Ловець флюїдів
До 150-річчя від дня народження видатного голландського фізіолога, створювача методу електрокардіографії Віллема Ейнтховена.
Шведських академіків часто критикують за самовіль не переінакшування заповіту Альфреда Нобеля: той планував присуджувати премію авторові найбільш значущого відкриття року, а сьогодні нагорода нерідко знаходить свого героя через десятиліття. Формально таке зауваження абсолютно обґрунтоване, однак якби Нобелівський комітет точно виконував заповіт мецената, багато геніальних відкриттів і винаходів ніколи не були б належно оцінені. Типовий приклад тому — витвір видатного голландського фізіолога Віллема Ейнтховена: він не додав науці особливого розуміння фундаментальних механізмів життєдіяльності організму, та й технічні рішення, хоч і оригінальні, не були чимось надзвичайним. Однак через двадцять років значення винаходу для медицини було вже важко переоцінити, і в 1924 році Ейнтховен цілком справедливо здобув Нобелівську премію з фізіології та медицини.
Старший син у родині військового лікаря Якоба Ейнтховена, Віллем цілком природно збирався піти стопами батька. На користь такого вибору свідчило й скрутне матеріальне становище родини: батько помер, коли хлопчикові було шість років, і мати як не намагалася, не могла дати шістьом дітям престижну освіту. «Армійський контракт» для тих, хто хотів вивчати медицину, був просто знахідкою: він давав можливість учитися безкоштовно – за рахунок наступного відпрацьовування на посаді військового лікаря. Так у 18 років Віллем став студентом медичного відділення Утрехтського університету з визначеним наперед розподілом у військовий корпус. Однак доля розпорядилася інакше.
В університеті Віллем показав себе неабияким студентом. Він сповідував і на власному прикладі демонстрував принцип «У здоровому тілі — здоровий дух»: очолював відразу три спортивних клуби (гімнастів, фехтувальників і веслярів) і при цьому примудрявся серйозно займатися наукою. За першим дослідженням — «Деякі зауваження про механізм ліктьового суглоба» — можна було припустити, що Ейнтховен присвятить себе спортивній медицині, однак інтерес до цієї теми був скоріше практичним — його породив перелом руки, що трапився під час одного із тренувань. А от наступна робота — «Стереоскопія за допомогою диференціювання кольорів» — цілком могла стати початком «магістральної лінії»: за неї 25-літній випускник здобув ступінь доктора медицини з офтальмології. Чи могла придатися така кваліфікація в армії — невідомо; в офтальмолога Франса Дондерса, наставника Віллема, щодо цього, схоже, були сумніви. У рік одержання диплома помер професор фізіології Лейденського університету Адріан Хейнсіус, і за рекомендацією Дондерса вакантне місце запропонували Ейнтховену. На цій посаді він і працював усе життя.
У Лейдені молодий професор з наснагою продовжив офтальмологічні дослідження: з-під його пера вийшли роботи з механізмів оптичних ілюзій та акомодації — здатності ока міняти фокусну відстань, які зараз є класикою. Але трохи пізніше Ейнтховен зацікавився імпульсами, які виникають в оці у відповідь на світло різної інтенсивності, і з цього моменту жива електрика стала основ ною темою його досліджень.
…Якщо вважати електрокардіографом прилад, який дозволяє фіксувати токи серця, то його винахідником є не Віллем Ейнтховен, а Огастес Уоллер — наприкінці 1880-х тому вдалося за допомогою капілярного електрометра «піймати» сигнал від серця свого собаки Джиммі. А от якщо називати кардіограмою не будь-який, а саме інформативний запис токів серця, то тут авторство однозначно належить Ейнтховену. Необхідної точності вченому вдалося домогтися, скорегувавши принцип дії пристрою: у 1901 році він замінив капілярний електрометр на струнний гальванометр, аналогічний тому, який декількома роками раніше французький інженер Клемент Адер розробив для телеграфії, тільки більш чутливий. Датчиком у новому приладі була найтонша посріблена кварцова нитка: у сильному магнітному полі при проходженні через неї токів серця вона відхилялася під дією сили Ампера. З фізичної точки зору апарат був простий, але для втілення ідеї в життя потрібна була безліч інженерних рішень. Кожне з них — маленький шедевр технічної думки. Наприклад, для одержання нитки Ейнтховен кріпив кварцове волокно до кінця стріли в натягнутому луці й нагрівав конструкцію. Лук вистрілював, і стріла, що летить, витягувала волокно в нитку фантастичного на той час діаметра в 7 мікронів. Іншою знахідкою, правда вимушеною була оригінальна система водного охолодження кардіографа, яка остуджувала надпотужний — у 22 тисячі гаусів — електромагніт. Але справжнім дивом техніки був сконструйований Ейнтховеном самопис: роль звичної сьогодні стрічки виконувала рухлива фотопластина, яка фотографувала посилену складною системою ламп і лінз… тінь від нитки! А для нанесення на «кардіограму» часового масштабу поруч із фотопластиною оберталося велосипедне колесо, тіні від спиць якого відміряли однакові проміжки часу…
Спочатку дослідні зразки не зацікавили ні лікарів, ні виробників апаратури, з якими вчений намагався домовитися просерійний випуск. Скепсис можна пояснити: конструкція важила 270 кг і вимагала постійного обслуговування п’яти чоловік. Однак у 1906 році Ейнтховен однозначно переконав наукову громадськість у користі свого апарата — показав відмінність у кардіо грамах людей із різними захворюваннями: мітральною та аортальною недостатностями, блокадою, аритмією. Із цього моменту кардіографія почала свій тріумфальний похід у медицині, а індустрія кардіографів почала розвиватися стрімкими темпами, з’являлися усе більш легкі й мобільні апарати. А от чутливість перших ейнтховенівських зразків, як запевняють історики науки з Техаського інституту серця, змогли перевершити лише деякі сучасні моделі.
