2nde - la santé - Electrocardiogramme et électroencéphalogramme

TP N°19 - SIGNAUX PÉRIODIQUES EN MÉDECINE Pour établir son diagnostic, le médecin peut avoir recours à des examens
s'appuyant sur l'utilisation de phénomènes électriques.
L'électrocardiogramme, l'électroencéphalogramme en sont deux exemples.
L'examen échographique est un examen d'une autre nature. Nous allons les
passer en revue dans ce TP. Il est à relier avec ce que vous avez vu en
SVT !!
ANIMATIONS FLASH (swf files) :
? Vous pouvez ouvrir l'animation FLASH (swf) qui se trouve dans le dossier
« sciences physiques » de l'espace _travail de votre classe, TP 20 :
animation_electrocardiogramme.swf
? Puis pour en savoir plus sur le c?ur, l'animation c?ur_ii.swf (avec
Mozilla ou Internet Explorer). Lire et répondre aux questions des activités suivantes. La notation prend
en compte le respect des consignes. 1.- ACTIVITÉ 1 - L'ÉLECTROCARDIOGRAMME
Le tracé suivant est un électrocardiogramme obtenu par enregistrement des
signaux électriques émis par le muscle cardiaque (c?ur) d'un patient.
[pic] 1. Quelle est la grandeur physique sur l'axe des abscisses ? Même
question pour l'axe des ordonnées ? 2. Que signifient les valeurs affichées en haut de l'enregistrement ?
SOYEZ PRÉCIS. 3. Qu'est-ce qui permet d'affirmer que le signal est périodique ? Le c?ur
bat-il régulièrement ? 4. Déterminez la période T des battements cardiaques du patient en
expliquant la méthode employée.
Donnez le résultat en milliseconde ms ET en seconde s. 5. Définitions :
* La fréquence cardiaque est le nombre de pulsations par seconde ;
* le rythme cardiaque est le nombre de pulsations par minute. 5.1. Comment se nomme l'unité internationale de fréquence ?
5.2. Déterminez la fréquence cardiaque du patient.
5.3. Déterminez son rythme cardiaque.
5.4. Proposez une méthode expérimentale simple pour mesurer votre
rythme cardiaque ? Faire la mesure. 6. 6.1. Peut-on connaître la valeur maximale et la valeur minimale de la
tension électrique enregistrée sur l'électrocardiogramme ? Pourquoi ?
Expliquez.
6.2. Proposez une définition de l'amplitude « crête à crête » du signal
électrique.
6.3. Mesurez l'amplitude « crête à crête » sur l'électrocardiogramme en
expliquant la méthode employée.
Donnez le résultat en (V ET en millivolt.
2.- ACTIVITÉ 2 - L'ÉLECTROENCÉPHALOGRAMME
Le tracé suivant est un électroencéphalogramme montrant l'évolution des
signaux électriques émis par le cerveau d'un patient lors du début d'une
crise d'épilepsie. [pic] Sur l'encyclopédie en ligne WIKIPEDIA, on peut lire :
L'épilepsie est un symptôme neurologique causé par un dysfonctionnement
passager du cerveau ; certains disent qu'il « court-circuite ». Lors d'une
crise d'épilepsie, les neurones (cellules nerveuses cérébrales) produisent
soudainement une décharge électrique anormale dans certaines zones
cérébrales. ( http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89pilepsie )
1. Quelle est la (ou les) caractéristique(s) des signaux électriques qui
évolue lors du début d'une crise épileptique ?
2. Repérez sur l'électroencéphalogramme à quel moment débute précisément la
crise.
3.- ACTIVITÉ 3 - PRINCIPE SIMPLIFIÉ DE L'ÉCHOGRAPHIE
Dans le dossier « sciences physiques » de l'espace _travail de votre
classe, TP 20, ouvrir avec Mozilla ou IE, le fichier :
animation_echographie_simple. Balayez avec l'émetteur les différents objets proposés ou que vous pouvez
dessiner :
1. Á quoi correspondent les signaux détectés sur l'oscilloscope ?
2. Comment résumer le principe de l'échographie ultrasonore ? Que sont
les ondes ultrasonores ?
3. Qu'est-ce qui différencie finalement cette exploration du corps humain
des deux précédentes ?
TP 19 - CORRECTION ACTIVITÉ N°1 (notation)
ÉLECTROCARDIOGRAMME
[pic]
1. En abscisse : le TEMPS t (s ou ms) ; en ordonnée, l'amplitude qui est
ici une TENSION (en volt V) - on précise les grandeurs physiques, c-a-
d, ce que nous allons MESURER ! 2. Echelles des axes : ms/mm pour le temps et microvolt/mm pour la tension
en ordonnée. 3. Les signaux se répètent à peu près régulièrement ; on peut parler d'un
signal périodique, ou pseudo-périodique. 4. Mesure de la période T : la période fait environ 5 divisions où 1
division=5 mm soit 5x5=25 mm pour T. Or l'échelle vaut 40 ms/mm d'où T=25x40=1000 ms=1 s (un peu moins en
fait ; la période moyenne valant 4,9 divisions, soit environ 0.98 s) 5. 5.1. L'unité de fréquence est le hertz, symbole Hz. 5.2. F=1/T = 1/1 = 1 Hz (1 période par seconde ou 1 pulsation par
seconde) ( ou 1,02 Hz si 0.98s pour T) 5.3. Rythme cardiaque = 1x60 = 60 battements par minute (ou 61 bpm pour
1,02 Hz) ATTENTION : en SVT, les définitions sont inversées semble-t-il... En physique : la fréquence est bien le nombre de périodes par secondes
(définition internationale) 5.4. Protocole expérimental (mesure du POULS, ou avec capteur) - toute
proposition expérimentale argumentée, cohérente et accompagnée si
possible de mesures acceptée.
6. 6.1. Le zéro n'est pas précisé MAIS on peut le choisir arbitrairement
en prenant le fond stable comme zéro moyen. Mais comme cela fluctue,
on préfère choisir l'amplitude ou la tension crête à crête qui semble
plus régulière. Cela est affaire de CHOIX.... 2. l'amplitude ou la tension crête à crête : valeur en volt du bas
au haut du signal (voir figure ci-dessus) 3. Mesure : la Tcc fait environ 7 divisions de 5 mm soit 35 mm ; on
multiplie par l'échelle : Tcc = 35mm x 10 (V/mm = 350 (V ou 0,35 mV.
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Echelles des axes Tension crête à crête Période T Zéro moyen ?... choix