Chapitre 3 — Électrocardiogramme (ECG) · Topic 2 : Principe et dérivations de l’ECG · Leçon 2.2
La théorie d’Einthoven permet de quantifier le signal ECG sur les dérivations frontales à partir d’un modèle simple : le cœur est assimilé à un dipôle électrique unique dont l’origine est fixe. Ce modèle donne naissance au vectocardiogramme, une figure géométrique décrivant la rotation du vecteur dipôle au cours du cycle cardiaque — dont la boucle QRS permet de reconstituer l’aspect du complexe ventriculaire sur chaque dérivation et de calculer l’axe électrique du cœur.
🎯 Objectifs pédagogiques
- Énoncer les trois hypothèses d’Einthoven et préciser leur domaine de validité ;
- Définir le vectocardiogramme et ses trois boucles (auriculaire, QRS, repolarisation) ;
- Expliquer comment projeter la boucle QRS sur une dérivation pour reconstituer le tracé ECG ;
- Définir l’axe électrique du cœur (AQRS) et ses valeurs normales et pathologiques ;
- Déterminer l’axe électrique à partir de l’aire algébrique QRS sur les dérivations.
🧭 Plan de la leçon
- Les trois hypothèses de la théorie d’Einthoven
- Le vectocardiogramme et la boucle QRS
- Lire un tracé ECG par projection de la boucle QRS
- Axe électrique du cœur (AQRS) et ses déviations
1. Les trois hypothèses de la théorie d’Einthoven
La théorie d’Einthoven repose sur trois hypothèses :
- À chaque instant, le potentiel créé par l’ensemble des cellules cardiaques peut être assimilé à celui d’un dipôle électrique unique — cette approximation est valide quand on observe loin du cœur ;
- L’origine du vecteur moment dipolaire est fixe : elle coïncide avec le centre électrique du cœur, situé dans le ventricule gauche — la courbe décrite par l’extrémité du vecteur au cours du cycle cardiaque constitue le vectocardiogramme ;
- Les trois points R, L, F sont aux sommets d’un triangle équilatéral dont le centre de gravité est occupé par le centre électrique du cœur.
La théorie d’Einthoven est uniquement valable pour les dérivations frontales (R, L, F, à grande distance du cœur). Elle ne s’applique pas aux dérivations précordiales (V1-V6), trop proches du cœur : là, le modèle dipolaire n’est plus exact et l’on ne peut interpréter les amplitudes que qualitativement (voir Leçon 2.3).
2. Le vectocardiogramme et la boucle QRS
Si l’on représente, à chaque instant du cycle cardiaque, la position de l’extrémité du vecteur moment dipolaire M (origine fixe en O = centre électrique du cœur), on obtient une figure complexe appelée vectocardiogramme. Cette figure comprend :
- 1 boucle auriculaire (dépolarisation auriculaire, onde P) ;
- 1 boucle ventriculaire de dépolarisation (complexe QRS) ;
- 1 boucle ventriculaire de repolarisation (onde T).
On utilise principalement la boucle QRS pour analyser l’axe électrique et reconstituer le complexe ventriculaire sur chaque dérivation.
Pour lire le vectocardiogramme dans le plan frontal :
- Partir du centre O, suivre les flèches indiquant le sens de rotation du vecteur ;
- Les portions de boucle dans la partie positive d’une dérivation donnent des déflexions positives ; les portions dans la partie négative donnent des déflexions négatives ;
- Exemple sur D1 : si la boucle passe d’abord du côté négatif de D1 → onde Q, puis du côté positif → onde R.
3. Lire un tracé ECG par projection de la boucle QRS
L’amplitude du signal ECG sur une dérivation donnée est proportionnelle à la projection orthogonale du vecteur M sur l’axe de cette dérivation. Pour reconstituer le complexe QRS :
- On projette point par point la boucle QRS sur l’axe de la dérivation considérée ;
- La succession temporelle de ces projections donne la forme de l’onde QRS sur cette dérivation ;
- Il suffit d’au moins 2 dérivations frontales pour reconstituer le vectocardiogramme complet dans le plan frontal.
4. Axe électrique du cœur (AQRS) et ses déviations
L’axe électrique du cœur (AQRS) est la direction moyenne du vecteur moment dipolaire pendant la dépolarisation ventriculaire (complexe QRS). C’est un indicateur clinique majeur :
- Axe normal : entre 0° et +90° (entre D1 et aVF sur le triaxe de Bailey) ;
- Déviation axiale gauche (DAG) : vers −90° (ex. hypertrophie ventriculaire gauche, hémiblocage antérieur gauche) ;
- Déviation axiale droite (DAD) : vers +180° (ex. hypertrophie ventriculaire droite, hémiblocage postérieur gauche).
Trois règles à partir de l’aire algébrique du complexe QRS sur une dérivation :
- Aire algébrique QRS = 0 (complexe isoélectrique) sur une dérivation → l’axe est perpendiculaire à cette dérivation ;
- Aire algébrique QRS > 0 sur une dérivation → l’axe a une projection positive sur cette dérivation ;
- Plus l’aire est grande sur une dérivation → plus l’axe en est proche.
🧠 À retenir absolument
- Trois hypothèses d’Einthoven : dipôle unique, origine fixe (centre électrique = VG), triangle équilatéral R-L-F.
- Théorie valable uniquement pour les dérivations frontales (pas les précordiales, trop proches du cœur).
- Vectocardiogramme : figure décrite par l’extrémité du vecteur M au cours du cycle ; 3 boucles (auriculaire, QRS, repolarisation).
- Amplitude ECG = projection orthogonale de M sur l’axe de la dérivation.
- Au moins 2 dérivations frontales pour reconstituer le vectocardiogramme dans le plan frontal.
- AQRS normal : 0° à +90° ; déviation gauche vers −90° ; déviation droite vers +180°.
- Aire QRS nulle sur une dérivation → axe perpendiculaire à cette dérivation.
❓ Questions fréquentes
Pourquoi parle-t-on d’un « dipôle unique » pour le cœur entier ?
En réalité, le cœur est composé de millions de cellules qui se dépolarisent de façon coordonnée mais non simultanée. Cependant, quand on l’observe de loin (aux extrémités des membres), les contributions de toutes les cellules se somment vectoriellement et peuvent être approchées par un seul vecteur dipôle résultant. C’est la première hypothèse d’Einthoven : plus on s’éloigne du cœur, plus cette approximation est valide. À proximité immédiate (électrodes précordiales), le modèle du dipôle unique est insuffisant.
Quelle différence entre vectocardiogramme et ECG classique ?
L’ECG classique enregistre l’amplitude du signal en fonction du temps sur chaque dérivation (une courbe par dérivation). Le vectocardiogramme représente la position de l’extrémité du vecteur dipôle cardiaque en 2D dans un plan donné (frontal, horizontal ou sagittal), ce qui donne une boucle fermée. Le vectocardiogramme est plus synthétique mais moins utilisé en clinique quotidienne ; en revanche, il est très utile en biophysique pour comprendre la morphologie des complexes QRS sur chaque dérivation.
Comment reconstituer le QRS sur D1 à partir du vectocardiogramme ?
On projette orthogonalement chaque point de la boucle QRS sur l’axe de D1 (horizontal, à 0°). Les portions de boucle du côté positif de D1 génèrent une déflexion positive ; les portions du côté négatif génèrent une déflexion négative. En suivant l’ordre temporel des points de la boucle, on reconstitue la succession des ondes Q (déflexion négative initiale si présente), R (déflexion positive) et S (déflexion négative finale si présente).
Comment utiliser l’aire algébrique du QRS pour trouver l’axe électrique ?
On cherche la dérivation sur laquelle le complexe QRS est isoélectrique (autant d’amplitude positive que négative). L’axe électrique est alors perpendiculaire à cette dérivation dans le plan frontal. Par exemple, si aVF est isoélectrique, l’axe est perpendiculaire à aVF (+90°), donc à 0° (D1). Si de plus D1 est positif, on confirme que l’axe est à 0°. Cette méthode permet d’approcher l’AQRS à 30° près.
Qu’est-ce qu’une déviation axiale gauche et quand survient-elle ?
On parle de déviation axiale gauche (DAG) quand l’AQRS est compris entre −30° et −90° (axe orienté vers le haut et la gauche). Elle survient typiquement lors d’une hypertrophie ventriculaire gauche (HTA ancienne, rétrécissement aortique) ou d’un hémiblocage antérieur gauche (bloc fasciculaire). Repère pratique au concours : D1 positif + aVF négatif = DAG.
🚀 Pour aller plus loin
Contenu pédagogique original — Réussir SVT. L’équipe Réussir SVT.