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Filtre ECG

Technique de suppression du « bruit » autour du « signal » produit par un électrocardiographe. Il y a des bruits de hautes fréquences, provoqués par l'activité musculaire extracardiaque et les interférences dues aux appareils électriques, et des bruits de basses fréquences provoqués par les mouvements du corps liés à la respiration, les changements physicochimiques induits par l’électrode posée sur la peau et les micro variations du flux sanguin.

Pour réduire ces bruits, il faut demander au sujet de respirer calmement et qu’il évite les mouvements ou de toucher du métal. Il faut bien préparer la peau (rasage des poils, lavage simple et frottement pour améliorer le flux capillaire pour les électrodes périphériques, pas d’alcool) avant de placer une électrode. Il faut aussi éviter les chevauchements des fils d’enregistrement (boucle). 

On peut recourir à plusieurs types de filtre en cas de parasites

Pour supprimer l’interférence du courant électrique (suppression des 50 ou 60 Hz selon les pays) 

Pour supprimer les bruits à très basse fréquence, on utilise un filtre classique passe-haut (« high-pass ») qui supprime en mode réel les bruits en dessous du seuil de 0,05 Hz. Un filtre passe-haut calibré à 0,5 Hz, en temps réel enregistre/engendre des distorsions du segment ST. Ce seuil peut simuler un infarctus ST+ antéro-septal ,   ou un ECG Brugada.   En revanche, en mode automatique (enregistrement analogique puis traitement digital du signal, mode habituel des ECG modernes) un filtre linéaire numérique est acceptable jusqu’au seuil de 0,67 Hz, car il supprime les déviations de la ligne de base).

Pour supprimer les bruits à haute fréquence, on utilise un filtre classique passe-bas (« low-pass ») qui supprime en mode réel les bruits au-dessus de 150 Hz. Un filtre passe-bas calibré à 75 Hz ou moins réduit légèrement l'amplitude des QRS et la capacité à détecter de petites déflexions (micro onde Q, complexes QRS fragmentés, onde J, onde epsilon). Il lisse davantage le tracé et fait disparaître de nombreux artefacts rapides.

La bande passante recommandée en routine se situe entre 0,05 Hz et 150 Hz chez l'adulte (250 Hz chez l’enfant).  Mais la majorité des appareils du marché proposent des filtres préréglés entre 0,5 et 40-50 Hz, car le tracé est plus stable, moins parasité et cela donne plus de satisfaction aux utilisateurs « de base » [Ricciardi]. C’est le compromis retenu généralement par les utilisateurs qui ne maitrisent pas les finesses de l’ECG… et acceptent le risque de faux positifs/négatifs, certes rares, qui peuvent être induits par des filtres inopportuns. Le mieux est de décider soi même d’activer les filtre passe bas ou/et passe haut, en fonction de la qualité du tracé avant impression.

NB. On peut regretter que l’emploi des filtres ne figure pas clairement sur le tracé, au côté du constructeur, du nom de la machine, du système d’interprétation et la date de sa mise à jour… Il faut exiger cela lors des réglages machine par l’ingénieur ou le commercial (et la formation qui va avec etc.). 


Références
 
[2] Garcia-Nebla J et alTechnical mistakes during the acquisition of the electrocardiogram. Ann Noninvasive Electrocardiol. 2009;14(4):389-403.
 
[3] Buendía-Fuentes F, et al. High-Bandpass Filters in Electrocardiography: Source of Error  in the Interpretation of the ST Segment. ISRN Cardiol. 2012;2012:706217.
 
The fundamental frequency for the QRS complex at the body surface is 10 Hz, and most of the diagnostic information is contained below 100 Hz in adults, although lowamplitude, high-frequency components as high as 500 Hz have been detected and studied. The QRS of infants often contains important components as high as 250 Hz. The fundamental frequency of T waves is approximately 1 to 2 Hz. Filtering of the ECG signal to within the band between 1 to 30 Hz produces a stable ECG that is generally free of artifact, but this bandwidth is unacceptable for diagnostic recording because it produces distortions of both high- and low-frequency components of the signal. The high-frequency components of the ECG signal define the most rapidly changing parts of the signal, including Q waves and notched components within the QRS complex. Because QRS amplitude measurement depends on accurate detection of the peakof an R wave, an inadequate high-frequency response results in systematic underestimation of signal amplitude and in smoothing of notches and Q waves. On the other hand, an inadequate low-frequency response can result in important distortions of repolarization. Accordingly, the transfer functions of the filtering algorithms of analog and digital electrocardiographs have a major effect on the resulting ECG.
 
Ricciardi D et al.  Impact of the high-frequency cutoff of bandpass filtering on ECG quality and clinical interpretation- A comparison between 40 Hz and 150 Hz cutoff...  Journal of Electrocardiology 49 (2016) 691 – 695
Results
 A 40 Hz high-frequency cutoff resulted in an increased rate of optimal quality ECGs compared to the 150 Hz cutoff (93.4% vs 54.6%; p < 0.001) and a lower rate of non-interpretable traces (0.25% vs 4.80%; p < 0.001). Analyzing the morphologic parameters, no significant differences between the filter settings were found, except for a higher incidence of the J-point elevation in the 40 Hz high-frequency cutoff (p = 0.007) and a higher incidence of left ventricular hypertrophy in the 150 Hz high-frequency cutoff (7.4% vs 5.4%, p < 0.001). The latter was noted only in ECGs with borderline QRS amplitudes (between 3.3 and 3.7 mV; p < 0.001).
 
Conclusion
Despite current recommendations, the large deviation from standard high-frequency cutoff in clinical practice does not seem to significantly affect ECG clinical interpretation and a 40 Hz high-frequency cutoff of the band-pass filtering may be acceptable in a low risk population, allowing for a better quality of tracings.
 
 
 
 
 
 
Dr Pierre Taboulet
Pierre Taboulet
Cardiologue
Urgentiste
Hôpital Saint-Louis (APHP)

 
Ce site est construit à partir du livre

ISBN : 978-2-224-03101-5

publié chez
Vigot-Maloine
(Ed. 2010)
 
 
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