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TPE 1ere S 2014-2015

Description :

TPE sur les mesures réalisables grâces au signaux électriques dans le corps humain



le vrai de vrai final

TPE

 

I.                   Introduction :

Tous les êtres vivants produisent de l’électricité. Un signal est la variation d’une grandeur électrique. Elle peut être une tension, elle est alors exprimée en Volts (V), ou alors un courant, elle est cette fois-ci exprimée en Ampères (A).  Et l’électricité est une forme d’énergie qui est causée par les déplacements des électrons. Un signal électrique transporte une information dans le temps, il provient d’une source et a une destination. Il existe trois grands types de signaux électriques : les signaux analogiques, logiques et numériques. Les signaux électriques ont pour but la communication. Toutes les informations que nous possédons sur le monde dans lequel nous vivons nous sont transmises par nos cinq sens.

En effet, l’électricité est la base pour commander le cerveau et le c½ur, elle permet d’animer les muscles ou d’assurer la circulation sanguine. Nous pouvons désormais vérifier le bon fonctionnement de ces organes grâce à l’électrocardiogramme et l’électro-encéphalogramme.

 

II.                 Les ondes électriques dans le cerveau :

1.     L’électroencéphalogramme :

L’électroencéphalographie (EEG) est une méthode d’exploration cérébrale qui enregistre l’activité électrique du cerveau. Il la mesure et la représente sous la forme d’un tracé appelé encéphalogramme. L’activité neurologique du cerveau est représentée au cours du temps avec une précision de millisecondes par millisecondes. C’est une technique non douloureuse et non invasive qui mesure les courants générés par les cellules (les neurones). L’électroencéphalographie renseigne donc sur les altérations éventuelles dans la dynamique de l’activité neurologique, en particulier dans le cortex cérébral. Le principe de l’EEG est de recueillir les potentiels électriques sur un appareil, ce dernier les transcrit en signaux et permet leur analyse. Le signal émis varie selon l’état de vigilance ainsi que les maladies pouvant toucher le cerveau. L’électroencéphalogramme est comparable à l’électrocardiogramme car les signaux électriques sont à la base de ces deux appareils.

L’électroencéphalographie peut donner des indications variées :

Cet examen permet de détecter les troubles chez une personne, que ce soit des troubles du sommeil, de la conscience, de la vigilance (ex : coma), les crises d’épilepsie, d’encéphalopathie,… ;

Il peut diagnostiquer un état de mort cérébrale, l’électroencéphalogramme représente alors un tracé nul ;

Il permet d’indiquer s’il y a ou non des lésions cérébrales comme une hémorragie cérébrale ;

Il est nécessaire pour le suivi d’un enfant prématuré.

 

2.     L’examen de l’électroencéphalogramme :

Pour effectuer l’examen, il faut placer des petites électrodes sur le cuir chevelu, chacune d’elle étant reliée à l’électroencéphalogramme. Le signal électrique du cerveau est transcrit sur ordinateur ou sur papier pendant toute la durée de l’examen. Pour cet examen, le patient doit être éveillé, détendu et installé confortablement dans un fauteuil et éviter tout ce qui pourrait interférer avec le recueil de l’activité cérébrale. Le patient ne doit pas effectuer de mouvements (contractions musculaires, mouvements oculaires). Il lui est demandé à plusieurs reprises de fermer puis d’ouvrir les yeux pour étudier l’influence de l’ouverture des yeux par rapport aux yeux fermés. Le neurologue peut également solliciter de respirer profondément et de souffler, c’est appelé l’hyperpnée. Pendant cet examen, une stimulation lumineuse intermittente est pratiquée grâce à une lampe qui produit de brefs éclairs de fréquences variables. Elle peut favoriser les crises épileptiques chez certaines personnes.

Il existe trois paramètres qui peuvent modifier l’activité électrique du cerveau :

L’ouverture des yeux qui ne conserve que les rythmes rapides ;

L’hyperpnée, qui est normalement peu active, peut ralentir le tracé et mettre en évidence certaines anomalies discrètes  si elle est exécutée énergiquement ;

La stimulation lumineuse intermittente permet de reconnaître la photosensibilité et peut favoriser les crises épileptiques chez certaines personnes.

Sur un tracé d’électroencéphalogramme, le neurologue peut identifier les activités électriques cérébrales rythmiques. Les rythmes cérébraux sont classés selon leur fréquence et permettent d’identifier ou de caractériser des états psychologiques ou pathologiques par exemple.

 

3.     L’histoire de l’électroencéphalographie

Le scientifique et médecin britannique Richard Caton a inventé l’électroencéphalographie en 1875.

Le neurologue allemand Hans Berger fut le premier à étudier l’électroencéphalographie dans les années 1920. Il a enregistré le premier électroencéphalogramme en 1924 mais a été publié en 1929. Ses travaux furent repris et complétés par le britannique Edgar Douglas Adrian. Il obtient en 1932 le Pris Nobel de physiologie. L’électrocardiographie ne s’est vraiment développée et répandue que dans les années 1950.

Étant donné la faiblesse du signal électrique produit par les neurones, il est nécessaire d'amplifier le potentiel électrique mesuré à la surface du cuir chevelu. Historiquement, les courbes d'EEG étaient tracées sur des rouleaux de bandes de papier millimétré afin d'être relus ensuite par les médecins neurologues pour y déceler d'éventuels signes. Aujourd'hui, le signal est capté sans contact, converti numériquement et traité par ordinateur, on pourrait y déceler les cinq sens ainsi que la pensée humaine, ouvrant la porte à la télépathie.

Il existe deux types de rythmes :

-         Le rythme alpha est constitué d’ondes régulières de fréquence comprise entre 8 et 12 Hz. Ce rythme est surtout trouvé dans les régions occipitales ;

-         Le rythme bêta plus rapide qui a une fréquence de 13 à 30 Hz. Il se trouve dans la scissure de Rolando.

4.     L’exemple de l’épilepsie

L’épilepsie est liée au cerveau.  C’est une maladie neurologique qui touche près de 500 000 personnes en France dont plus de la moitié âgée de moins de 20 ans. Nous pouvons distinguer 4 types d’épilepsie : celle  dite spontanée : la maladie peut être arrêtée au bout de quelques années grâce à un traitement médical ; l’épilepsie pharmaco-sensible : les patients peuvent guérir de leur épilepsie et arrêter le traitement dans les 10 ans qui suivent le début de la maladie ; l’épilepsie pharmacodépendante : l’arrêt du traitement entraîne des rechutes et l’épilepsie pharmaco-résistante : cette maladie est grave et elle persiste voire s’aggrave malgré le traitement, elle devient alors un véritable handicap. L’origine de cette maladie est cérébrale. En effet il y a des décharges d’influx nerveux anormaux dans le cerveau.  Il y a donc des décharges au sein des réseaux de neurones. Normalement, elles sont de courte durée et surviennent de façon soudaine. Ces décharges peuvent intervenir soit dans une zone précise du cerveau soit dans son ensemble et peuvent être enregistrées par un électroencéphalogramme.  L’épilepsie se caractérise par des crises imprévisibles qui sont les conséquences des décharges d’influx nerveux. Ces crises doivent se répéter pour qu’il s’agisse d’épilepsie. Donc, une seule crise de convulsions dans une vie ne signifie pas que la personne est épileptique.  L’épilepsie peut apparaître dans plusieurs circonstances telles qu’un traumatisme crânien, un accident vasculaire cérébral, un surdosage de médicaments, etc… Les crises d’épilepsie ne sont pas toujours spectaculaires : mouvements saccadés ou convulsions. En effet,  elles peuvent se manifester par des sensations comme des hallucinations olfactives ou auditives avec ou sans perte de conscience. D’autres manifestations de cette maladie existent, comme un regard fixe ou des gestes répétitifs involontaires.  Cette maladie peut être guérie par une intervention chirurgicale.  Toutefois, faute d’équipement et  de moyens, cette opération n’est pratiquée que par un nombre limité de spécialistes. L’intervention consiste à extraire  la zone du cerveau dite « épileptogène ». Cette opération doit se faire dès l’enfance quand la plasticité du cerveau est encore importante.

 

III.              Les ondes électriques dans le c½ur

1.     Les signaux électriques du c½ur :

Les signaux électriques sont présents dans le c½ur et permettent de réguler la vitesse des battements cardiaques. Le c½ur réagit automatiquement aux besoins en oxygène du corps. Ces signaux électriques utilisés ont pour origine des cellules spécialisées situées dans l'oreillette droite du c½ur appelées les myocytes de type automatique car le c½ur est un muscle qui bat automatiquement sans que l’on y pense.

Ils se propagent dans les oreillettes, qui se contractent, poussant ainsi le sang dans les ventricules. Ensuite, ils circulent dans les ventricules qui se contractent à leur tour et dirigent ainsi le sang vers les poumons et le reste du corps.

Dans un c½ur sain, les cavités se contractent et se relâchent suivant un rythme régulier qui correspond au nombre de signaux électriques produits par minute (De 60 à 100 par minutes, c’est le pouls, et c’est pour cela qu’on l’appelle la fréquence cardiaque.

2.     L’électrocardiogramme

L’électrocardiographie est une représentation graphique de l’activité électrique du c½ur qui est donc en rapport avec les variations de potentiel éclectique des cellules spécialisées dans la contraction et l’automatisme et la conduction des influx nerveux. Cette activité électrique est directement recueillie par des électrodes placés à la surface de la peau où l’on peut le mieux ressentir cette activité comme les poignets, les chevilles ou la peau située au niveau du c½ur.

Pour rappel :

-         L’électrocardiogramme est le tracé de l’activité électrique dans le c½ur sur un support papier.

-         L’électrocardiographe est l’appareil permettant de réaliser un électrocardiogramme.

-         Dernièrement, l’électrocardioscope et tout simplement scope est l’appareil permettant d’afficher le tracé sur un écran.

3.     L’examen de l’électrocardiogramme

L’examen est très rapide, ne prend que quelques minutes, est indolore, non invasif et dénué tout danger (Non invasif signifie que l’on injecte aucune substance dans le corps). Il peut être pratiqué en cabinet de médecin, à l’hôpital et même à domicile. Aujourd’hui, il peut être effectué n’importe où,  à n’importe quel moment et par n’importe qui, même par soi-même.

Cependant, son interprétation reste cependant complexe et requiert une certaine dose de connaissances et d’expérience pour en analyser les informations. Les résultats permettent de repérer diverses anomalies cardiaques et occupe une place importante dans les examens diagnostiques en cardiologie, comme par exemple pour la malade coronarienne (Qui est une maladie des artères qui vascularisent le c½ur ayant pour conséquence une ischémie myocardique, soit un apport en sang insuffisant au muscle cardiaque.

 

4.     L’exemple de la maladie coronarienne

C’est en informant sur les anomalies des charges électriques du c½ur qu’il permet de déceler certaines anomalies du c½ur. En effet, chez une personne dont le c½ur a été endommagé, les signaux électriques qui provoquent les contractions cardiaques sont modifiés lorsqu’ils traversent le tissu détruit ce qui crée des variations visibles sur l’électrocardiogramme.

Dans le cas de cette maladie, on fait passer une épreuve de tolérance sportive à un patient réalisée sur un tapis roulant, pendant que la personne est reliée à un électrocardiographe ce qui va indiquer sur l’électrocardiogramme si le c½ur subit des changements au cours des activités physiques.

On a recours à l’ECG pour les raisons suivantes :

-         Détecter les arythmies (C½ur qui bat à moins de 60 pulsations /minute ou plus de 100 sans justification) àFormation de caillots (masses semi-solides et visqueuses composées de cellules sanguines.)

-         Dépister des problèmes cardiaques (Comme des crises cardiaques)

-         Détecter une maladie coronarienne

-         Détecter une péricardite (La péricardite est une infection du péricarde, la membrane mince et résistante, semblable à un sac, qui entoure le c½ur.)

-         Détecter certains troubles non cardiaques (Exemple des déséquilibres d’électrolytes et maladies pulmonaires)

-         Surveiller la récupération à la suite d’une crise cardiaque ou l’efficacité d’un médicament ou d’un traitement.

-         Ecarter la possibilité d’une maladie de c½ur d’un patient prêt à subir une opération chirurgicale.

 

Les courants électriques qui circulent dans le c½ur sont connus depuis les travaux de Carlo Matteucci en 1842. Les premières expérimentations sont réalisées en 1878 par John Burden Sanderson. En 1942, Emmanuel Goldberger réalise le premier tracé à 12 voies que nous allons expliquer sous peu.

 

5.     Le fonctionnement de l’électrocardiographe

Le signal électrique détecté est de l'ordre du mini volt. La précision temporelle nécessaire est inférieure à 0,5 ms (ordre de grandeur de la durée d'un pique de courant électrique.)

On élimine ensuite les signaux indésirables. Un premier filtre numérique élimine les signaux de haute fréquence secondaire à l’activité musculaire autre que cardiaque et aux interférences des appareils électriques. Un dernier filtre basse fréquence permet de diminuer les ondulations de la ligne de base secondaire à la respiration.

Le tracé numérique peut être ensuite stocké sur un support informatique.

 

Les dérivations que l’on peut trouver 

L’ECG à 12 dérivations a été standardisé par une convention internationale car il permettait d’obtenir plus de précision sur l’activité électrique du c½ur.

 

On retrouve donc 6 dérivations frontales :

Avec D = dérivation et a = augmentation

-DI à Mesure entre bras droit et bras gauche

-D2 à Mesure entre bras droit et jambe gauche

-D3 à Mesure entre bras gauche et jambe gauche 

-aVR à Mesure sur le bras droit

-aVL à Mesure sur le bras gauche.

-aVF à Mesure sur la jambe gauche.

 

(6 dérivations précordiales)

 

 

6.     L’exemple de la tachycardie :

La tachycardie ventriculaire se caractérise par un rythme cardiaque trop rapide dont l’origine se situe au niveau des ventricules. Ce sont les glandes surrénales qui sécrètent des substances, ces dernières augmentent le rythme cardiaque. La tachycardie ventriculaire touche le plus souvent les enfants.

Les symptômes de cette maladie peuvent être menaçants pour la vie de l’enfant et même causer une mort subite. Très souvent, les tachycardies ventriculaires sont précipitées par un effort plus ou moins violent ou une émotion intense. L’anxiété est souvent responsable de cette maladie.

Pendant les crises, les battements du c½ur s’accélèrent brutalement mais le c½ur revient spontanément à la normale de façon progressive. Le c½ur s’accélère au moindre effort physique.  Une pratique sportive régulière permet de prévenir cette maladie.

Pour mieux traiter le patient, l’utilisation de l’électrocardiogramme est très souvent utile. Mais le traitement de cette maladie est complexe. En cas de crise aigüe mal tolérée par le patient, celui-ci devra recevoir un choc électrique externe. Ceci consiste à faire passer un courant électrique à travers le thorax et donc le c½ur. La défibrillation permet en général l’arrêt du court-circuit et autres activités électriques anormales du c½ur. Si le patient est conscient, cette technique est douloureuse, une anesthésie est en général réalisée avant son application.

 

IV.              Conclusion :

-         Cette étude a permis de déceler le rôle des signaux électriques dans la recherche et la documentation sur la santé de l’homme.  La mesure nous est donc indispensable dans le domaine médical avec l’utilisation de l’électrocardiogramme et de l’électroencéphalogramme.

-         Il est maintenant clair que les signaux électriques du corps humain sont essentiels aux diagnostics médicaux. Ils nous permettent, par le biais d’appareils, de déceler des anomalies et parallèlement de nous apporter des renseignements. Nous avons noté que la principale fonction de ces signaux est la transmission. En effet, ils peuvent transmettre une sensation qui était présente au départ au niveau de la peau au cerveau.

-         L’efficacité et la précision de ces machines sont assurées, on sait également qu’il existe très peu de points négatifs à ces moyens de diagnostics médicaux, pas d’effets secondaires, examen indolore, rapide, résultats immédiats etc… mais cher ! En effet, ces dispositifs dont l’usage devrait être accessible à tout le monde ont cependant un prix bien trop élevé pour la majorité (2000 – 2500 euro l’ECG et un peu plus pour l’EEG), de plus, le décryptage des informations du tracé papier en réserve l’utilité aux médecins et hôpitaux mais n’est pas à la portée de tous.

 

V.                Bibliographie :

Sites pour électroencéphalographie :

http://www.hpsj.fr/userfiles/GHPSJ/Neuro/techno/Electroencephalogramme.pdf

http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89lectro-enc%C3%A9phalographie

http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dico/d/medecine-electroencephalogramme-8109/

http://sante.lefigaro.fr/sante/examen/electroencephalogramme/comment-se-deroule-t-il

http://sante-medecine.commentcamarche.net/faq/8710-eeg-definition

 

Sites pour tachycardie :

http://www.cardiologiedesenfants.be/bon-coeur-coeur-malade/troubles-du-rythme/troubles-du-rythme.html

http://www.topsante.com/medecine/troubles-cardiovasculaires/palpitations/prevenir/tachycardie-les-5-causes-qui-font-battre-le-coeur-trop-vite-10354

 

Sites pour électrocardiographie :

http://www.neurones.espci.fr/Theses_PS/DUBOIS_R/Chapitre1.pdf

http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89lectrocardiographie

http://sante.lefigaro.fr/sante/examen/electrocardiogramme/quest-ce-que-cest

http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dico/d/medecine-electrocardiogramme-3353/

 

Sites pour l’épilepsie :

http://www.frc.asso.fr/Le-cerveau-et-la-recherche/Les-maladies-neurologiques/l-epilepsie

http://www.passeportsante.net/fr/Maux/Problemes/Fiche.aspx?doc=epilepsie_pm

http://www.doctissimo.fr/html/dossiers/epilepsie/epilepsie.htm

http://www.fmcoeur.com/site/c.ntJXJ8MMIqE/b.3562263/k.DD66/Maladies_du_coeur__201lectrocardiogramme_ECG.htm

 

 

plan final

Plan :

 

I.                    Introduction

 

II.                  Les ondes électriques dans le cerveau

1.       L’électroencéphalogramme

2.       L’examen de l’électroencéphalogramme

3.       L’histoire de l’électroencéphalographie

4.       L’exemple de l’épilepsie

 

III.                Les ondes électriques dans le c½ur

1.       Les signaux électriques du c½ur

2.       L’électrocardiogramme

3.       L’examen de l’électrocardiogramme

4.       L’exemple de la maladie coronarienne

5.       Le fonctionnement de l’électrocardiographe

6.       L’exemple de la tachycardie

 

IV.                Conclusion

1.       Réponse de la problématique

2.       Résumer du développement

3.       Ouverture

 

V.                  Bibliographie

l'electocardiogramme

 

TOUS LES SCHEMAS SONT SUR LE DOSSIER D'ORIGINE !

Les signaux électriques sont en effet bien présent dans le c½ur, ils y jouent un rôle fondamental puisqu'ils permettent de réguler la vitesse des battements cardiaques. Lorsqu'il fonctionne normalement, le c½ur réagit automatiquement aux besoins en oxygène du corps. Lors d'un effort physique, la fréquence cardiaque accélère, ainsi le c½ur peut pomper plus vite et peut fournir au corps plus de sang plus riche en oxygène. Ces signaux électriques ont pour origine des cellules spécialisées situées dans l'oreillette droite du c½ur appelées les myocytes de type automatique car le c½ur est un muscle qui bat automatiquement sans que l’on y pense.

 

Ils se propagent dans les oreillettes, qui se contractent, poussant ainsi le sang dans les ventricules. Après cela ils circulent dans les ventricules sui se contractent à leur tour et poussant ainsi le sang vers les poumons et le reste du corps.

Dans un c½ur sain, les cavités se contractent et se relâchent suivant un rythme régulier qui correspond au nombre de signaux électriques produits par minutes (De 60 à 100 par minutes), c’est le pouls, et c’est pour cela qu’on l’appel la fréquence cardiaque ce qui nous permet de faire une ouverture sur l’électrocardiographie.

Schema des signaux électriques dans le c½ur : http://commons.wikimedia.org/wiki/File:ECG_Principle_fast.gif?uselang=fr

L’électrocardiographie et une représentation graphie de l’activité électrique du c½ur qui est donc en rapport avec les variations de potentiel éclectique des cellules spécialisées dans la contraction et l’automatisme et la conduction des influx nerveux. Cette activité électrique est directement recueillie par des électrodes placés à la surface de la peau ou l’on peut le mieux ressentir cette activité comme les poignets, les cheville ou la peau située au niveau du c½ur.

Pour rappel :

-          L’électrocardiogramme est le tracé de l’activité électrique dans le c½ur sur un support papier.

-          L’électrocardiographe est l’appareil permettant  réaliser un électrocardiogramme.

-          Dernièrement, l’électrocardioscope et tout simplement scope est l’appareil permettant d’afficher le tracer sur un écran.

L’examen est très rapide et ne prend que quelques minutes, indolore et non invasif, dénué tout danger (Non invasif signifie que l’on injecte aucune substance dans le corps). Il peut être fait en cabinet de médecin, à l’hôpital et même à domicile. Aujourd’hui il peut être fait n’importe où  même par vous-même à n’importe quel moment.

(Cette montre quoi que très innovante joue plus la carte tendance que médicale)

Cependant sont interprétation reste cependant complexe et requiert une certaine part de connaissances et d’expérience pour en décelé les informations. Les résultats nous permettent de repérer diverses anomalies cardiaques et a une place importante dans les examens diagnostiques en cardiologie, come par exemple pour la malade coronarienne (Qui est une maladie des artères qui vascularisent le c½ur ayant pour conséquence une ischémie myocardique, soit un apport en sang insuffisant au muscle cardiaque.

Comment ca marche, exemple de la maladie coronarienne.

 

Un ECG typique normal (A) et un ECG d'effort démontrant une ischémie (B) sont présentés dans la figure 1

C’est en informant sur les anomalies des charges électriques du c½ur qu’il permet de déceler certaines anomalies du c½ur. En effet, chez une personne dont le c½ur a été endommagé, les signaux électriques qui provoquent les contractions cardiaques sont modifiés lorsqu’ils traversent le tissu détruit ce qui crée des variations visibles sur l’électrocardiogramme.

Dans le cas de cette maladie, on fait passer une épreuve de tolérance sportive à un patient réalisée sur un tapis roulant, pendant que la personne est reliée à un électrocardiographe ce qui va indiquer sur l’électrocardiogramme si le c½ur subit des changements au cours des activités physiques.

On a recours à l’ECG pour les raisons suivantes :

 

-          Détecter les arythmies (C½ur qui bat à moins de 60 pulsations /minutes ou plus de 100 sans justifications) àFormation de caillots (masses semi-solides et visqueuses composées de cellules sanguines.)

-          Dépister des problèmes cardiaques (Comme des crises cardiaques)

-          Détecter une maladie coronarienne

-          Détecter une péricardite (La péricardite est une infection du péricarde, la membrane mince et résistante, semblable à un sac, qui entoure le c½ur.)

-          Détecter certains troubles non cardiaques (Exemple des déséquilibres d’électrolytes et maladies pulmonaires)

-          Surveiller la récupération à la suite d’une crise cardiaque ou l’efficacité d’un médicament ou d’un traitement.

-          Ecarter la possibilité d’une maladie de c½ur d’un patient prêt à faire une operation chirurgicale.

Comment ca marche.

L’histoire de l’électrocardiogramme.

Les courants électriques qui circulent dans le c½ur sont connus depuis les travaux de Carlo Matteucci en 1842. Les premières expérimentations sont réalisées en 1878 par John Burden Sanderson. En 1942, Emanuel Goldberger réalise le premier tracé à 12 vois que nous allons expliquer sous peu.

Fonctionnement.

Le signal électrique détecté est de l'ordre du mini volt. La précision temporelle nécessaire est inférieure à 0,5 ms (ordre de grandeur de la durée d'un pique de courant électrique.)

On élimine ensuite les signaux indésirables. Un premier filtre numérique élimine les signaux de haute fréquence secondaire à l’activité musculaire autre que cardiaque et aux interférences des appareils électriques. Un dernier filtre basse fréquence permet de diminuer les ondulations de la ligne de base secondaire à la respiration.

Le tracé numérique peut être ensuite stocké sur un support informatique.

 Les dérivations que l’on peut trouver 

L’ECG à 12 dérivations a été standardisé par une convention internationale étant dis qu’ils permettaient d’obtenir plus de précision sur l’activité électrique du c½ur.

On retrouve donc 6 dérivations frontales :

Avec D = dérivation et a = augmentation

-DI à Mesure entre bras droit et bras gauche

-D2 à Mesure entre bras droit et jambe gauche

-D3 à Mesure entre bras gauche et jambe gauche  

-aVR à Mesure sur le bras droit

-aVL à Mesure sur le bras gauche.

-aVF à Mesure sur la jambe gauche.

6 dérivations précordiales :

les signaux électriques dans le corps humain/

les signaux électriques dans le corps humain

Avant de parler des signaux électriques dans le c½ur et le cerveau, abordons cela d'une manière plus générale.

Introduction/rappel :

Par définition : Un signal électrique est une grandeur électrique dont la variation dans le temps est porteur d'une information. Il se propage d'une source jusqu'à un destinataire et servent à assurer la circulation sanguine ou animer les muscles. Ils sont plus particulièrement émis du cerveau et du c½ur.

Un peu plus en profondeur, La grandeur électrique (ou intensité d'un courant) peut-être directement la différence de potentiel électrique entre deux point soit un émetteur et un récepteur.

Origine des signaux électriques.

Le corps humain est composé de plusieurs récepteurs qui ont tous une fonction. Ils servent à transmettre les signaux électriques généralement vers les organes tel que le cerveau. Par exemple, si notre main est sous un robinet d’eau chaude, les récepteurs sensoriels du touché sont alertés et envoient un signal «ça brûle» vers le cerveau. Ce signal passe par la moelle épinière, elle sert d’intermédiaire des signaux électriques qui vont jusqu’au cerveau. Ce dernier étant divisé en 2 parties: la partie droite contrôle la partie gauche de ton corps et vice versa. Si c’est ta main gauche qui envoie le signal électrique alors la partie droite de ton cerveau va envoyer aux muscles de ton bras de retirer ta main de sous l’eau. Il y a donc un système complexe entre les différents organes de ton corps, tes récepteurs sensoriels, ect… En effet cette expérience peut aussi être réalisée avec les autres sens l’ouïe, l’odorat, la vue et le goût.

L’origine des signaux est donc soit les récepteurs, soit les organes.

Le cerveau transmet les commandes de mouvements vers les nerfs moteurs grâce à un phénomène appelé « L'influx nerveux ». Ce dernier sert aussi à transporter les informations venant des capteurs jusqu'au cerveau.



Il y a des signaux électriques qui sont continus dans notre corps tel que la respiration ou les battements du c½ur d’ailleurs ce dernier est un organe complexe quand il s’agit de signaux électriques.

Classe de signaux électriques.

On distingue généralement les signaux électriques par la nature de l'information qu'ils transmettent. Il y a ainsi 3 types de signaux.

-Un signal analogique : Un signal analogique est un signal qui varie de façon continue au cours du temps.Par exemple, la température d'un lieu au cours d'un mois est une grandeur analogique.

-Un signal logique : Un signal logique est un signal qui ne peut prendre que 2 valeurs, un niveau haut et un niveau bas.

- un signal numérique : Un signal numérique est un signal électrique comportant deux états
stable (haut et bas) et pouvant être modulé à différentes fréquences.

Problematique et plan (Modifiable)

Problématique : Comment les signaux électriques servent à réalise des mesures dans le corps humain.

Plan : Intro : l’importance des signaux électriques chez l’être vivant et son principe de fonctionnement. Expérience sur le courant électrique dans le système nerveux. Exemple du défibrillateur, Parcours du système nerveux, avis d’un expert sur la possibilité de vivre sans ces systèmes nerveux. Ouverture sur l’électrocardiogramme et l’électroencéphalogramme.

Partie 1 : les signaux électriques et le cerveau.

1/Introduction aux signaux électriques du cerveau : Les rôles des signaux électriques dans le cerveau, leur fonctionnement en précision (svt, physique), le parcours schématisé.

2/L’électroencéphalographie, son fonctionnement (en bref), les données fournies. (Exemples de diagnostiques).Par qui et pour qui ? Certaines maladies que l’on peut diagnostiquer  (Liste, plus exemple précis d’une des maladies accompagné de schémas). Intérêts d’utiliser l’appareil (avantage et inconvenant)

Partie 2 : Les signaux électriques et le c½ur.

1/Introduction aux signaux électriques du c½ur : Les rôles des signaux électriques dans le c½ur (Fonctionnement des cellules spécialisées), leur fonctionnement en précision (svt, physique), parcours schématisé.

2/L’électrocardiographie, son fonctionnement (en bref), les données fournies (Exemples de diagnostiques). Expérience. Par qui et pour qui ? Liste des maladies que l’on peut diagnostiquer (Liste plus exemple précis d’une des maladies accompagné de schémas) intérêts d’utiliser l’appareil (Avantage et inconvenant)

Résultats du sondage

Sondage (TPE) : Les mesures réalisables grace aux signaux électriques dans le corps humain.

1ème question : Quel est le rôle des signaux élextriques ?

50% pensent que cela sert à transmettre des informations, 15% ne savent pas, le reste ont eu des réponses intéressantes : Sentir la douleur, animer le corps, transmettre des ordres (hiérarchie du corps).

Il est important au niveau du corps de préciser toutes les fonctions des signaux électriques afin de montrer à quel point ils nous sont importants, exemple des défibrillateurs. Ils permettent en effet d'animer tous le corps, de ressentir les choses autour de nous.

2ème question : Pensez-vous que l'on puisse un jour, grâce aux progrès scientifiques ou autre, vivre sans ces signaux électriques ?

90% pensent que non, 10% pensent que oui.

Il faut savoir à quel point le système nerveux et le fonctionnement électrique du corps est compliqué. Montrer un schéma de son envergure ? Avec une représentation de hiérarchie du corps ? On ne sait jamais jusque ou vont aller les progrès scientifiques, mais de nos jours c'est impossible (ce renseigner auprès d'un expert)

3ème question : Selon-vous, d’où est générée l'électricité dans le corps ?

60% pensent du cerveau, 20% ne savent pas, le reste pensent des cellules/moelles épinières.

En réalité les signaux électriques passent à peut près partout dans le corps, il faut retracer le parcours de ces signaux depuis leur origine, à travers le corps jusque dans les organes.

4ère question : Les signaux électriques sont présents notamment dans deux organes du corps. Quels sont ces organes ?

Moins de 5% ont mis le c½ur et le cerveau, Aucun ont mis juste le c½ur, 15% juste le cerveau, le reste ont mis Moelle épinière, poumons, sexe, nerfs.

Beaucoup savent que le cerveau est au centre du réseau des signaux des signaux électriques, Peu le savent au niveau du c½ur également. Il est important dans l'introduction de préciser tout le parcours pris par les signaux électriques dans le corps humain.

5ème question : Quels sont les différents appareils médicaux utilisant les signaux électriques pour réaliser des mesures ?

50% pensent aux IRM, Radiographie, scanner etc.., 40% pensent aux électrocardiogramme et électroencéphalogramme. Le reste à des "réanimateurs"

Préciser que les appareils de types IRM, Radiographie etc n'utilisent pas les signaux électriques (d'après un sondage, nous avons vu que beaucoup pensent....) et préciser qu'il n'en existe véritablement que deux s'occupant ainsi des signaux électriques du c½ur et du cerveau : L'électrocardiogramme et électroencéphalogramme.

6ème question : Connaissez-vous certaines maladies détectables grâce aux signaux électriques ?

Différentes maladies ressorties : Maladies du c½ur, cancers, troubles cardiaques, maladies neurologique, tumeur, épilepsie, crises cardiaques, hypertension, avc.

Il est important dans le tpe pour les 2 appareils de donner des exemples concrets (avec des schéma et autre) de maladies détectables grâce aux signaux électriques du c½ur et du cerveau.

7ème question : Pour quelles personnes les mesures de ces signaux électriques sont elles intéressantes ?

Médecins, chercheurs, pompiers, urgences, chirurgiens, sportifs, malades, personnes paraplégiques.

Préciser pour quel patients ces mesures sont elle utiles (sportif de haut niveau, etc...) et les médecins chargés de s'en occuper --> quels diagnostiques peuvent ils en tirer ?




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