité, sont le poignet droit, le poignet gauche et le pied gauche. Ces trois points d'application des électrodes définissent grossièrement un triangle à peu près équilatéral, dont le cœur occuperait le centre géométrique. Cette disposition conventionnelle permet des calculs vectoriels faciles à partir des trois dérivations bipolaires dites standard : les différences de potentiel ainsi recueillies sont celles qui règnent entre le poignet gauche et le poignet droit pour la première dérivation, entre le pied gauche et le poignet droit pour la deuxième dérivation, entre le pied gauche et le poignet gauche pour la troisième dérivation.

Chaque dérivation bipolaire représente ainsi un circuit électrique, constitué par : une électrode d'enregistrement, le fil électrique qui la relie à l'électrocardiographe, le fil qui va de l'électrocardiographe à la seconde électrode d'enregistrement, enfin le corps humain, qui se comporte comme un milieu conducteur relativement homogène entre les deux électrodes. Les résistances électriques de la peau sont réduites par une pâte appropriée qu'on applique aux points d'application des électrodes.

On utilise également des dérivations unipolaires dans lesquelles il n'y qu'une seule électrode exploratrice, l'autre électrode étant reliée à un point, obtenu par l'ingénieux artifice de Wilson, qui a eu l'idée de réunir à une borne commune dite centrale les trois électrodes périphériques des membres (potentiel conventionnellement nul). Ces électrodes unipolaires sont appliquées d'abord, elles aussi, successivement sur le poignet droit, le poignet gauche et la jambe gauche (dérivations unipolaires des membres) ; puis en une série de points convenablement choisis sur le thorax (dérivations unipolaires précordiales) : ces points dessinent un arc de cercle, presque un demi-cercle, autour du cœur, depuis le bord droit du sternum en avant jusque vers la pointe de l'omoplate gauche en arrière.

Interprétation des E.C.G.

Les troubles du rythme ont été les plus anciennement décrits. Il en existe un nombre presque infini ; les plus fréquents sont les accélérations régulières du rythme cardiaque (tachycardies paroxystiques ou permanentes), les ralentissements du rythme cardiaque (bradycardie, lorsque le rythme cardiaque tombe au-dessous de 50 pulsations par minute) et les arythmies proprement dites. Parmi celles-ci, les extrasystoles sont des battements prématurés du cœur suivis généralement d'une pause compensatrice ; elles sont dites « ectopiques » parce qu'elles prennent naissance en dehors du point de départ habituel de l'excitation cardiaque (pace-maker). Dans la fibrillation auriculaire, les battements cardiaques sont irréguliers, plus ou moins rapides (arythmie complète).

Mais l'électrocardiogramme peut donner des renseignements beaucoup plus étendus : il permet d'étudier les ondes auriculaires (dites ondes P) et de voir si la fréquence habituelle de la contraction des oreillettes (qui précède celle des ventricules de 15 à 18 centièmes de seconde) est bien respectée, ce qui renseigne sur la conduction auriculo-ventriculaire. Surtout, il précise la forme normale ou anormale du ventriculogramme, expression graphique de l'activité électrique des ventricules, qui représentent la pièce essentielle du cœur, puisque ce sont eux qui assurent la circulation sanguine sans laquelle la vie est suspendue dans un délai de quelques minutes tout au plus. Or les ma [...]

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Potentiel de repos
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Électrodes

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Cycle cardiaque d'électrogenèse

Cycle cardiaque d'électrogenèse
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Triangle d'Einthoven

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Écrit par :

  • : assistant des Hôpitaux de Paris, directeur adjoint à l'École pratique des hautes études
  • : professeur à la faculté libre de médecine de Lille
  • : professeur honoraire à la faculté des sciences de Paris
  • : professeur de psychophysiologie à l'université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie
  • : ancien professeur à la faculté de médecine de Paris.

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Pour citer l’article

Max DONDEY, Jean DUMOULIN, Alfred FESSARD, Paul LAGET, Jean LENÈGRE, « ÉLECTROPHYSIOLOGIE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 04 décembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/electrophysiologie/