引言:年,威廉·埃因托芬因发现心电图的产生机制和改进、完善心电图仪,被授予诺贝尔生理学或医学奖。
心脏是人体重要的器官,体积约相当于一个拳头大小,重量约克。它好比人体的发动机,每天要搏动近10万次,从不休息从不打盹,可谓“忆君心似西江水,日夜东流无歇时”。但心脏也是一个娇弱的器官,很多“习以为常”的生活习惯都会伤害到它。每年由心脏问题引起的一系列心脑血管问题,如冠心病、心梗、心肌肥大等心脏疾病,都会无情地夺走几十万人的生命。已成为威胁人类健康的“头号杀手”。
由此说到检测技术,就不得不提到心电图仪。它是确诊急性冠脉综合征必不可少的辅助诊断工具,也是诊断室内阻滞和心律失常的方法之一。心电图仪诞生至今已有一百多年,发明人荷兰生理学家威廉·埃因托芬(WillemEinthoven)也因此获得了诺贝尔生理学或医学奖。
与中国的渊源
威廉·埃因托芬,年5月21日生于印度尼西亚爪哇岛三宝垄的一个大庄园里。其父为驻爪哇*医,在他小时候便过世了。年幼的埃因托芬是由一位中国阿妈洪氏带大的。年埃因托芬进入上海的法童公立学校,上了6年小学。此外,他还独自随洪妈去她的广东老家住了一段时间。在自传里,埃因托芬编译了不少广东童谣,表达了对中国的特殊好感。
年,埃因托芬的母亲,带他回到了荷兰。回到荷兰几年后,埃因托芬进入到了乌特勒支大学,并于年获得医学博士学位。次年,任莱顿大学生理学教授,后成为荷兰皇家科学院的成员。
在乌特勒克大学上学期间,埃因托芬师从病理学家及眼科专家F.C.杜德氏教授,杜德氏毫无保留地对埃因托芬言传身教,将自己珍贵的研究资料送给了他,并且再三对他说:目前科学界对心脏研究得还不够,希望你以后致力于这方面的探索。埃因托芬听从了恩师的建议,开始了对心脏的研究。
百年心电图仪的研究史
年法国科学家Mattencci首先发现了心脏的电活动;年Muirhead记录到心脏波动的电信号。科学家首先在动物体内,而后在人体内发现心脏搏动时,伴有微弱的电活动。这种生物电流极其微弱,一般在毫伏级,而且它的变化非常快,一般的电流计很难测出这种变化。年,沃勒首先研制出记录生物电的仪器——毛细管电位计。但是,该电位计测量瞬间变化的生物电,诸如心电的效果很不理想。
不务正业转专业,意外成就了诺贝尔奖
为了探求心电电子描记器的机械原理,埃因托芬转入物理系苦苦钻研,他变得越来越稳健,沉默寡言。
年埃因托芬来到莱顿学院,任病理学教授,在英国生理学家A.D.沃勒的工作基础上开始进行心脏动作电流的研究,年,埃因托芬改进了德·阿森瓦氏的镜影电流计,设计了弦线式电流计,他在两极强磁场之间,垂直放一根极细的(直径为0.毫米)石英丝,其直径约有红细胞的1/4,当石英丝的两端分别与需测量组织相接时,如有电流通过弦线,弦线就会在磁场中发生偏转,其偏转程度与通过弦线的电流强度成正比,通过这一装置可以准确地记录组织中微弱电流的情况。这样石英丝就代替了以往动圈和反射镜记录心动电流及心音,克服了以往仪器的缺点。在此基础上,埃因托芬又经过不懈的努力,于年发明了弦线型心电图描计器。采用直径为0.毫米的镀银石英丝代替动圈和反射镜记录心动电流及心音,克服了以往仪器的缺点。但行事谨慎的埃因托芬仍觉得自己的机器不够完善,唯恐贻笑大方,一直没有公布自己的发明。
年,他确定心电图的标准测量单位,即描记记录的影线在纵坐标上波动1厘米,代表1毫伏的电位差,在横坐标上移动1厘米为0.4秒。采用P、Q、R、S、T等字母标出心电图上的各波,并选择双手与左脚安放电极板,组成3种标准导联(至今仍沿用)。
但埃因托芬发明的心电图描计器最大的缺点是重量超过公斤,无法带进病房,同时也无法把严重的心脏病患者带到他的研究室去。解决这个恼人问题的是与埃因托芬一同在莱登大学执教的赫夏教授。
年埃因托芬研究正常心电图的变动范围,并提出“埃因托芬三角”理论。
因研究心电图机理和发明心电图描记器,埃因托芬获年度诺贝尔生理学或医学奖。年,埃因托芬逝世于荷兰莱顿。
编后语:
现在的心电图测量仪器已经不使用埃因托芬所发明的装置,但是人们仍然继续使用他所发明的心电图解读与分析方式。
百年来,因为价格低廉、检测准确、不会对病人造成痛苦,心电图一直是临床最常用的检测手段。如今,医院,都能找到心电图仪器的踪影。时至今日,心电图技术正在朝着更小、更智能的方向迈进。比如三星宣布开发出了一种新型的生物信息处理器。这种处理器专门为可穿戴设备(如智能手表)设计,具有心电图监控、血流量记录等功能。
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