Ci-dessus: Image © kolae, iStockphoto.com

Selon le gouvernement du Canada, les maladies du cœur touchent plus de 1,4 million de personnes au pays. Le nombre de victimes mortelles est de plus de 33 600 par année. Or, des études montrent qu’une fréquence cardiaque élevée peut représenter un risque de maladies cardiovasculaires.

Au fil du temps, plusieurs méthodes et dispositifs ont été développés pour mesurer la fréquence cardiaque et d’autres aspects de l’activité cardiaque. Cette évolution permet l’amélioration du diagnostic et de la prévention des maladies du cœur. Mais quels sont les principes et technologies derrière ces méthodes?

Le savais-tu? Ton cœur bat en moyenne entre 60 et 100 fois par minute, soit plus de 30 millions de fois par an. Le cœur d’une personne de 80 ans aura battu autour de 3 milliards de fois!

Prise de pouls et auscultation

Une des façons les plus simples de mesurer la fréquence cardiaque est la prise du pouls. Ainsi, on peut utiliser les doigts pour sentir la pulsation des artères. Cette pulsation est causée par les changements de pression dans les vaisseaux sanguins pendant le pompage du sang par le cœur.

Une méthode de calcul de fréquence cardiaque est de sentir les pulsations sur le bas du poignet, le côté du cou ou les tempes. En comptant le nombre de pulsations pendant 15 secondes et en multipliant par 4, on peut calculer la fréquence approximée dans une minute.

Une autre méthode simple est l’auscultation, qui peut être réalisée simplement en posant l’oreille sur la poitrine pour écouter les battements du cœur. L’invention du stéthoscope a amélioré cette technique en permettant de mieux capter les sons. Vous pouvez même créer votre propre stéthoscope!

Le savais-tu? Le docteur René-Théophile-Hyacinthe Laënnec a inventé le stéthoscope en 1816 à Paris.

Électrocardiographie et photopléthysmographie

Le tissu musculaire du cœur, qui s’appelle le myocarde, propulse le sang à travers des contractions. La contraction du myocarde est provoquée par la propagation d’une impulsion électrique le long des fibres musculaires cardiaques.

L’électrocardiographie (ECG ou EKG) a vu le jour au début du 20e siècle. Cette méthode utilise des électrodes pour détecter l’activité électrique du cœur. Elle permet aussi l’enregistrement en temps réel des battements cardiaques, ainsi que l’analyse des formes d’ondes produites. À partir des enregistrements, on peut produire d’autres mesures, comme la « variabilité de la fréquence cardiaque ». C’est la mesure de la variation de l’intervalle de temps entre deux pulsations.

Représentation graphique de l’activité électrique d’un coeur donnée par un électrocardiographe (ligne verte) et de la présence d’oxygène dans le sang donnée par un oxymètre de pouls (ligne bleue) (Wikimedia Commons)

Une dernière méthode s’apelle photopléthysmographie (PPG) ou « pléthysmographie de l’oxymètre de pouls ». Elle mesure « l’oxymétrie colorimétrique », ou la quantité d’oxygène dans le sang. L’hémoglobine, la protéine responsable du transport de l'oxygène dans le sang, absorbe les lumières rouge et infrarouge différemment, selon la présence d’oxygène.

Ainsi, on sait que l'oxyhémoglobine absorbe peu la lumière rouge mais qu'il absorbe bien les infrarouges. En revanche, le désoxyhémoglobine absorbe peu les infrarouges mais il absorbe bien la lumière rouge. L’appareil utilisée pour mesurer la saturation d’oxygène dans le sang s’appelle oxymètre de pouls (ou saturomètre). La fréquence de variation des intensités des courbes obtenues par la PPG donne le rythme cardiaque.

Exemple d’un oximètre de pouls, appareil utilisé pour mesurer la saturation d’oxygène dans le sang (UusiAjaja, Wikimedia Commons)

Ces différentes méthodes de mesurer l’activité cardiaque ont longtemps été utilisées presque exclusivement dans le milieu médical. Par la suite, le développement de nouvelles technologies et la miniaturisation des appareils ont permis la création d’instruments de mesure et d’enregistrement portables. As-tu déjà utilisé un tel appareil? À quelles fins l’as-tu utilisé?

En apprendre davantage!

Sur la fréquence cardiaque et la santé (étude scientifique):

La fréquence cardiaque au repos : Un indicateur pronostique modifiable du risque et des issues cardiovasculaires? (2008)
J.M. Arnold, D. H. Fitchett, J. G. Howlett, E. M. Lonn et J.-C. Tardif, The Canadian Journal of Cardiology 24

Sur le stéthoscope:

A Curious Inspiration for the First Stethoscope (2013)
H. Markel, PBS NewsHour Rundown (en anglais)

Rene Theophile Hyacinthe Laënnec (1781–1826): The Man Behind the Stethoscope (2006)
A. Roguin, Clinical Medical Research, 4 (en anglais)

Sur l’électrocardiographie et l’oxymètre de pouls (études scientifiques):

A Wearable Context-Aware ECG Monitoring System Integrated with Built-in Kinematic Sensors of the Smartphone (2015)
F. Miao, Y. Cheng, Y. He, Q. He et Y. Li, Sensors, 15 (en anglais)

La pléthysmographie de l’oxymètre de pouls: un ancien tracé plein d’avenir? - Principes et applications cliniques (2007)
M. Feissel, Réanimation 16
Lien vers le résumé. Une inscription ou un abonnement est nécessaire pour consulter le texte au complet.

Wearable Photoplethysmographic Sensors—Past and Present (2014)
T. Tamura, Y. Maeda, M. Sekine wr M. Yoshida, Electronics 3 (en anglais)

Marcelo Santos

 


Comments are closed.

Comment