Віллем Ейнтговен (; 21 травня 1860, Семаранг — 29 вересня 1927, Лейден) — нідерландський фізіолог, основоположник електрокардіографії, сконструював у 1903 році прилад для реєстрації електричної активності серця, вперше в 1906 році використовував електрокардіографію в діагностичних цілях, здобув Нобелівську премію з фізіології і медицині в 1924 році.
Становлення як вченогоSnellen H.A. Willem Einthoven (1860—1927): father of electrocardiography: life and work, ancestors and contemporaries. — Springer, 1994. — 140 p. — ISBN 0-7923-3274-1 Віллем Ейнтговен народився 21 травня 1860 році в Семаранзі в сім'ї військового лікаря Якоба Ейнтговена, нащадка іспанських євреїв, що переселилися до Голландії за часів інквізиції в XV столітті , та його другої дружини Луїзи де Фогель, дочки місцевого фінансового керуючого. Прізвище «Ейнтговен» походить від двоюрідного діда Якоба — згідно з кодексом Наполеона всі громадяни Франції та її провінцій, якою тоді була Голландія, були зобов'язані придбати прізвище, тому Ізраїль Давид, двоюрідний дід Якоба, взяв перероблене прізвище за місцем проживання міста Ейндговена. Віллем був старшим з трьох синів і третьою дитиною в сім'ї. У 1866 у Якоб Ейнтговен помер від інсульту, залишивши на руках Луїзи шестеро дітей. Через чотири роки сім'я переїхала в Утрехт. Там Віллем закінчив середню школу () і 16 жовтня 1878 року поступив на медичне відділення в Утрехтському університеті, уклавши армійський контракт для оплати навчання, оскільки сім'я зазнавала фінансових труднощів.Burch G.E., DePasquale N.P. A history of electrocardiography. — Norman Publishing, 1990. — 309 p. — ISBN 0-930405-21-8
Навчання
Віллем мав намір піти по стопах батька, однак його виняткові здібності почали розвиватися в зовсім іншому напрямку. Після проходження практики помічником офтальмолога у відомій в Голландії очній лікарні «Gasthuis voor Ooglijders» (дослівно — ) і здобуття ступеня бакалавра він провів два дослідження, що викликали згодом широкий інтерес. Перше називалося «Quelques remarques sur le mécanisme de l'articulation du coude» ().Einthoven W. Quelques remarques sur le mécanisme de l'articulation du coude (фр.). — Archives néerlandaises des sciences exactes et naturelles, 1882. — № 17. — С. 189—198. Справа в тому, що Ейнтговен був шанувальником фізичного виховання. У студентські роки він був відмінним спортсменом і не раз переконував своїх друзів «не дати загинути тілу». Він був обраний президентом союзу гімнастів і фехтувальників і пізніше став одним із засновників Утрехтського студентського гребного клубу. Під час заняття гімнастикою він зламав зап'ястя і для того, щоб відновити працездатність руки, зайнявся гребним спортом, почасти заради суперництва зі своїм братом за перше місце у змаганні з веслування серед голландських студентів. У той же час, будучи вимушено обмеженим в русі, він зацікавився пронацією і супінація руки і роботою плечового і ліктьового суглобів.
Пізніше Ейнтговен під керівництвом офтальмологів Франса Дондерса і Германа Снеллена провів друге дослідження «Stereoscopie door kleurverschil» (, 1885), яке було опубліковано як його докторська дисертація. У тому ж році Ейнтговен здобув ступінь доктора медицини і філософії.Raju T.N. The Nobel chronicles. 1924: Willem Einthoven (1860—1927) (англ.). — Lancet, 1998. — Т. 352. — № 9139. — С. 1560. Згідно з умовами армійського контракту він був зобов'язаний пройти службу в медичному корпусі. Проте в тому ж році помер професор фізіології в Лейдені Адріан Хейнсіус, і з рішучою підтримкою Ф. Дондеса Віллем був призначений наступником Хейнсіуса, що звільнило його від військової повинності.Lama A. Einthoven: the man and his invention. — Revista médica de Chile, 2004. — Т. 2. — № 132. — С. 260—264. Таким чином Ейнтговен в січні 1886 року у віці 25 років увійшов на посаду професора Лейденського університету, залишаючись на цій посаді все життя. Першим його серйозним дослідженням, проведеним у Лейдені, було «Über die Wirkung der Bronchialmuskeln nach einer neuen Methode untersucht, und über Asthma nervosum» (, 1892).Einthoven W. Über die Wirkung der Bronchialmuskeln nach einer neuen Methode untersucht, und über Asthma nervosum (нім.). — Pflügers Archiv European Journal of Physiology, 1892. — Т. 51. — № 6-8. — С. 367—445. У книзі В. Нагеля «Довідник з фізіології людини» () воно охарактеризоване як «велика робота».Nagel W.A. Handbuch der Physiologie des Menschen. — Braunschweig: Vieweg, 1905. — Т. 1. — P. 29. — 896 p.
У той же час Ейнтговен відновив дослідження в оптиці. Серед його робіт на цю тему можна виділити «Eine einfache physiologische Erklärung für verschiedene geometrisch-optische Täuschungen» (, 1898),Einthoven W. «Eine einfache physiologische Erklärung für verschiedene geometrisch-optische Täuschungen» (нім.). — Pflügers Archiv European Journal of Physiology, 1898. — Т. 71. — № 1-2. — С. 1-43. «Die Accomodation des menschlichen Auges» (, 1902),Einthoven W. «Die Accomodation des menschlichen Auges» (нім.). — Monatsschrift Kinderheilkunde, 1902. — Т. 1. — № 2. — С. 680—694. «The form and magnitude of the electric response of the eye to stimulation by light at various intensities» (, 1908).Einthoven W., Jolly W.A. «The form and magnitude of the electric response of the eye to stimulation by light at various intensities» (англ.). — The Physiology Society, 1908.
Електрокардіографія
У 1885–1889 роках Ейнтговен займався дослідженням фізіології дихання, зокрема вивченням роботи блукаючого нерва у механізмі контролю дихання. В 1889 році Ейнтговен відвідав перший міжнародний конгрес з фізіології в Базелі. Там він познайомився з технікою запису електрокардіограми, продемонстрованої на прикладі своєї собаки Джиммі, якому в 1887 році вперше вдалося записати кардіограму людини на капілярному електрометрі.Waller A.D. «A demonstration on man of electromotive changes accompanying the heart's beat» (англ.) // J Physiol: pdf. — London: 1887. — № 8. — С. 229—234.Efimov I.R., Kroll M.W., Tchou P.J. Cardiac Bioelectric Therapy: Mechanisms and Practical Implications. — Springer, 2008. — P. 46. — 704 p. — ISBN 0-387-79402-6 У 1893 році на засіданні Ейнтховен запропонував до використання новий термін «електрокардіограма». Пізніше, однак, він відмовився від авторства на користь Уоллера. З 1890 по 1895 роки Ейнтховен займався пристроєм капілярного електрометра, покращуючи його функціональність і збільшуючи роздільну здатність, застосовуючи фізико-математичний підхід. Йому вдалося отримати хороші електрокардіографічні зображення. Кожному циклу серцевого скорочення відповідало п'ять зубців, для яких Ейнтговен ввів нову номенклатуру: P, Q, R, S, T і U, щоб уникнути розбіжностей з номенклатурою A, B, C і D, введену ним у попередніх роботах по дослідженню електрометра, в яких він не записував негативні зубці.Reisner A.T., Clifford G.D., Mark R.G. [Reisner A.T., Clifford G.D., Mark R.G. The Physiological Basis of the Electrocardiogram (англ.) // Massachusetts Institute of Technology: pdf. — Boston: 2006. The Physiological Basis of the Electrocardiogram] (англ.) // Massachusetts Institute of Technology: pdf. — Boston: 2006.Katz A.M. Physiology of the heart. — Lippincott Williams & Wilkins, 2005. — P. 434. — 644 p. — ISBN 0-7817-5501-8Hurst J.W. Naming of the Waves in the ECG, With a Brief Account of Their Genesis (англ.). — Boston: Circulation, 1998. — № 98. — С. 1937—1942.
Ейнтговену не вдавалося удосконалити капілярний електрометр настільки, щоб він міг застосовуватися в діагностичних цілях. Тому він почав працювати з іншим інструментом — струнним гальванометром. Ейнтговен не знав про те, що в 1897 році схожий пристрій вже було сконструйовано як засіб зв'язку французьким інженером Клементом Адером. Однак апарат Адера мав чутливість, якої не було достатньо для використання для електрокардіографії. Тим не менш, у своїй роботі «Un nouveau galvanomètre» (, 1901)Einthoven W. Un nouveau galvanomètre (фр.). — Archives néerlandaises des sciences exactes et naturelles, 1901. — № 6. — С. 625—633. Ейнтговен згадав апарат Адера.
При розробці власного струнного гальванометра Ейнтговен взяв за основу конструкцію магнітоелектричний гальванометр Депре- д'Арсонваля. Він замінив рухомі частини (котушку і дзеркало) на тонку посріблену кварцову нитку (струну). За нитки пропускався електричний сигнал серця, що реєструється з поверхні шкіри. Внаслідок цього на нитку в поле електромагніта діяла сила Ампера, прямо пропорційна величині сили струму (), і нитка відхилялася нормально до напрямку ліній магнітного поля.д'Арсонваль Кварцові нитки виготовлялися таким чином: на кінці стріли закріплювалось кварцове волокно таким чином, щоб воно утримувало стрілу при натягнутій тятиві лука; волокно нагрівалося до того ступеня, коли воно не було здатне стримувати натягнення тятиви, і стріла вистрілювала, витягаючи волокно в тонку однорідну нитку діаметром 7 μ. Далі нитку потрібно покрити шаром срібла, для цього Ейнтговен сконструював спеціальну камеру, в якій вона бомбардувалися сріблом без домішок. Однією з найбільших проблем було створення джерела сильного і постійного за значенням магнітного поля. Ейнтговену вдалося створити електромагніт, що забезпечував поле в 22 000 Гс, однак він настільки розігрівався в робочому стані, що для нього довелося підвести систему водяного охолодження. Інша проблема полягала у створенні системи запису і вимірювання відхилень нитки. Порадившись з Дондесом і Снелленом, Ейнтговен сконструював систему лінз, яка дозволяла фотографувати тінь нитки. Як джерело світла він використовував масивну дугову лампу. Пристрій фотографічної камери мав у своєму складі фотографічну пластинку, яка під час зняття показників рухалася з постійною швидкістю, регульована масляним поршнем. Пластинка пересувалася під лінзою, на якій була нанесена шкала у вольтах. Тимчасова шкала наносилася на саму платівку тінями від спиць обертового з постійною кутовою швидкістю велосипедного колеса.
Завдяки використанню дуже легкої і тонкої нитки і можливості змінювати її напругу для регулювання чутливості приладу струнний гальванометр дав змогу отримати точніші вихідні дані, ніж капілярний електрометр. Першу статтю про записувані електрокардіограми людини на струнному гальванометрі Ейнтховен опублікував у 1903 році.Einthoven W. Galvanometrische registratie van het menschelijk electrocardiogram (англ.). — Leiden: Eduard Ijdo, 1902. — С. 101—107. Існує думка, що Ейнтговену вдалося досягти точності, яка перевершує багато сучасних електрокардіографів.
У 1906 році Ейнтговен опублікував статтю «Le télécardiogramme» (),Einthoven W. Le télécardiogramme (фр.). — Paris: Arch Int Physiol, 1906. — № 4. — С. 132—164. у якій описав метод запису електрокардіограми на відстані і вперше показав, що електрокардіограми різних форм серцевих захворювань мають характерні відмінності. Він навів приклади кардіограм, знятих у пацієнтів з гіпертрофією правого шлуночка при мітральної недостатності, гіпертрофією лівого шлуночка при аортальній недостатності, гіпертрофії лівого вушка передсердя при мітральному стенозі, ослабленою серцевого м'язу, з різними ступенями блокади серця при екстрасистолі.