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Activité La physique du diagnostic médical

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Activité (Chapitre 8 : Imagerie médicale)
Thème : La santé
LA PHYSIQUE DU DIAGNOSTIC MÉDICAL
Objectifs: - Identifier le caractère périodique d’un signal sur une durée donnée.
- Déterminer les caractéristiques d’un signal périodique.
- Connaître et utiliser les définitions de la période et de la fréquence d’un phénomène
périodique.
I- ÉLECTROCARDIOGRAMME
L'électrocardiogramme (ECG) est un examen fondamental en cardiologie. Il permet en effet de
diagnostiquer des troubles du rythme cardiaque, des infarctus, etc. 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 à
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.
Extrait d’un ECG réalisé au cours d’un
test à effort.
Partie 1 : Électrocardiogramme et fréquence cardiaque
1. Entre Q et S, on observe des « pics ». Expliquer comment varie la tension au cours d'un « pic ».
2. Un électrocardiogramme est une succession de motifs qui se répètent. Un motif élémentaire est la
partie du tracé la plus courte possible qui se répète identique à elle-même au cours du temps. Repérer,
sur l’électrocardiogramme, deux motifs élémentaires.
3. La période T est la durée entre deux pulsations consécutives ressenties lors de la prise du pouls. Elle
correspond à la durée d'un motif élémentaire. Quelle est sa valeur sur l'ECG1 ?
Pour estimer le rythme cardiaque, on doit déterminer le nombre de périodes qui peuvent s'inscrire
pendant une durée d'une minute. La « fréquence cardiaque » ainsi obtenue s'exprime en pulsations par
minute.
4. Calculer la « fréquence cardiaque » du patient au cours de l'ECG1.
5. Lequel des deux ECG a été réalisé avec un patient au repos ? Lequel correspond à un patient faisant un
effort ?
Partie 2 : Électrocardiogrammes et diagnostic médical
La bradycardie et la tachycardie sont deux types de pathologies cardiaques.
La bradycardie est un ralentissement des battements du cœur à un rythme inférieur à 50 contractions par
minute alors que la tachycardie est une accélération du rythme cardiaque au delà de 100 contractions par
minute.
échelle horizontale : 1 division ↔ 0,20 s.
1 division est représenté par
sur la figure
ECG 2
ECG 1
ECG 3
6. En justifiant votre diagnostic, associer chacun des enregistrements ci-dessus au patient
correspondant :
→ patient n’ayant pas de problèmes cardiaques,
→ patient souffrant de tachycardie,
→ patient souffrant de bradycardie.
II- PHONOCARDIOGRAMME
L’écoute des sons internes au corps humain est une des composantes du diagnostic médical.
Elle peut se faire à l’aide d’un stéthoscope (du grec stêthos (στῆθος), "poitrine", et scope du grec ancien
"skopein" (σκοπεϊν), « observer ») qui est un instrument médical acoustique utilisé pour l'auscultation.
Un examen plus approfondi de ces sons est réalisé lors d’un phonocardiogramme qui est obtenu en
transformant le signal sonore du cœur en signal électrique. Cette transformation est assurée par un
microphone. Les variations du signal électrique au cours du temps s’affichent sur l’écran d’un ordinateur à
l’aide d’une carte d’acquisition et d’un logiciel adapté.
Analyse d’un phonocardiogramme
Deux bruits appelés B1 et B2, le « Tap-poum », apparaissent périodiquement sur le phonocardiogramme :
→ Le bruit B1 correspond à la fermeture des valves mitrale et tricuspide. Ce bruit dure de 0,10s à
0,12s.
→ Le bruit B2 correspond à la fermeture des valves aortique et pulmonaire. Ce bruit a une durée
généralement inférieure à 0,03s.
7. Identifier sur le phonocardiogramme le signal correspondant à chaque bruit B1 et B2 ainsi que la
période du signal.
8. Déterminer la durée du bruit B1. Utiliser une règle pour déterminer l’échelle de temps. Comparer avec
le domaine de valeurs attendu.
9. Déterminer la fréquence cardiaque du patient dont on a enregistré ce phonocardiogramme.
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