Méthode de Simson

Après avoir employé le SAECG dans la détection du faisceau de His, une nouvelle ap-plication fut proposée dans la détection des potentiels tardifs. Cette idée naquit lorsqu'en 1971, Durrer [Durrer et al., 1971], enregistra des potentiels qui dépassaient la durée du QRS chez des chiens après un infarctus du myocarde. La relation entre la présence de ces potentiels fragmentés tardifs et l'occurrence des arythmies ventriculaires fut démontrée notamment par Scherlag en 1974 [Scherlag et al., 1974]. La même année, William [Williams et al., 1974] démontra que les potentiels tardifs été liés à un substrat arythmogène pouvant déclencher des réentrées. Cette hypothèse est également appuyée par El Sherif [El-Sherif et al., 1977, El-Sherif et al., 1981] et Wit [Wit et al., 1982] grâce à l'étude de cartes épi-cardiques. Ainsi, en 1978 Edward Berbari [Berbari et al., 1978] fut l'un des premiers à utiliser le signal averaging an de mettre en évidence les potentiels tardifs chez les patients atteints d'arythmies ventriculaires.

5.3 Méthode de Simson

En 1981, Simson [SIMSON, 1981] contribue à une avancée majeure dans la détection et l'étude des potentiels tardifs en proposant l'utilisation du SAECG couplé à une nouvelle technique de ltrage. Sa méthode repose sur l'analyse d'un vecteur de magnitude (VM) créé à partir de bipôles moyennés, orthogonaux X, Y, Z, qui, après un ltrage haute fréquence, permet de faire apparaître les potentiels tardifs.

Dans son étude, le VM ltré est comparé dans deux populations, une population avec une TV soutenue après un infarctus du myocarde et une population contrôle. La première observation fut une durée de QRS plus longue chez les patients avec TV que pour les patients du groupe contrôle. De plus, apparaissaient des diérences signicatives dans la portion terminale du VM, dans les 40 dernières millisecondes, entre les deux populations d'études. Les diérentes étapes de cette méthode sont détaillées dans les prochains paragraphes.

Grâce à ces observations, une multitude d'études seront menées par la suite, et démon-treront que les potentiels tardifs sont un marqueur non-négligeable de la présence d'un substrat structurel anormal, tel qu'un infarctus du myocarde.

5.3.1 Le vecteur magnitude

Les dérivations X, Y, Z peuvent être directement mesurées sur le torse ou obtenues grâce à la transformation d'un espace à 7 dimensions [FRANK, 1956] vers un espace à 3 dimensions par la matrice de passage présentée dans la partie 1, chapitre 2.1.3. Le VM est déni par la relation 5.1 :

V M (t) =^pX(t)2+ Y (t)2+ Z(t)2 (5.1) où X, Y et Z sont les voies orthogonales.

Ce vecteur contient l'ensemble de l'information de la propagation électrique du c÷ur sans redondance, puisque les 3 dérivations sont orthogonales entre elles. Cette étape per-met d'observer l'intégralité de l'information électrique cardiaque condensée dans un unique signal.

5.3.2 Filtrage bidirectionnel

Comme nous l'avons vu dans la partie précédente, les potentiels anormaux possèdent une morphologie très fragmentée et un voltage très bas, comparés à la dépolarisation ventriculaire. Leur fréquence est également élevée.

Diverses techniques de ltrage peuvent être utilisées, an de mettre en évidence ces micro-potentiels anormaux à la surface du torse. Par exemples, des ltres à réponse im-pulsionnelle nie ou innie, peuvent être utilisés, mais leur défaut majeur est la distorsion du signal dans sa portion terminale. Puisque l'objectif est de mettre en évidence les poten-tiels tardifs anormaux, une distorsion du signal dans la portion terminale rendrait cette détection inecace. Simson propose alors l'utilisation d'un ltre bidirectionnel [Graeme et al., 1971] permettant de s'aranchir de ce problème de distorsion dans la portion ter-minale du signal. Il s'agit d'un ltre de Butterworth passe haut, possédant 4 pôles (avec une fréquence de coupure basse à 25 Hz dans l'étude de Simson, et entre 40 et 250 Hz dans la standardisation actuelle). En utilisant un ltre RIF bidirectionnel, les phénomènes d'oscillations à la n du signal ltré sont éliminés. Comme le montre la Figure 5.1, le signal est ltré dans un premier temps du début du QRS jusqu'au milieu du QRS, puis ltré de la n du QRS au milieu du QRS. Ainsi, ni le début, ni la n du signal sont altérés par le ltrage.

La Figure 5.2 montre les diérentes étapes de construction du vecteur magnitude, de l'obtention des 3 dérivations X,Y et Z, au signal obtenu après le ltrage de Butterworth.

5.3.3 Les critères de Simson

Trois critères ont été proposés par Simson an de quantier et d'armer ou non la présence de potentiels tardifs. Ces trois critères correspondent à la durée du QRS ltré, le RMS des 40 dernières millisecondes du QRS ltré et le LAS et sont présentés Figure 5.3.

5.3. Méthode de Simson

Figure 5.1  Filtre bidirectionnel de Butterworth (4 pôles)

A.Pannel haut : Filtre de Butterworth appliqué dans un seul sens de la gauche vers la droite. Pannel bas : des oscillations à la n du signal peuvent être observées. B.Pannel bas : Filtre de

Butterworth bidirectionnel. Pannel bas : les oscillations sur le VM ont disparu. Figure extraite de [SIMSON, 1981]

Durée du QRS ltré

Le premier critère est celui de la durée du QRS ltré (noté QRSf). Il s'agit de la durée du QRS mesuré sur le signal du VM. Cette durée est mesurée entre deux marqueurs : un marqueur de début et un marqueur de n du QRS. Diérentes méthodes de positionne-ment de ces marqueurs existent. Simson utilise une fenêtre glissante de 5 ms se déplaçant de part et d'autre du pic le plus élevé du QRS, mesurant à chaque instant la moyenne du signal contenu dans la fenêtre. Lorsque cette moyenne est inférieure à la moyenne du bruit plus 3 fois son écart-type, mesuré dans le segment ST, alors le marqueur de début/n du QRS est placé. Les résultats de l'étude de Simson, réalisés sur une population de patients avec des TV, ont démontré que ces patients avaient une durée de QRS plus élevée que la population contrôle. La Figure 5.4 extraite de l'étude de Simson, montre la comparaison entre les VM d'un patient contrôle et d'un patient avec TV. La durée du QRS est plus longue pour le patient avec TV que le patient contrôle, respectivement égales à : QRSf =

Figure 5.2  Méthode de détection des potentiels tardifs

Les dérivations X, Y, et Z sont enregistrés, moyennées puis ltrées en utilisant un ltre passe haut bidirectionnel. Le vecteur magnitude est créé à partir des trois dérivations ltrées an

d'observer la présence ou non de PT. Figure modiée de [Simon et al., 2014]

Figure 5.3  Les trois critères des potentiels tardifs

Détection des trois critères des potentiels tardifs sur le VM ltré : durée du QRS ltré (ms), le RMS (µV ) et le LAS (ms).

5.4. Discussion et limitation de la méthode