Signaux périodiques ou non en médecine

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08/12/2017 SA11_rythme_cardiaque_ECG_EEG.doc 1/3

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2^nde Thème : Santé TP n°13

Physique Signaux périodiques ou non en médecine

^{ Chap.11}

I. Rythme cardiaque

 Les valeurs de la fréquence cardiaque au repos varient selon l'âge:

 Nouveau-né : 140 ± 50

 1–2 ans : 110 ± 40

 3–5 ans : 105 ± 35

 6–12 ans : 95 ± 30

 adolescent ou adulte : 70 ± 10

 personne âgée : 65 ± 5

 Pendant un effort, la fréquence cardiaque maximale théorique est de 220 moins l'âge (exemple : 200 à 20 ans).

 Les facteurs de stress influent sur la fréquence cardiaque.

 La fréquence cardiaque de repos n'est pas constante sur 24 heures à cause des différents cycles biologiques. Elle est au maximum vers midi. La digestion, la chaleur et le froid entraînent une augmentation de la fréquence cardiaque.

 Réalisation d’un test d’évaluation cardiaque : Le sujet doit effectuer 20 flexions. On mesure la fréquence cardiaque au repos, à la fin de l’effort et à la deuxième minute de récupération.

 La fréquence cardiaque en fin d’exercice ne doit pas dépasser de plus de 60 pulsations par minute la fréquence de repos. La récupération doit se faire entre 1 à 2 minutes

Votre binôme peut-il pratiquer un sport en compétition ?

Votre réponse sera argumentée ci-dessous. Vous expliquerez les mesures effectuées.

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II. L’électrocardiogramme (E.C.G)

 Panique au CHU de Rennes, un courant d’air a balayé les électrocardiogrammes posés sur le bureau du Docteur Maison. Fatigué par sa nuit de garde, il peine à les réattribuer à chacun de ses patients. Sa secrétaire se souvient juste que parmi les quatre patients :

 Le 1^er souffre d’arythmie complète par fibrillation auriculaire : son rythme cardiaque est très irrégulier,

 Le 2^ème a un cœur en pleine santé,

 Le 3^ème est un sportif dont le cœur bat moins vite que celui d’une personne pleine santé,

 Le 4^ème a un pace maker : c’est un stimulateur cardiaque qui permet aux personnes souffrant d’insuffisance cardiaque d’avoir un rythme cardiaque quasi régulier.

Document 1 : Etude d’un électrocardiogramme

 L’électrocardiogramme (ECG) est un examen fondamental en cardiologie. Il permet de diagnostiquer le cas échéant des troubles du rythme cardiaque, des infarctus,… . Il s’agit d’un examen indolore, réalisé en quelques minutes, en plaçant des électrodes sur le thorax, les bras et les jambes. Les signaux électriques provenant du muscle cardiaque sont recueillis, amplifiés et transcrits sous forme de courbes.

 Cinq points particuliers, correspondant à ce que les médecins appellent les « ondes » P, QRS et T, peuvent être identifiés sur un ECG. La courbe au niveau de P indique les contractions des oreillettes et l’onde associé QRS, celle des ventricules. C’est au cours de la contraction des ventricules (systole) que le sang est expulsé vers le système artériel. L’onde T indique le moment où les ventricules reviennent au repos (diastole) et se remplissent de sang.

Document 2 : Quelques troubles cardiaques

 Bradycardie : Ralentissement des battements du cœur en dessous de 60 pulsations/minute.

 Tachycardie : Accélération de la fréquence des battements du cœur au-delà de 90 pulsations par minute.

 Extrasystole : Contraction cardiaque anormale survenant de manière prématurée au cours du cycle cardiaque.

 Fibrillation : Trouble du rythme cardiaque caractérisé par la disparition du rythme sinusal normal, remplacé par des contractions rapides (de 400 à 600 par minute) et inefficaces des oreillettes, et provoquant la contraction irrégulière et souvent rapide des ventricules.

Document 3 : Identification d’un phénomène périodique

 Un phénomène périodique est un phénomène qui se reproduit identique à lui-même au bout d’un même intervalle de temps.

Document 4 : Période d’un phénomène périodique

 La période, de symbole T, est le plus petit intervalle de temps au bout duquel le phénomène se reproduit identique à lui-même. Son unité dans le Système International des unités (SI) est la seconde de symbole s.

Document 5 : Fréquence d’un phénomène périodique

 La fréquence, de symbole f, est le nombre de fois qu’un évènement se reproduit à l’identique en une seconde. Son unité dans le Système International des unité (SI) et le hertz, de symbole Hz.

 La fréquence étant le nombre de périodes par seconde, c’est donc l’inverse de la période.

 On a la relation suivante : f = 1

T et par conséquent T = 1

foù f est la fréquence en Hz et T la période en seconde.

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Document 6 : Extraits des électrocardiogrammes envolés

Électrocardiogramme A : Électrocardiogramme B :

Électrocardiogramme C: Électrocardiogramme D :

 Échelle horizontale : 25 mm/s ; Échelle verticale : 10 mm/mV 1. Comprendre un électrocardiogramme : 20 minutes conseillées

1.1. Quelle est la grandeur physique mesurée en ordonnée ? ...

1.2. Quelle est la grandeur mesurée en abscisse ? ...

1.3. Quelle longueur représente 1 s sur les électrocardiogrammes : ...

2. Exploitation des électrocardiogrammes : 20 minutes conseillées

2.1. Encadrer un motif se reproduisant régulièrement sur l’électrocardiogramme A ci-dessus.

2.2. Si possible, pour chaque enregistrement, encadrer le motif qui se répète régulièrement.

2.3. Pour chaque électrocardiogramme, déterminer la période T puis la fréquence f du phénomène périodique et en déduire le rythme cardiaque N en complétant le tableau ci-dessous sans oublier les unités.

2.4. Attribuer à chaque patient son électrocardiogramme.

T(...) f(...) N(... ) Patient A

B C D

III. L’électroencéphalogramme (E.E.G)

 L’électroencéphalogramme (EEG) est l’enregistrement de l’activité électrique du cerveau, recueillie au niveau du cuir chevelu, amplifiée un million de fois et

transcrite sous forme de courbes.

 Voici quatre EEG :

1) Les signaux sont-ils périodiques ? Justifier.

2) Citer les utilisations possibles de l’EEG.