Classe concernée : Première ST2S
Type d’activité : Activité de réflexion en classe entière ou en Travaux Pratiques (une heure) - Démarche active
Références au BO :
Thème 3 : Applications de l’électricité dans le domaine de la santé
3.2 Electricité au service de la médecine
Pré requis : période, fréquence (voir § POUR LE PROFESSEUR).
Place de l’activité dans la séquence :
Cette activité peut être réalisée en situation d’autonomie par l’élève seul ou en binôme. Elle permet de réinvestir les notions de période et de fréquence abordées au collège et en seconde.
La correction est ensuite faite en classe entière.
POUR LE PROFESSEUR :
Il est aussi possible de proposer cette activité en début de thème 3. Son objectif sera alors d’introduire
les notions de période et de fréquence à partir de techniques concrètes utilisées dans le monde médical.
Etude d'un électrocardiogramme (ECG) et d'un électroencéphalogramme (EEG)
I. L'électrocardiogramme
1-
Présentation
L’électrocardiographie est la mesure de l’activité électrique du cœur en fonction du temps. On l’utilise en médecine pour établir l’état du système cardio-circulatoire et détecter les troubles du rythme cardiaque.
2- Étude d'un électrocardiogramme (ECG)
Ci-dessous, figure un extrait d’un électrocardiogramme. Nous ne travaillons que sur l’enregistrement II.
L’image n’est pas à l’échelle, un carreau représente 5 mm.
a. A partir de son électrocardiogramme (n°II) et en utilisant les indications y figurant, déterminer la durée séparant deux battements cardiaques du patient.
b. En déduire la fréquence cardiaque du patient exprimée en battements par minute.
Détail de votre raisonnement et de vos calculs :
Détail de votre raisonnement et de vos calculs :
c. Calculer enfin la fréquence des battements cardiaques du patient exprimée en hertz (Hz).
On rappelle que la fréquence (en hertz) d’un phénomène périodique correspond au nombre de répétitions de ce phénomène en une seconde.
Grandeur physique : fréquence f Grandeur médicale : fréquence cardiaque
Unité : hertz (Hz) Unité : battements par minute
COMPLEMENT :
Une animation sur le cœur et le tracé de l'ECG : http://www.ac-creteil.fr/biotechnologies/main-humanbiology.htm
3- Et votre cœur ?
Vous disposez d'un chronomètre. Proposez une méthode pour mesurer votre fréquence cardiaque.
...
...
...
...
Mesurez alors votre fréquence cardiaque (en battements par minutes) puis calculez la fréquence des battements de votre cœur (en hertz).
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...
II. L'électroencéphalogramme
1- PrésentationL'électro-encéphalographie (EEG) est la mesure de l'activité électrique du cerveau par des électrodes placées sur le cuire chevelu ; cette mesure est souvent représentée sous la forme d'un tracé appelé électro-encéphalogramme.
Comparable à l'électrocardiogramme qui permet d'étudier le fonctionnement du cœur, l'EEG est un examen indolore et non-invasif qui renseigne sur l'activité du cerveau au cours du temps. Cet examen permet de :
diagnostiquer l'épilepsie, des troubles neurologiques, des lésions du cerveau,
étudier le sommeil et ses différentes phases,
évaluer les effets d'un traitement médical.
Détail de votre raisonnement et de vos calculs :
La difficulté tient au fait que l'EEC ne montre pas de sinusoïde régulière, et que les signaux sont de très faibles amplitudes, de l'ordre du micro-volt (ils sont amplifiés).
2- Étude de quelques EEC
On représente ci-dessous quelques EEC visualisant l’activité du cerveau lors de différentes phases du sommeil.
Sans faire de calculs, associez à chaque tracé la gamme de fréquences correspondant.
1
Rythme delta (repos)
A. 8 Hz ≤ f ≤ 12 Hz
2
Rythme alpha (état de détente)
B. 12 Hz ≤ f ≤ 40 Hz
3
Rythme bêta (état de concentration, travail intellectuel)
C. 4 Hz ≤ f ≤ 7 Hz
4
Rythme thêta (somnolence)
D. f ≤ 4 Hz
Réponses
Réponses 1-D; 2-A; 3-B; 4-C
