Électrocardiogramme (ECG) : Principes, Normes et Hypertrophie

L'électrocardiogramme (ECG) est un enregistrement et une représentation graphique de l'activité électrique du cœur sur papier millimétré. Il fournit des informations sur la fonction et la structure du cœur. C'est un outil de diagnostic fondamental, bien qu'il soit souvent qualifié d'"art du diagnostic" en raison de son interprétation basée sur l'expérience et le raisonnement déductif.

Historiquement, la compréhension de l'activité électrique cardiaque a progressé significativement :

• 1842 : Découverte des potentiels électriques responsables de l'activité musculaire cardiaque.

• 1878 : Mise en évidence des phases QRS et T (électromètre capillaire).

• 1887 : Premier électrocardiogramme par Augustus D. Waller.

• 1895 : P, Q, R, S et T sont observées par Willem Einthoven, qui a ensuite développé le galvanomètre à cordes en 1901.

• 1942 : Premier tracé sur 12 voies par Emmanuel Goldberger.

L'ECG est une procédure facile à réaliser, peu coûteuse, d'une innocuité totale et constitue un marqueur indépendant d'affection myocardique, reflétant les atteintes anatomiques, électrophysiologiques, métaboliques et hémodynamiques.

Physiologie Cardiaque et Phénomènes Électriques

Différence de potentiel et potentiel d'action

L'activité électrique cardiaque est basée sur la différence de potentiel électrique (ddp) entre les secteurs extra et intracellulaires, appelée potentiel transmembranaire (environ -70 à -90mV). Ce potentiel dépend essentiellement des ions Na+, K+, Ca++.

L'excitation de la membrane cellulaire déclenche un potentiel d'action, une perturbation de la distribution des charges ioniques via un enchaînement de dépolarisation et de repolarisation. Sur le tracé, le potentiel d'action se décompose en 5 phases (0 à 4).

Phases du potentiel d'action

• Phase 0 (Dépolarisation rapide):

  • Cellules myocardiques auriculaires et ventriculaires, et cellules du tissu conducteur rapide ventriculaire : Phase 0 très pentue due à un rapide accroissement de la perméabilité membranaire au Na+.

  • Cellules du nœud SA et du nœud AV : Pente de la phase 0 faible car le courant sodique entrant rapide n'existe pas. L'entrée est passive et plus lente des ions Ca++.

• Phase 1 (Repolarisation courte):

  Courte période de repolarisation après inactivation du courant entrant rapide de Na+. Résulte de l'activation de courants transitoires entrants de chlorure ou sortants de potassium.

• Phase 2 (Plateau):

  Repolarisation lente pouvant durer plusieurs centaines de millisecondes, ralentie par la composante lente du courant calcique entrant.

• Phase 3 (Repolarisation rapide):

  Activation de courants potassiques sortants combinés à l'inactivation des courants calciques entrants.

• Phase 4 (Repolarisation diastolique spontanée):

  Dépolarisation spontanée diastolique lente pour les cellules ayant la propriété d'automatisme (ex: nœud sinusal). Le potentiel transmembranaire de repos varie jusqu'à atteindre un potentiel seuil à partir duquel un potentiel d'action spontané est généré.

Propriétés des ondes électriques

L'activité électrique du cœur peut être décomposée en plusieurs vecteurs. La somme de tous les vecteurs instantanés forme le vecteur résultant instantané. L'amplitude et l'orientation de ce vecteur dépendent de la localisation et de l'importance (masse cellulaire) des zones successivement activées dans le myocarde.

• Une électrode qui voit la dépolarisation s'approcher enregistre une onde positive.

• Une électrode qui voit la dépolarisation fuir enregistre une onde négative.

• Une électrode qui voit le front de dépolarisation "passer" enregistre une onde diphasique.

Système de conduction cardiaque

Le cœur possède un système de conduction interne qui assure la propagation coordonnée de l'impulsion électrique.

1. Nœud sinusal (NS ou nœud de Keith et Flack) : Site initial de l'impulsion électrique. Il initie une onde de repolarisation qui s'étend vers l'extérieur (onde circulaire), entraînant la contraction atriale. Il possède la propriété d'automaticité. La dépolarisation du myocarde auriculaire est enregistrée comme l'onde P.

2. Valves auriculo-ventriculaires : Empêchent un flux rétrograde de sang et isolent électriquement les ventricules des oreillettes.

3. Nœud atrio-ventriculaire (NAV ou nœud d'Aschoff-Tawara) : C'est la seule voie de conduction entre les oreillettes et les ventricules. Il provoque un ralentissement de la dépolarisation (conduction par ions calcium lents), induisant une brève pause (0,12 à 0,20 secondes). Cette pause permet une diastole complète des ventricules et est visible sur l'ECG comme l'espace PR.

4. Faisceau de His et ses branches : Faisceaux de fibres de Purkinje avec une conduction rapide (ions Na+ rapides).

   • La dépolarisation naît dans le faisceau de His.

   • Elle diffuse rapidement via le faisceau de His, ses branches et subdivisions.

   • Elle est ensuite rapidement distribuée aux myocytes ventriculaires via les filaments terminaux des fibres de Purkinje, conduisant à la dépolarisation ventriculaire, enregistrée comme le complexe QRS.

Vitesses de conduction

• À travers les oreillettes : 1 m/s.

• À la jonction oreillette-NAV : 5 cm/s.

• Dans le nœud AV : 2 cm/s.

• Dans le faisceau de His : 1,5 m/s ou davantage.

• Dans les fibres de Purkinje : 4 m/s.

La conduction rapide de la dépolarisation dans le système de conduction (faisceau de His, fibres de Purkinje) n'est pas enregistrée sur l'ECG en raison de sa faible amplitude.

Enregistrement ECG

Conditions d'enregistrement

Pour un enregistrement optimal, le sujet doit être allongé au repos, détendu et sans tremblements. Les électrodes utilisées sont autocollantes ou imbibées d'une substance améliorant la conduction (alcool, gel).

L'appareil d'ECG utilise des filtres pour obtenir un tracé de qualité, convertit le signal analogique en valeur numérique, puis restitue l'ECG via un logiciel ou sur papier.

Dérivations et positionnement

L'ECG enregistre l'activité électrique du cœur en fonction du temps à l'aide d'électrodes cutanées. Une dérivation est une ligne de tension entre deux électrodes, enregistrant une différence de potentiel.

Un tracé de base comprend 12 dérivations :

• 6 dérivations frontales (membres)

• 6 dérivations précordiales (thoraciques)

Des dérivations complémentaires peuvent être ajoutées :

• Postérieures : V7, V8, V9.

• Droites : V3R, V4R.

Positions des dérivations précordiales standards

1. V1 : 4ème espace intercostal (EIC), bord droit du sternum.

2. V2 : 4ème EIC, bord gauche du sternum.

3. V3 : À mi-distance entre V2 et V4.

4. V4 : Intersection de la ligne horizontale passant par le 5ème EIC gauche avec la ligne médio-claviculaire.

5. V5 : Intersection de la ligne horizontale passant par le 5ème EIC gauche avec la ligne axillaire antérieure.

6. V6 : Intersection de la ligne horizontale passant par le 5ème EIC gauche avec la ligne axillaire moyenne.

Positions des dérivations complémentaires

• V3R, V4R (droites) : Symétriques à V3 et V4 sur l'hémithorax droit.

• V7, V8, V9 (basales) : Au même niveau horizontal que V4, V5, V6.

  • V7 : Sur la ligne axillaire postérieure.

  • V8 : Au croisement de la verticale passant par la pointe de l'omoplate.

  • V9 : Le long du bord gauche du rachis.

Analyse ECG : Méthode Systématique et Chronologique

Étapes d'analyse

L'analyse d'un ECG doit être méthodique et systématique, suivant une analyse chronologique des événements électriques.

1. Rythme et fréquence cardiaque

2. Dépolarisation auriculaire (onde P)

3. Conduction auriculo-ventriculaire (espace PR)

4. Dépolarisation ventriculaire (complexe QRS)

5. Repolarisation ventriculaire (segment ST - onde T - onde U)

6. Synthèse

1. Rythme et Fréquence Cardiaque

• Rythme : Évalué en D2, doit être sinusal (originaire du nœud sinusal).

• Fréquence Cardiaque (FC) : Calculée de deux manières :

2. Dépolarisation Auriculaire : Onde P

• Durée normale : .

• Amplitude normale : .

• Onde P sinusale :

  • Maximale en V1, D2, D3 et aVF.

  • Toujours positive en D1 et D2.

  • Négative en aVR.

3. Conduction Auriculo-Ventriculaire : Espace PR

• Durée PR : 0,12 à 0,20 s (du début de P au début de QRS).

• Peut diminuer en cas de tachycardie.

4. Dépolarisation Ventriculaire : Complexe QRS

a) Nomenclature du complexe QRS

• R : Première déflexion positive.

• Q : Onde négative précédant R.

gauche et en arrière, en haut et en bas selon la position du cœur.

• Se dirige vers V5 et V6, donnant une onde R.

• Fuit V1, V2, VR, donnant une onde S.

• 3. Vecteur basal :

  • De faible amplitude.

  • Se dirige à droite, en haut et en arrière.

  • Donne une onde s en V5, V6, D1.

  • Donne une onde r' en VR.

c) Axe du QRS dans le plan frontal

L'axe électrique moyen du QRS se situe normalement entre et .

d) Amplitude du complexe QRS

• Dérivations frontales :

  • Amplitude très variable.

  • Si l'amplitude des QRS est dans l'ensemble des dérivations, on parle de microvoltage.

• Dérivations précordiales :

  • Indice de Sokolow-Lyon (pour l'hypertrophie ventriculaire gauche) : .

  • Rapport R/S en V1 et R/S en V6.

e) Durée du complexe QRS

• Normale : Inférieure à 0,12 s ( en moyenne).

• : Bloc de branche complet.

• : Bloc de branche incomplet.

f) Délai d'apparition de la déflexion intrinsécoïde (DI)

• Mesuré du début du QRS au sommet de l'onde R.

• En V1 (ventricule droit) : .

• En V6 (ventricule gauche) : .

g) Point J

Point de raccordement entre la fin du QRS et le début du segment ST, sur la ligne isoélectrique.

5. Repolarisation Ventriculaire : Segment ST – Onde T – Onde U

a) Segment ST

• Sépare le QRS de l'onde T.

• Son origine est le point J.

• Doit être iscélectrique.

• Des sus-décalages de ST et du point J peuvent être présents, atteignant 2 à 3 mm dans les précordiales moyennes (V2-V5).

b) Onde T

• Faible amplitude.

• Asymétrique (pente ascendante < descendante).

• De même sens que le QRS.

• Positive en D1, D2, D3, aVF et de V2 à V7.

• Souvent diphasique ou négative en D3 et V1.

c) Onde U

• Inconstante.

• Suit l'onde T, de même sens, d'amplitude moindre.

• Sa signification est discutée (parfois associée à des troubles électrolytiques).

d) Intervalle QT

• Mesuré du début du QRS à la fin de l'onde T.

• Sa durée est fonction de la fréquence cardiaque (FC).

• Si FC = 60/min, QT = 0,4 s.

• Des réglettes spéciales permettent de déterminer la durée théorique du QT.

• Rapport maximal toléré : .

• En général, QT .

ECG Normal chez l'Enfant

Chez l'enfant, l'ECG présente des spécificités en raison du développement cardiaque :

• FC plus élevée (120-140/min la première année).

• Accidents électriques plus brefs :

  • P .

  • PR = 0,10-0,18 s.

  • QRS .

• À la naissance : Prépondérance électrique du ventricule droit (VD).

  • Axe du QRS dévié à droite.

), particulièrement en DII et V1.

Hypertrophie Ventriculaire Gauche (HVG)

• Index de Sokolow-Lyon : .

• Index de Cornell : (chez l'homme) ou (chez la femme).

• Il existe deux types de surcharge ventriculaire gauche :

  • Surcharge systolique : Inversion des ondes T, asymétrique, en territoire latéral.

  • Surcharge diastolique : Ondes T positives en territoire latéral.

Hypertrophie Ventriculaire Droite (HVD)

• En V1, V2 et V3 :

  • Amplitude QRS anormale.

  • Rapport R/S .

  • Anomalies de repolarisation (infradécalage du segment ST, ondes T négatives).

Points Clés à Retenir

• L'ECG est une représentation graphique de l'activité électrique du cœur, essentielle pour le diagnostic cardiologique.

• L'activité électrique repose sur la dépolarisation et la repolarisation des cellules cardiaques, modulées par les mouvements d'ions.

• Le système de conduction génère et propage l'impulsion électrique dans un ordre précis, se traduisant par les ondes P, QRS et T.

• Une méthodologie stricte est nécessaire pour l'enregistrement et l'interprétation de l'ECG.

• L'analyse porte sur le rythme, la fréquence, la morphologie et la durée des ondes P, PR, QRS, ST, T, et l'intervalle QT.

• Des critères spécifiques existent pour diagnostiquer les hypertrophies auriculaires et ventriculaires sur l'ECG.

• L'ECG chez l'enfant présente des particularités liées à la maturation cardiaque.