心医史话
Chapter3命悬一线:百年心电图
医学史上,有两项检查技术已经在临床中应用百年而久盛不衰。一项是X光检查,其开创者是大名鼎鼎的伦琴,于年获得首届诺贝尔物理学奖;另一项则是心脏电工的开山之斧——体表心电图,发明人埃因特霍芬(Einthoven)于年荣膺诺贝尔生理学或医学奖。
A:年轻时的埃因特霍芬;
B:晚年访问安娜堡时的埃因特霍芬
1前人开路何茫然
早在年,意大利博洛尼亚大学的LuigiGalvani博士就指出,可以从骨骼肌记录电流。年,人们首次证明了心肌也存在着电活动。
年,英国皇家学会举行了一场具有划时代意义的科学演示:生理学家沃勒在犬和人的心脏上,使用毛细管静电计记录心电图。在观摩这次演示的人中,就有未来的新星——荷兰莱顿大学的埃因特霍芬。演示中,沃勒成功记录了人类第一张成型的心电图,但该图中只有部分方向上的心室波,心房波则未能记录。
尽管有严重的
A:沃勒;B:毛细管静电计结构;C:首例心电图
2山重水复疑无路
沃勒的创举震撼了年轻的埃因特霍芬。此后13年,他全身心地投入到了用毛细管静电计记录心电图的研究。他改进了多项关键技术,使记录到的图形更加清晰。他的心电图超越了沃勒,显示了心电活动的更多细节,包括心房波、心室的除极波和复极波。
但有个始终无法逾越的难关:这种旧式的毛细管静电计容易受周围环境的各种干扰。虽然他记录的心电图已从原来的包含2个波变成包含4个波,但仍不能解决各种干扰。这使该技术只能被束之高阁而不能用于临床。
13年里,埃因特霍芬一直被困于毛细管静电计的技术路线中,未能取得突破。
3巧夺天工见光明
年,他决定放弃毛细管静电计,开始寻找新出路。最终,他受阿德尔年发明的弦线式电流计之启发,将其改造后用于记录心电。为增加这种弦式电流计的灵敏度,不仅要增强磁场,还要减轻弦线。为此,他拉制出纤细的镀银石英弦线(直径仅2.1μm,相当于头发丝的三十三分之一,用放大镜才能看到),悬浮在两侧的磁铁间。体表心电一旦微弱变化,弦线就会随之摆动。
以当时的技术,人们无法放大电流本身,所以只能用巧夺天工的工艺,记录弦的摆动,通过光路系统和负片曝光,将弦摆动放大倍后间接记录心电图。这种弦线式心电图由剑桥大学生产,10年只生产了3台。
弦式心电图机的原理
埃因特霍芬的第一台心电图机
年,Einthoven成功地用弦线式心电图机记录了第一份心电图,并将各波重新命名为P、Q、R、S、T、U波,这些命名一直沿袭至今。
上图为埃因特霍芬用旧式毛细管静电计记录的心电图,他用A,B,C,D来称呼各波形;
下图为他用新的弦式心电图机记录的波形,并将其重新命名为P,Q,R,S,T,U波
有了记录心电图的手段,只是万里长征第一步,如何将电极放置于病人身上也同样重要。电极应该位于何处,用专业术语来讲叫做“导联系统”。导联系统的规范和借此研究各类心脏疾病,同样是漫漫征途。欲知后事如何,且看下回分解!
资助及合作声明
项目由上海市科学技术委员会科普项目资助
(编号:20DZ)
图文合作:上海塔科信息技术有限公司
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