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| 1 | 2 L’électrocardiographie est l’outil de diagnostic utilisé pour évaluer l

| 1 | 2 L’électrocardiographie est l’outil de diagnostic utilisé pour évaluer la probabilité d’anomalies cardiaques. C’est une représentation graphique temporelle des différences de potentiels prélevées entre plusieurs électrodes cutanées, ce qui permet d’avoir une connaissance sur les phénomènes électriques qui conduisent à la contraction musculaire cardiaque. L’idée de l’utilisation des microcontrôleurs est née de la nécessité de disposer pour certaines applications d’une commande avec des performances assez élevées. De plus, les microcontrôleurs possèdent un indéniable avantage sur la logique câblée. En effet pour modifier le fonctionnement d’une application, il suffit de modifier le programme sans refaire de câblage. Les microcontrôleurs possèdent également la puissance d’un microprocesseur mais ils ont un atout en plus, du fait qu’ils possèdent des périphériques intégrés dans le même boitier. Les microcontrôleurs sont actuellement les plus utilisés dans les montages nécessitant les commandes des appareils et des équipements industriels. Notre travail consiste à réaliser deux cartes. La première a pour but de détecter les impulsions cardiaques et la deuxième permet de compter et d’afficher en temps réel le nombre de ces impulsions par minute appelées aussi le pouls cardiaque. Notre manuscrit est organisé comme suit : Après une introduction générale, nous avons abordé le premier chapitre, dans lequel nous avons exposé les notions fondamentales utiles pour comprendre l’origine du signal électrocardiogramme, ainsi que sa détection. On s’est intéressé dans le deuxième chapitre à la présentation et la description du microcontrôleur PIC16F877A qui est un élément essentiel pour notre application. Le troisième chapitre a fait l’objet de la partie expérimentale de notre projet. En effet, nous avons décrit toutes les étapes de notre réalisation ainsi que les outils utilisés aussi bien hardware que software. Nous avons achevé ce manuscrit par une conclusion générale R E S U M E | 3 En préambule à ce rapport, il nous est agréable de nous acquitter d'une dette de reconnaissance auprès de toutes les personnes dont l'intervention au cours de ce projet a favorise son aboutissement. Avant tout, on remercie DIEU le Tout-puissant de nous avoir donné le courage, la volonté, la patience et la santé durant toutes ces années d'études et que grâce à Lui ce travail a pu être réalisé. Nous avons l’honneur en marge de ce travail d’exprimer nos profondes gratitudes ainsi que toute nos reconnaissances à notre Professeur M. LAMHAMEDI pour l’intérêt avec lequel il a suivi la progression de notre travail, ses conseils judicieux, et pour tous les moyens qu’il a mis à notre disposition... Enfin, que toute personne ayant contribuée de près ou de loin à la préparation de ce travail, trouve ici l’expression de notre profonde gratitude R E M E R C I E M E N T | 4 SOMMAIRE Résumé Remerciement Sommaire Introduction générale Chapitre1: Présentation du Cahier de charge 1. L’idée origine du projet: 2. Cahier de charge : 3. Diagramme de Gannat : Chapitre2: Partie Hardware 1. Microcontrôleur:: 2. IR Pulse Capteur: 3. Générateur d’impulsion NE555 Chapitre 3: Partie Software 1. Programmation: 2. Simulation par ISIS Conclusion Listes des figures 2 3 4 5 6 8 9 11 16 17 20 24 26 27 | 5 Le cœur se contracte environ 72 fois par minute au repos, plus rapidement lors de l’effort ou d’émotion. Cette fonction est commandée par un stimulateur naturel appelé « noeud sinusal », qui se trouve dans l’oreillette droite du coeur et qui produit une impulsion électrique grâce aux phénomènes de polarisation et dépolarisation des cellules myocardiques. Cette impulsion est d’abord transmis aux oreillettes et atteint les ventricules par une structure intermédiaire située entre les oreillettes et les ventricules appelée noeud atrio-ventriculaire. Ce système de propagation de l’impulsion électrique produit par le noeud sinusal de contraction d’abord aux oreillettes puis après un bref décalage aux ventricules. Une étude détaillée de la propagation de l’onde électrique sinusale permet la construction des différentes ondes constituants le signal ECG, qui n’est autre que le potentiel électrique recueilli à la surface de la peau et produit par les variations de la distribution des charges électriques dans le territoire atrio-ventriculaire. C’est à partir de ces ondes de ce signal que peuvent se révéler les troubles de fonctionnement passagers ou permanents. Le stimulateur naturel (noeud sinusal) peut par exemple s’arrêter et ne reprendre son activité qu’après quelques secondes ; ou encore la conduction électrique peut être temporairement interrompue entre les oreillettes et les ventricules. Cela entrainera un arrêt de contraction du coeur pendant quelques secondes. Les troubles de la génération ou de conduction de l’impulsion électrique, à côté des diverses pathologies cardiaques, sont caractérisés par un ralentissement ou un arrêt passager des battements cardiaques. Ces troubles sont regroupés sous le terme bradycardie. Le stimulateur cardiaque, communément appelé Pacemaker permet de pallier à ces troubles du système de conduction en produisant une impulsion électrique en cas de besoin. Après une étude approfondie sur les techniques de stimulations cardiaques, nous présenterons un prototype de ce genre de dispositif médical dont les détails seront donnés au fur et à mesure. Le traitement du signal électrocardiogramme (ECG) est d’une nécessité primordiale dans plusieurs disciplines de la médecine. En réalité, l’examen ECG est un outil non invasif effectué par le médecin en vue d’explorer le fonctionnement du coeur par l’emploi des électrodes externes mises en contact de la peau. Il s'agit d'un signal qui reflète l’activité électrique du coeur. Cette activité qui se manifeste par un pouls cardiaque (nombre de battements du coeur par minute) est souvent un des facteurs importants pour le diagnostic de certaines anomalies du coeur. | 6 1. L’idée origine du projet : Les stimulateurs cardiaques avaient simplement le rôle de délivrer une impulsion électrique fixe à une fréquence prédéterminée, quelle que soit l’activité spontanée du cœur. Ces stimulateurs cardiaques, appelées asynchrone ou à taux fixe, peuvent parfois provoquer des arythmies ou fibrillation ventriculaire. En ajoutant un amplificateur de détection au stimulateur asynchrone afin de détecter l'activité cardiaque intrinsèque et éviter ainsi cette compétition, on obtient un stimulateur à la demande, qui fournit impulsions de stimulation cardiaque électrique seulement en l'absence de la stimulation naturel ou en cas de la défaillance du système de conduction. L'autre avantage du stimulateur cardiaque à la demande par rapport aux pacemakers asynchrones, c'est que maintenant la vie de la batterie du système est prolongée, car il est activé uniquement lorsque les impulsions de stimulation sont nécessaires. Berkovits introduit le concept de la demande en Juin 1964, qui est à la base de tous les stimulateurs modernes. La figure III.6 nous montre un schéma bloc approprié d'un pacemaker à la demande. Figure1 : Schéma synoptique du pacemaker à la demande Chapitre1: Présentation du Cahier de charge | 7 Les pacemakers sont constitués d’un boîtier de stimulation, d’un connecteur réalisant la liaison entre le boîtier et le conducteur, du conducteur lui-même et enfin des électrodes qui constituent la partie terminale du conducteur et qui se trouve directement au contact du myocarde. Figure 2 : Les différentes parties d’un Pacemaker Le stimulateur est programmé grâce à un programmeur externe, de façon non invasive. La tête de programmation est placée en regard du stimulateur directement au contact de la peau, et échange les informations avec le boîtier de stimulation.  Un stimulateur comporte donc au moins trois parts :  un générateur d'impulsion électrique,  une source d'énergie (batterie)  un système d'électrode (fil) Donc la partie électronique du pacemaker surveille les impulsions électriques du coeur. Lorsqu'un battement cardiaque fait défaut, elle commande l'envoi d'une impulsion électrique fournie par la pile, puis transmise par la sonde au muscle cardiaque où l'impulsion déclenchera un battement du coeur. Le stimulateur ne fonctionne que lorsque le rythme cardiaque du coeur est inférieur à une fréquence précise (en bradycardie par exemple). -Le boîtier de stimulation est à l’origine de la production des stimuli électriques -Le connecteur assure un contact parfait entre le boîtier de stimulation et le conducteur -Le conducteur porte les stimuli jusqu’à l’électrode terminale -L’électrode est fixée au myocarde de façon passive ou active et assure la naissance de la dépolarisation cardiaque. | 8 Un système de détection de l’activité électrique du coeur, permet donc au pacemaker de ne fonctionner qu’en cas de problème. La plupart des stimulateurs cardiaques peuvent être réglés en mettant un appareil de programmation spécial sur la peau au-dessus du stimulateur. Figure3 : Schéma fonctionnel de base d’un pacemaker 2. Cahier de charge : Le schéma bloc du prototype réalisé : Figure 4 Le schéma bloc du prototype réalisé L’idée de l’utilisation des microcontrôleurs est née de la nécessité de disposer pour certaines applications d’une commande avec des performances assez élevées. De plus, les microcontrôleurs possèdent un indéniable avantage sur la logique câblée. En effet pour modifier le fonctionnement d’une application, il suffit de modifier le programme sans refaire de câblage. Les microcontrôleurs possèdent également la puissance d’un microprocesseur mais ils ont un atout en plus, du fait qu’ils possèdent des périphériques intégrés dans le même boitier. | 9 Les microcontrôleurs sont actuellement les plus utilisés dans les montages nécessitant les commandes des appareils et des uploads/Management/ projet-pacemaker-a-base-de-microcontrole 1 .pdf