CHAPITRE II

MÉTHODE GRAPHIQUE

Appareils enregistreurs. — Un grand nombre de pliénomènes que l'on étudie en physiologie, notamment les pliénomènes de la circulation, de la respiration, de la contraction musculaire, etc., sont des pliénomènes de mouvement. Or, un mouvement peut toujours être représenté géométriquemenl par une courbe inscrite dans une surface rectangulaire. La base du rectangle ou ligne des abscisses est divisée en parties égales correspondant aux divisions du temps, les secondes, par exemple. La courbe du mouvement se développe de gauche à droite à une certaine distance de l'abscisse horizontale. Les différents points de cette courbe représentent l'intensité du mouvement aux différents instants du temps. A chaque instant, l'intensité du mouvement est donnée par la distance verticale on ordonnée qui sépare la ligne du temps ou des abscisses de la courbe du mouvement.

Or il est facile, dans la plupart des cas, d'obliger le corps en mouvement, à tracer lui-même sur une surface appropriée, la courbe de son mouvement. Il faut pour cela, transmettre le mouvement à une plume ou à un pinceau, mobile suivant une direction rectiligne, située dans un plan parallèle à celui de la surface sur laquelle le pinceau doit écrire. Si la surface réceptrice était immobile, les graphiques se superposeraient et laisseraient une trace rectiligne suivant une ordonnée. Mais si la surface se déplace, par exemple d'un centimètre par seconde, le mouvement du pinceau donne, non plus une ligne verticale, mais une ligne courbe qui s'éloigne de l'abscisse chaque fois que le mouvement augmente d'intensité, qui s'en rappro-

chera dans le cas contraire. Les différentes inflexions de la courbe fournissent une représentation fidèle et durable des phases délicates et fugitives par lesquelles le mouvement a passé.

Les appareils enregistreurs sont d'un usage courant dans la plupart des expériences de vivisection. Ils sont indispensables chaque fois qu'il s'agit d'étudier la concordance entre plusieurs phénomènes qui se passent simultanément dans différents organes. Chacun de Qes organes transmet" ses mouvements à un levier inscripteur muni d'une plume ; les différentes plumes sont placées en regard les unes des autres et inscrivent leur graphique sur la même surface réceptrice.

Lorsqu'on a soin, dans l'enregistrement des phénomènes, de ne rien omettre d'essentiel, d'inscrire une courbe du temps, de marquer les moments oti l'on excite un nerf, ou ceux où l'on modifie les conditions de l'expérience, les graphiques obtenus représentent un véritable procès-verbal de chaque expérience et en relatent les différentes péripéties bien plus fidèlement que ne le ferait une longue description.

Nous donnerons quelques indications générales sur l'emploi des appareils enregistreurs. Nous aurons à examiner successivement la surface servant à recueillir le graphique, la transmission du mouvement à la plume écrivante et le contrôle de la vitesse avec laquelle se meut la surface réceptrice.

La surface réceptrice destinée à enregistrer le graphique est plane et rectangulaire, dans quelques instruments destinés à des usages spéciaux et limités (sphygmographe direct de Marey pour l'inscription du pouls, myographes pour la contraction musculaire). Mais dans les appareils enregistreurs employés couramment, la feuille de papier sur laquelle s'inscrivent les courbes est enroulée à la surface d'un cylindre en métal animé d'un mouvement de rotation régulier (cylindre de Marey, cylindre de Ludwig) ou est tendue entre deux cylindres (grand appareil enregistreur de Hering).

La figure 26 nous montre le cylindre de Marey, que tous les physiologistes français emploient. Le cylindre tourne, d'un mouvement uniforme, autour d'un axe mû par un mécanisme d'horlogerie (à ressort) contenu dans la caisse placée à gauche.

MÉTHODE GRAPHIQUE

Le régulateur à ailettes qui surmonte la caisse assure l'uniformité du mouvement de rotation. L'appareil est muni de trois axes présentant chacun une vitesse différente (un tour ou 40 centimètres de papier en une demi-seconde, en 7 secondes ou en

Fig. 2G. — Cylindre enregistreur de Marey.

une minute). Suivant qu'on veut enregistrer des mouvements lents ou rapides, on choisit l'une ou l'autre de ces vitesses. On recouvre le papier d'une mince couche de noir de fumée, en promenant sous lui la flamme d'une lampe à l'essence de térébenthine.

Pour les expériences de longue durée, nous employons le grand appareil enregistreur de Hering, dans lequel une bande de papier enfumé, de plusieurs mètres de long, est tendue sur un châssis entre deux cylindres tournants. La figure 27 représente un appareil analogue.

Le style chargé d'inscrire la courbe gratte le noir presque sans frottement, et laisse un trait blanc sur fond noir. Ce style est ordinairement un levier léger (en jonc, en métal, en verre) terminé par une pointe effilée (taillée dans un copeau de baleine ou de plume d'oie).

Un autre procédé d'enregistrement consiste à faire écrire la plume chargée d'encre sur du papier blanc, non enfumé. On évite ainsi les manipulations du noircissage du papier et de la fixation ultérieure du graphique. Mais ce procédé présente des

MÉTHODES GENEKALES USITEES EN PHYSIOLOGIE.

inconvénients. Le frottement entre la plume mouillée et le papier est toujours plus considérable que pour l'inscription sur papier enfumé. En outre, l'encre des plumes ou des pipettes

Fis. 27

. — Enregistreur à poids, de Marey, construit par Verdin.

faisant office de plumes doit être renouvelée de temps en temps, ce qui exige une surveillance gênante. C'est ce qui nous a engagé à ne faire usage que d'appareils enregistreurs à papier enfumé.

Pour pouvoir conserver les graphiques obtenus sur papier enfumé, il est nécessaire de les passer au vernis. On les plonge dans une solution alcoolique de gomme laque, on les laisse énfoulter et sécher.

Lorsque plusieurs étudiants assistent à une expérience, on pren;l une série de graphiques, ce qui permet de distribuer à chacun dés assistants un exemplaire des tracés recueillis.

Transmission des mouvements. — Dans le cas le plus

MÉTHODE GUAIMllQUE.

simple, l'organe dont il s'agit d'étudier le mouvement agit sur le levier inscripteur, soit directement, soit par l'intermédiaire de pièces métalli(]ues fort courtes. 11 en est ainsi pour la plupart des myographes, pour le spliygmographe direct de Marey, pour les cardiographes qui inscrivent les pulsations du cœur de la grenouille.

Dans beaucoup d'expériences, il est bien plus commode de transmettre à distance le mouvement que l'on veut inscrire. Il serait môme impossible, quand il s'agit d'étudier simultanément les mouvements de différents oi-ganes, de les disposer tous dans le voisinage immédiat de l'appareil enregistreur. On a recours alors aux procédés de transmission par l'eau, par l'air ou par l'électricité.

Transmission des mouvements à distance. — T- Trammission par les liquides. — Lorsqu'il s'tigit d'enregistrer les variations de pression d'un liquide (le sang à l'intérieur des artères par exemple), on peut transmettre ces oscillations de pression à un manomètre à mercure, par l'intermédiaire de tubes remplis de liquide. Les mouvements de la colonne de mercure se communiquent par un flotteur à une plume chargée de les enregistrer. (Voir plus loin, à l'article Pression sanguine., la figure représentant le manomètre enregistreur.)

2° Transmission par l'air. — Supposez deux ampoules en

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Fig. 28. — Schéma de la transmission des mouvements par l'air. a, ampoule creuse en caoutchouc reliée jiar le tube s au tambour à levier t.

caoutchouc a qï t (fig. 28) remplies d'air et communiquant l'une av»c l'autre, par l'intermédiaire d'un tube également rem-

pli d'air. Tous les mouvements de compression, tous les chocs que vous imprimez à l'ampoule «, auront pour effet de chasser une partie de l'air qu'elle contient, dans l'ampoule ?, qui présentera chaque fois un mouvement d'expansion. Fixons un levier inscripteur sur l'ampoule ^, de manière à ce qu'il suive exactement tous ses mouvements. Il est clair que le levier lié à l'ampoule t subira le contre-coup de tous les mouvements imprimés à«, et les indiquera dans le graphique qu'il inscrira sur le cylindre enregistreur. Il suffira de relier l'ampoule a^ avec le corps dont on veut étudier les mouvements, de manière à ce que ces mouvements agissent sur la masse d'air renfermée en a, pour qu'ils se transmettent à l'ampoule ^, et au levier inscripteur qui les traduira en graphique.

Le tambour à levier de Marey réalise, de la façon la plus heureuse, cette transmission du mouvement par l'air à un levier inscripteur. Supposez que l'ampoule à air t, dont il vient d'être question, soit formée d'une capsule métallique à paroi supérieure constituée par une membrane en caoutchouc exten-

Fig. 29. — Tambour à levier de Marey.

sible. La masse d'air renfermée dans la capsule communique par un tube avec la première ampoule a. Tous les mouvements que l'on imprime à l'ampoule a se communiquent à la capsule ? et à sa membrane. Celle-ci actionne un long levier muni d'une pointe écrivante. La figure 28 représente schématiquement la disposition du tambour à levier, relié à une ampoule en caoutchouc.

3° Transmission à distance par f électricité. — Certains mouvements peuvent être signalés à distance par l'électricité, au moyen d'un électro-aimant muni d'un style écrivant.

Les choses doivent être disposées de manière que le mouvement dont on veut noter l'instant précis, agisse sur le circuit d'une pile, soit pour le fermer soit pour l'ouvrir. On intercale sur le

METHODE GRAPHIQUE

môme circuit un signal électrique, chargé d'inscrire les moments de fermeture et de rupture du courant. Le signal électrique n'est autre qu'un électro-aimant, capable d'attirer, lorsque le courant passe, une petite masse de fer munie d'une plume écrivante. Dès que le courant cesse, la masse de fer et la pointe retombent, d'où inscription des moments de rupture et de fermeture du courant.

A l'aide du signal électrique de Marcel Deprez, représenté Hgure 30 et basé sur ce principe, on peut inscrire à distance une foule de phénomènes intéressants, noter par exemple, sur les graphiques de contraction musculaire, le moment précis de l'excitation du muscle; inscrire, sur un tracé de respiration ou

Fig. 30. — Signal électro-magnétique de Marcel Deprez 'demi-longueur).

de circulation, le moment où l'on sectionne un nerf ou celui où on l'irrite; obtenir une inscription des flux électriques de la torpille, etc. Enfin, le signal électrique rend de grands services dans le contrôle chronographique du mouvement des appareils enregistreurs.

Inscription du temps et contrôle de la vitesse des appareils enregistreurs. — Pour savoir à quelle fraction de temps correspond chaque portion du graphique que l'on a recueilli, il est nécessaire de connaître la vitesse avec laquelle le papier chemine devant la plume écrivante, et de contrôler la régularité de cette vitesse. Les chronographes, ou appareils qui fournissent un graphique du temps, remplissent ce double but.

Pour les déplacements relativement lents de la surface qui reçoit le graphique, on peut se servir d'une horloge à secondes munie d'un levier effilé, qui reçoit un petit choc, à chaque mouvement du balancier (horloge de Rothe, de Prague). Ces chocs s'inscrivent directement sur le papier de l'appareil enregistreur, sous forme de petits traits. L'espace qui sépare

deux traits successifs correspond à la durée d'une seconde. On peut également se servir d'un métronome ou d'une horloge fermant un courant électrique toutes les secondes et agissant sur un électro-aimant inscripteur (signal Marcel Deprez). La plume de ce dernier dessine, aux mêmes intervalles, un trait sur l'appareil enregistreur.

Pour l'étude des mouvements rapides et fugitifs, on recueille les graphiques sur des surfaces se mouvant avec une grande vitesse. On inscrit alors en regard du graphique physiologique un tracé des vibrations d'un diapason faisant 20, 50, 400 vibra-

Vig. 31. — Chronographe donnant continuellement 100 vibrations doubles patseconde (Marey, mct/iode graphique).

lions à la seconde. L'une des branches du diapason est munie d'une pointe flexible, que l'on approche de la surface enfumée de l'appareil enregistreur et qui y laisse une ligne sinueuse très régulière, dont chaque ondulation représente une vibration, c'est-à-dire ^, ~, ^^ de seconde.

La présence d'un diapason volumineux est souvent gênante dans le voisinage immédiat de l'appareil enregistreur. Il est plus commode de transmettre les vibrations à distance. On peut employer la transmission par l'air : l'une des branches du diapason agit alors sur la masse d'air renfermée dans la capsule métallique, recouverte d'une membrane de caoutchouc ; cette capsule communique par un tube en caoutchouc avec un tam-

MiiTiiODii; G[iAi'iiioiji<:.

bour à levier deMarey, doiil le style suit tous les mouvements du <liapason et les inscrit sur le cylindre de l'appareil enregistreur. Le plus souvent, on transmet les mouvements du diapason à la plume d'un signal électrique (fig. 31). Le diapason interrupteur D {fig. 32) est intercalé dans le circuit de la pile électrique P, ainsi que la bobine du signal électrique S. L'une des branches du diapason porte un fil de platine/, qui, à chaque mouvement vibratoire du diapason, vieut fermer le circuit en touchant la borne b, puis l'interrompt en s'en éloignant. Supposons que l'on emploie un diapason de cent vibrations dou-

Fig. 32. — Chronographe inscrivant le centièaie de seconde.

E, destiné à entretenir les vibrations du diapason. La branche en fer une fois ébranlée, est attirée 100 fois par seconde par l'électro-aimant E, aussi longtemps que la pile électrique P fonctionne.

bles à la seconde, le courant électrique sera fermé et interrompu cent fois, et viendra agir sur le signal électrique, dont l'électro-aimant attirera cent fois par seconde la pièce de fer qui porte le style; celle-ci tracera autant de zigzags que le diapason exécute de vibrations. Le courant passe également à travers un double électro-aimant E, destiné à entretenir les vibrations du diapason. La branche en fer une fois ébranlée est attirée cent fois par seconde par l'électro-aimant E, aussi longtemps que la pile électrique P fonctionne.

On associe généralement un graphique du temps, aux courbes que l'on inscrit sur l'appareil enregistreur. Les deux -styles inseripteurs, celui du temps et celui qui trace la courbe du phénomène physiologique, sont placés exactement l'un sous Tautre.

Repères. — « Quand deux ou plusieurs tracés sont su-

perposés et qu'on veut savoir exactement si certains détails qui y sont marqués coïncident d'une manière complète, il ne serait pas prudent d'estimer cette relation de temps, d'après la superposition des courbes, car celle-ci n'est jamais absolument parfaite. De plus, quand les tracés ont une grande amplitude, la pointe qui les trace décrit un arc de cercle et s'éloigne plus ou moins de la verticale, sur laquelle elle devait tracer.

<( Pour estimer les rapports que présentent entre elles deux inflexions prises sur deux courbes recueillies simultanément, on rapporte la position de chacune à un repère. » (Marey, Méthode graphique.)

La façon la plus simple d'obtenir ces repères consiste à arrêter de temps en temps le cylindre enregistreur, au cours des inscriptions. A chaque arrêt, les différentes plumes tracent chacune leur ligne.de repère sous forme d'un petit arc de cercle, ou d'un trait. Ce procédé est irréprochable si l'on fait usage d'un appareil enregistreur tel que celui de Hering, dans lequel les cylindres enregistreurs peuvent être arrêtés sans que le mouvement d'horlogerie cesse de marcher. Après chaque arrêta le cylindre enregistreur et le papier enfumé repartent avec toute leur vitesse.

On peut aussi prendre des repères, le cylindre étant arrêté après qu'on a recueilli un tracé à plusieurs courbes. « On fait appuyer tous les leviers inscripteurs sur le papier dans un point voisin du lieu où sont écrits les détails que l'on veut comparer, puis, le cylindre étant toujours immobile on comprime tous les tubes à air qui commandent les tambours à levier. S'il y a en même temps inscription de signaux électromagnétiques, on fait agir tous ces signaux.

« Enlevant alors les différents styles inscripteurs, on voit sur le papier une série de traits ou de petits arcs de cercle; ce sont les repères destinés à comparer, au point de vue de leur succession, les différents détails des tracés. »

Fixation des graphiques. — Pour fixer le noir de fumée sur les feuilles qui ont servi à recueillir les graphiques, on les passe dans une cuvette ou une assiette contenant une couche suffisante de vernis (gomme-laque dissoute dans l'alcool). On laisse égoutter, puis sécher.

TECHNIQUE D'ÉLECTROPHYSIOLOGIE.