Виллем Эйнтховен

Ранние годы

Виллем Эйнтховен родился 21 мая 1860 года в Семаранге в семье военного врача Якоба Эйнтховена, потомка испанских евреев, переселившихся в Голландию во времена инквизиции в XV веке, и его второй жены Луизы де Фогель, дочери местного финансового управляющего. Фамилия Эйнтховен произошла от двоюродного деда Якоба — согласно кодексу Наполеона все граждане Франции и её провинций, которой тогда являлась Голландия, были обязаны обзавестись фамилиями, и Израиль Давид, двоюродный дед Якоба, взял искажённую фамилию по своему месту жительства, городу Эйндховену. Виллем был старшим из трёх сыновей и третьим ребёнком в семье. В 1866 году Якоб Эйнтховен умер от инсульта, оставив на руках Луизы шестеро детей. Спустя четыре года семья переехала в Утрехт. Там Виллем окончил среднюю школу (нидерл. Hogere burgerschool) и 16 октября 1878 года поступил на медицинское отделение в Утрехтский университет, заключив армейский контракт для оплаты учёбы, поскольку семья испытывала финансовые затруднения.

Обучение и становление как учёного

Виллем намеревался пойти по стопам отца, однако его исключительные способности начали развиваться в совершенно другом направлении. После прохождения практики в качестве помощника офтальмолога в известной в Голландии глазной больнице «Госпиталь для страдающих от глазных болезней» (нидерл. Gasthuis voor Ooglijders) и получения степени бакалавра он провёл два исследования, вызвавшие впоследствии широкий интерес. Первое называлось «Некоторые замечания о механизме локтевого сустава» (фр. Quelques remarques sur le m?canisme de l’articulation du coude). Дело в том, что Эйнтховен был поклонником физического воспитания. В студенческие годы он был отличным спортсменом и не раз убеждал своих друзей «не дать погибнуть телу». Он был избран президентом союза гимнастов и фехтовальщиков и позже стал одним из основателей Утрехтского студенческого гребного клуба. Во время занятия гимнастикой он сломал запястье и для того, чтобы восстановить работоспособность руки, занялся гребным спортом, отчасти ради соперничества со своим братом за первое место в соревновании по гребле среди голландских студентов. В то же время, будучи вынужденно ограниченным в движении, он заинтересовался пронацией и супинацией руки и работой плечевого и локтевого суставов.

В то же время Эйнтховен возобновил исследования в оптике. Среди его работ на эту тему можно выделить «Простое физиологическое объяснение различных геометрическо-оптических иллюзий» (нем. Eine einfache physiologische Erkl?rung f?r verschiedene geometrisch-optische T?uschungen, 1898), «Аккомодация человеческого глаза» (нем. Die Accomodation des menschlichen Auges, 1902), «Вид и величина электрического отклика глаза на световое возбуждение различной интенсивности» (англ. The form and magnitude of the electric response of the eye to stimulation by light at various intensities, 1908).

В 1886 году Виллем Эйнтховен женился на Фредерике Жанне Луизе де Фогель, сестре бывшего руководителя системы здравоохранения в Голландской Ост-Индии. У них родилось четверо детей: Аугуста (1887 год), Луиза (1889 год), Виллем (1893 год) и Джоанна (1897 год).

Вклад в электрокардиографию

Эйнтховену не удавалось усовершенствовать капиллярный электрометр настолько, чтобы он мог применяться в диагностических целях. Поэтому он начал работать с другим инструментом — струнным гальванометром. Эйнтховен не знал о том, что в 1897 году похожее устройство уже было сконструировано как средство связи французским инженером Клементом Адером. Однако аппарат Адера обладал чувствительностью, которой не было достаточно для использования применительно к электрокардиографии. Тем не менее, в своей работе «Новый гальванометр» (фр. Un nouveau galvanom?tre, 1901) Эйнтховен упомянул аппарат Адера.

При разработке собственного струнного гальванометра Эйнтховен взял за основу конструкцию магнитоэлектрического гальванометра Депре-Д’Арсонваля. Он заменил подвижные части (катушку и зеркало) на тонкую посеребрённую кварцевую нить (струну). По нити пропускался электрический сигнал сердца, регистрируемый с поверхности кожи. Вследствие этого на нить в поле электромагнита действовала сила Ампера, прямо пропорциональная величине силы тока (), и нить отклонялась нормально к направлению линий магнитного поля. Кварцевые нити изготовлялись следующим образом: на конце стрелы закреплялось кварцевое волокно таким образом, чтобы оно удерживало стрелу при натянутой тетиве лука; волокно нагревалось до той степени, когда оно не было способно сдерживать натяжение тетивы, и стрела выстреливала, вытягивая волокно в тонкую однородную нить диаметром 7?. Далее нить требовалось покрыть слоем серебра, для этого Эйнтховен сконструировал специальную камеру, в которой она бомбардировалась беспримесным серебром. Одной из самых больших проблем было создание источника сильного и постоянного по значению магнитного поля. Эйнтховену удалось создать электромагнит, обеспечивавший поле в 22 000 Гс, однако он настолько разогревался в рабочем состоянии, что для него пришлось подвести систему водяного охлаждения. Другая проблема заключалась в создании системы записи и измерения отклонений нити. Посоветовавшись с Дондерсом и Снелленом, Эйнтховен сконструировал систему линз, позволявшую фотографировать тень нити. В качестве источника света он использовал массивную дуговую лампу. Устройство фотографической камеры включало в себя фотографическую пластинку, которая во время снятия показаний двигалась с постоянной скоростью, регулируемой масляным поршнем. Пластинка передвигалась под линзой, на которой была нанесена шкала в вольтах. Временна?я шкала наносилась на саму пластинку тенями от спиц вращающегося с постоянной угловой скоростью велосипедного колеса.

Благодаря использованию очень лёгкой и тонкой нити и возможности изменять её напряжение для регулирования чувствительности прибора струнный гальванометр позволил получить более точные выходные данные, чем капиллярный электрометр. Первую статью о записывании электрокардиограммы человека на струнном гальванометре Эйнтховен опубликовал в 1903 году. Существует мнение, что Эйнтховену удалось достичь точности, превосходящей многие современные электрокардиографы.

В 1906 году Эйнтховен опубликовал статью «Телекардиограмма» (фр. Le t?l?cardiogramme), в которой описал метод записи электрокардиограммы на расстоянии и впервые показал, что электрокардиограммы различных форм сердечных заболеваний имеют характерные различия. Он привёл примеры кардиограмм, снятых у пациентов с гипертрофией правого желудочка при митральной недостаточности, гипертрофией левого желудочка при аортальной недостаточности, гипертрофией левого ушка предсердия при митральном стенозе, ослабленной сердечной мышцей, с различными степенями блокады сердца при экстрасистоле.

Треугольник Эйнтховена

В 1913 году Виллем Эйнтховен в сотрудничестве с коллегами опубликовал статью, в которой предложил к использованию три стандартных отведения: от левой руки к правой, от правой руки к ноге и от ноги к левой руке с разностями потенциалов: V1,V2 и V3 соответственно. Такая комбинация отведений составляет электродинамически равносторонний треугольник с центром в источнике тока в сердце. Эта работа положила начало векторкардиографии, получившей развитие в 1920-х годах ещё при жизни Эйнтховена.

Закон Эйнтховена

Закон Эйтховена является следствием закона Кирхгофа и утверждает, что разности потенциалов трёх стандартных отведений подчиняются соотношению V1 + V3 = V2. Закон имеет применение, когда вследствие дефектов записи не удаётся идентифицировать зубцы P, Q, R, S, T и U для одного из отведений; в таких случаях можно вычислить значение разности потенциалов, при условии, если для других отведений получены нормальные данные.

Поздние годы и признание

В 1924 году Эйнтховен прибыл в США, где помимо посещения различных медицинских заведений прочитал лекцию из цикла Лекций Харви (англ. Harvey Lecture Series), положил начало циклу Лекций Данхема (англ. Dunham Lecture Series) и узнал о присуждении ему Нобелевской премии. Примечательно, что когда Эйнтховен в первый раз прочитал эту новость в Boston Globe, он подумал, что это либо шутка, либо опечатка. Однако его сомнения развеялись, когда он ознакомился с сообщением от Reuters. В том же году он получил премию с формулировкой «За открытие техники электрокардиограммы». За свою карьеру Эйнтховен написал 127 научных статей. Последняя его работа была опубликована посмертно, в 1928 году, и посвящалась токам действия сердца. Исследования Виллема Эйнтховена порой причисляются к десяти величайшим открытиям в области кардиологии в XX веке. В 1979 году был основан Фонд Эйнтховена, целью которого является организация конгрессов и семинаров по кардиологии и кардиохирургии.

Эйнтховен долгие годы страдал от артериальной гипертензии. Однако причиной его смерти 29 сентября 1927 года стал рак желудка. Эйнтховен был похоронен на церковном кладбище в городе Угстгест.