Ловец флюидов
К 150-летию со дня рождения выдающегося голландского физиолога, создателя метода электрокардиографии Виллема Эйнтховена.
Шведских академиков часто критикуют за самовольное переиначивание завещания Альфреда Нобеля: тот планировал присуждать премию автору наиболее значимого открытия уходящего года, а сегодня награда нередко находит своего героя спустя десятилетия. Формально такое замечание абсолютно обоснованно, однако если бы Нобелевский комитет точно выполнял завещание мецената, многие гениальные открытия и изобретения никогда бы не были оценены по достоинству. Типичный пример тому — творение выдающегося голландского физиолога Виллема Эйнтховена: оно не добавило науке особого понимания фундаментальных механизмов жизнедеятельности организма, да и технические решения хоть и были оригинальными, не представляли чего-то из ряда вон выходящего. Однако спустя двадцать лет значение изобретения для медицины стало уже сложно переоценить, и в 1924 году Эйнтховен совершенно справедливо получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине.
Старший сын в семье военного врача Якоба Эйнтховена, Виллем вполне естественно собирался пойти по стопам отца. В пользу такого выбора говорило и тяжелое материальное положение семьи: отец умер, когда мальчику было шесть лет, и мать как ни старалась, не могла дать шестерым детям престижное образование. «Армейский контракт» для молодых людей, желающих изучать медицину, был просто находкой: он давал возможность учиться бесплатно — в счет последующей отработки в должности военного врача. Так в 18 лет Виллем стал студентом медицинского отделения Утрехтского университета с предопределенным распределением в военный корпус. Однако судьба распорядилась иначе.
В университете Виллем показал себя незаурядным студентом. Молодой человек исповедовал и на собственном примере демонстрировал принцип «В здоровом теле — здоровый дух»: возглавлял сразу три спортивных клуба (гимнастов, фехтовальщиков и гребцов) и при этом умудрялся серьезно заниматься наукой. По первому исследованию — «Некоторые замечания о механизме локтевого сустава» — можно было предположить, что Эйнтховен посвятит себя спортивной медицине, однако интерес к данной теме оказался скорее практическим — его породил полученный во время одной из тренировок перелом руки. А вот следующая работа — «Стереоскопия посредством дифференцировки цветов» — вполне могла стать началом «магистральной линии»: за нее 25-летний выпускник получил степень доктора медицины по офтальмологии. Могла ли пригодиться такая квалификация в армии — неизвестно; у офтальмолога Франса Дондерса, наставника Виллема, на этот счет, похоже, имелись сомнения. В год получения диплома умер профессор физиологии Лейденского университета Адриан Хейнсиус, и с подачи Дондерса вакантное место предложили Эйнтховену. На этой должности он и проработал всю жизнь.
В Лейдене молодой профессор с воодушевлением продолжил офтальмологические изыскания: из-под его пера вышли ставшие классикой работы по механизмам оптических иллюзий и аккомодации — способности глаза менять фокусное расстояние. Но чуть позже Эйнтховен заинтересовался импульсами, возникающими в глазу в ответ на свет различной интенсивности, и с этого момента живое электричество стало основной темой его исследований.
…Если считать электрокардиографом прибор, позволяющий фиксировать токи сердца, то его изобретателем является не Виллем Эйнтховен, а Огастес Уоллер — в конце 1880-х ему удалось с помощью капиллярного электрометра «поймать» сигнал от сердца своей собаки Джимми. А вот если называть кардиограммой не любую, а именно информативную запись токов сердца, то здесь авторство однозначно принадлежит Эйнтховену. Необходимой точности ученому удалось добиться, скорректировав принцип действия устройства: в 1901 году он заменил капиллярный электрометр на струнный гальванометр, аналогичный тому, который несколькими годами ранее французский инженер Клемент Адер разработал для телеграфии, только более чувствительный. Датчиком в новом приборе выступала тончайшая посеребренная кварцевая нить: в сильном магнитном поле при прохождении через нее токов сердца она отклонялась под действием силы Ампера. С физической точки зрения аппарат был прост, но для воплощения идеи в жизнь понадобилась уйма инженерных решений. Каждое из них — маленький шедевр технической мысли. Например, для получения нити Эйнтховен крепил кварцевое волокно к концу стрелы в натянутом луке и нагревал конструкцию. Лук выстреливал, и летящая стрела вытягивала волокно в нить фантастического для того времени диаметра в 7 микрон. Другой находкой, правда вынужденной, стала оригинальная система водного охлаждения кардиографа, которая остужала сверхмощный — в 22 тысячи гауссов — электромагнит. Но настоящим чудом техники стал сконструированный Эйнтховеном самописец: роль привычной сегодня ленты выполняла движущаяся фотопластина, которая фотографировала усиленную сложной системой ламп и линз… тень от нити! А для нанесения на «кардиограмму» временного масштаба рядом с фотопластиной вращалось велосипедное колесо, тени от спиц которого отмеряли одинаковые промежутки времени…
Поначалу опытные образцы не встретили понимания ни у врачей, ни у производителей аппаратуры, с которыми ученый пытался договориться о серийном выпуске. Скепсис можно объяснить: конструкция весила 270 кг и для постоянного обслуживания ее требовалось пять человек. Однако в 1906 году Эйнтховен однозначно убедил научную общественность в пользе своего аппарата — показал разницу в кардиограммах людей с различными заболеваниями: митральной и аортальной недостаточностями, блокадой, аритмией. С этого момента кардиография начала свое триумфальное шествие в медицине, а индустрия кардиографов стала развиваться стремительными темпами, появлялись все более легкие и мобильные аппараты. А вот чувствительность первых эйнтховеновских образцов, как уверяют историки науки из Техасского института сердца, смогли превзойти лишь некоторые современные модели.
