Électrocardiographie

L’électrocardiographie (ECG) est un examen non-invasif de la fonction cardiaque reposant sur l’enregistrement graphique sur une période de temps donnée des signaux électriques émis par le cœur. Par extension, “ECG” désigne à la fois l’électrocardiographie (l’examen) et l’élec-trocardiogramme (l’enregistrement).

1.4.2.1 Principe

En électrocardiographie, on observe l’onde de propagation de la dépolarisation des cellules musculaires cardiaques de manière transthoracique. Ces ondes de propagation sont caracté-ristiques de faibles variations de potentiels électriques sur la surface épidermique (de l’ordre

du millivolt). Des électrodes placées sur la peau du patient relèvent ces signaux d’activation électrique cardiaque (avec une précision d’échantillonnage d’environ 15kHz).

En une première lecture de l’ECG, on mesure la régularité et la fréquence cardiaque. Mais l’examen permet également de déterminer la taille et la position des cavités cardiaques, de déceler une anomalie du rythme cardiaque, de vérifier l’efficacité d’un traitement ou de l’adapter (par exemple : réglage d’un pacemaker). Il s’agit du moyen le plus efficace pour mesurer et diagnostiquer un rythme cardiaque anormal, en particulier une arythmie d’origine électrique (défaut de conduction). C’est aussi la meilleure façon de déceler les zones infarcies suite à un infarctus du myocarde.

L’ECG permet d’avoir une idée tridimensionnelle de l’activité électrique cardiaque par l’em-ploi de plusieurs électrodes relevant l’activité dans différentes directions de propagation.

1.4.2.2 Acquisition en douze dérivations

L’acquisition d’un ECG se fait par plusieurs électrodes apposées sur la peau. Chaque élec-trode relève les potentiels électriques. On parle de dérivation car les mesures relevées sont, sauf pour des mesures unipolaires, le signal de la différence entre deux électrodes. Il existe prin-cipalement six dérivations frontales et six dérivations précordiales (détaillées ci-dessous). Le relevé d’autres dérivations peut être effectué dans certains cas pour affiner un diagnostic. His-toriquement, les six dérivations précordiales sont utilisées pour le diagnostic en 1932 quelques années après les travaux de Willem Einthoven sur les classifications d’électrocardiogrammes pathologiques [Einthoven et al., 1913]. En 1938, l’ECG en douze dérivations a été standardisé lors d’une convention internationale [Barnes et al., 1938] (cf. figure 1.16).

Figure 1.16 – Exemple d’ECG en douze dérivations chez un individu sans trouble cardiaque (tracé réalisé sur le logiciel Médistory de http ://www.prokov.com).

Six dérivations frontales. Les six dérivations frontales (cf. figure 1.17) sont obtenues à partir de trois électrodes sur le bras droit (BD), le bras gauche (BG) et la jambe droite (JD). Les trois premières dérivations, connues aussi sous le nom de “triangle de Einthoven”, sont les différences deux à deux des potentiels de ces électrodes, les mesures sont dites bipolaires :

DI (ou I) entre bras droit et bras gauche : DI = BG − BD, DII (ou II) entre bras droit et jambe gauche : DII = JG − BD, DIII (ou III) entre bras gauche et jambe gauche : DIII = JG − BG.

Dans les notations, la lettre “D” signifiant “dérivation” est souvent omise. On remarquera que I + (−II) + III = 0 (loi de Einthoven).

À partir des mêmes trois électrodes, trois autres dérivations sont données par combinaison linéaire des dérivations I, II et III. Ces trois nouvelles dérivations nécessitent l’amplification

des signaux et “observent” le cœur sous de nouvelles directions (ou vecteurs), d’où leur déno-minations :

augmented Vector Right : aV R = −I+II

2 = BD −1

2(BG + JG) augmented Vector Left : aV L = I −II

2 = BG −1

2(JG + BD) augmented Vector Foot : aV F = II −I

2= JG − ¹2(BD + BG)

Figure 1.17 – Triangle d’Einthoven : obtention des six dérivations frontales à partir des trois électrodes placées au bras droit, au bras gauche et à la jambe gauche.

Les relations liant ces dérivations expliquent qu’en pratique, seules deux dérivations sont acquises pour l’obtention des six dérivations frontales.

Six dérivations précordiales. Alors que les électrodes des six dérivations frontales sont placées sur les membres, pour les dérivations précordiales, les électrodes sont placées directement sur la poitrine. Les dérivations précordiales sont dites unipolaires car elles sont obtenues par une seule électrode. Un potentiel de référence (i.e. zéro) est cependant nécessaire, il est donné par la moyenne des signaux des trois électrodes frontales. Le placement des six électrodes, donnant les six dérivations précordiales est le suivant :

V1 : quatrième espace intercostal droit, bord droit du sternum, V2 : quatrième espace intercostal gauche, bord gauche du sternum, V3 : à mi-chemin entre V2et V4,

V4 : cinquième intercostal gauche, sur la ligne médioclaviculaire, V5 : même horizontale que V4, ligne axillaire antérieure,

V6 : même horizontale que V4, ligne axillaire moyenne.

Le placement des électrodes V1 à V6est repris et donné à la figure 1.18.

En pratique, afin d’éviter certains artefacts, les signaux relevés sont fréquemment filtrés : les fréquences inférieures à 0.5Hz ou 1Hz ainsi que les fréquences supérieures à 40Hz (pour éviter les perturbations à 60Hz de l’alimentation des appareils électriques). Une moyenne sur plusieurs cycles peut être effectuée également, lorsqu’il ne s’agit pas d’évaluer un asynchronisme.

Figure 1.18 – Placement des électrodes V1 à V6 conformément aux recommandations standards pour les six dérivations précordiales d’un ECG à douze dérivations (d’après [Sta, 2010]).

Axe électrique du cœur. On remarquera que la polarité des complexes QRS n’est pas la même selon la dérivation (cf. figure 1.16). Ceci est le résultat d’une direction principale de la propagation de l’onde de dépolarisation du cœur. La dérivation donnant la plus grande polarité positive du complexe QRS (onde R) donne une bonne idée de la direction de l’axe électrique. Cette direction est variable d’un patient à un autre, elle dépend de l’agencement des cellules cardiaques.

L’ECG permettant la mesure des durées de QRS est une acquisition de référence en CRT. En effet, cette valeur est un bon indicateur de la qualité de réponse au traitement. Par la facilité d’acquisition de l’ECG, cet examen est effectué en pré, per et post-opératoire pour le contrôle notamment de l’amélioration de la fonction cardiaque.