Cardiologisch onderzoek: 1901-1904
1901
Willem Einthoven (1860-1927), Professor Fysiologie aan de Universiteit van Leiden, is de uitvinder van de 'snaargalvanometer' waarmee hij praktisch bruikbare elektrocardiogrammen kon afnemen, maar tevens ontwikkelde hij de 'interpretatieterminologie'. In 1889 zag Einthoven, tijdens het 'First International Congress of Physiologists' in Bale, een demonstratie van Waller met zijn trouwe hond en hij was meteen zwaar onder de indruk. Einthoven begon in 1893 met behulp van de Lippmann-elektrometer de harttonen te registreren. De verkregen curven noemde hij 'cardiofonogram'. De precisie van de registratie was zo groot dat het hem lukte om in de curven de 'derde harttoon' aan te tonen, die A.O. Gibson in Oxford meende waar te nemen bij beluistering van het hart. Hij had echter meer belangstelling voor de cardiografie, zodat hij de fonocardiologie terzijde liet. Ondanks de verbeteringen die Einthoven eraan toevoegde bleef het werken met de capillaire elektrometer te omslachtig.
Eén van de eerste ECG's van Einthoven
Einthoven ging op zoek naar een beter meetinstrument en richtte zijn aandacht op de galvanometer van Deprez-d'Arsonval waaruit hij de snaargalvanometer ontwikkelde. In 'Galvanometerische registratie van het menschelijk electrocardiogram' publiceerde hij zijn uitvinding. Het toestel bestond uit een zeer dunne kwartsdraad, voorzien een geleidende zilverlaag, die vertikaal gespannen was tussen twee sterke elektromagneten. Als een stroom door de draad liep zorgde het magneetveld ervoor dat deze bewoog. Via een microscoop werd de uitslag van de draad vergroot en vervolgens vastgelegd op een draaiende rol fotografisch papier die de continue uitslag van de kwartsdraad registreerde.
Het labo van Einthoven met de snaargalvanometer
De originele snaargalvanometer had watergekoelde elektromagneten, er waren 5 mensen nodig om hem te bedienen en woog 300 kg. Hierdoor kon het instrument niet verplaatst worden en moesten de patiënten naar het instrument gebracht worden, maar Einthoven kreeg daarvoor geen toestemming van het ziekenhuisdirectie omdat de meeste patiënten te zwak waren. Daarom verbond hij de patiënt en zijn snaargalvanometer aan een telefoonlijn. Hierdoor lukte het Einthoven om in 1906 een aantal cardiogrammen te publiceren waarop diverse hartafwijkingen te zien waren.
Afgewerkte snaargalvanometer. De lange zijde van de magneet is bedekt door de windingen van de buis voor waterkoeling.
Einthoven verbeterde zijn snaargalvanometer door een vacuümmodel te ontwikkelen. Bij de toenmalige wetenschappelijke gemeenschap heerste heel wat scepticisme over de methoden die Einthoven gebruikte. Maar Einthoven ging door met publiceren en in 1913 beschreef hij de 'Einthoven triangle' als basis voor het berekenen van een elektrocardiogram en introduceerde hij het bipolaire elektrodensysteem.
De snaargalvanometer van Einthoven in het 'London Science Museum'
Voor zijn onderzoek van het hart ontving Einthoven de Nobelprijs Geneeskunde. In de rede die hij op 8 december 1925 ter gelegenheid van de uitreiking in Stockholm hield, wees Einthoven op het belang van zijn ontdekking voor de leer van de hartziekten, waarbij hij met nadruk betoogde dat de ontwikkeling van deze vondst enkel tot stand kon komen door internationale samenwerking met andere onderzoekers zoals Thomas Lewis.
Einthoven trachtte steeds om internationale contacten op zijn gebied te bevorderen. In 1925 vond de eerste buitenlandse bijeenkomst van de 'Physiological Society' plaats in het Leidse laboratorium. Zijn publicaties verschenen zowel in Duitse, Engelse als Franse vakbladen.
Einthoven ontving Lewis in 1921 in zijn labo
Hij was bevriend met de Russische onderzoeker Samoiloff en onderhield wetenschappelijke betrekkingen met o.a. de Amerikaan Frank Wilson. Van vele buitenlandse academiën was hij erelid, waaronder de Londense 'Physiological Society' en 'Royal Society' en de 'Koninklijke Academie van Wetenschappen' uit Stockholm. Maar ondanks al die eer bleef Einthoven bescheiden en voorzichtig ten opzichte van zijn eigen werk, dat hem gedurig geheel in beslag nam. Hij was zeer kritisch in de beoordeling van alle registraties van de apparatuur en liet zich door de resultaten nooit het hoofd op hol brengen. Einthoven streefde ernaar om behalve de technische eigenschappen ook de standaardisatie van de methodiek (afleidingsplaatsen, snelheid van registratie, ijking van gevoeligheid) te bevorderen. Dit was van belang voor de algemene aanvaarding en voor de vergelijkbaarheid van het internationale onderzoek in klinieken.
Een illustratie bestaande uit de vergelijking van drie opeenvolgende episodes van een electrocardiografische ontwikkeling.
1) Bovenste deel: Waller 1887. T = tijd, h = externe pulsatie van een hartslag, cardiogram genoemd (naar Marey), e = elektrische hartactie, die 2 neerwaartse pieken toont. De cardiale actiestroom is eerder onopvallend en werd later dikwijls verward met het cardiogram erboven.
2) Het tracé van Einthoven gepubliceerd in 1902, met een Lippman elektrometer. Vier pieken (ABCD) opwaarts gericht omwille van de omgekeerde connectie. Tijdsschaal in 0.1 sec boven het tracé. Daaronder hetzelfde automatisch gecorrigeerde tracé. Tijdsschaal in 0.1 sec is uitgerokken (S); de vier pieken in het gecorrigeerde tracé worden nu PQRST genoemd.
3) Eén van de eerste elektrocardiograms met de snaargalvanometer, gepubliceerd in 1902 en 1903.
Bij het ECG model van Einthoven was de cardiale bron een twee dimentionele dipool in een vaste locatie binnen een volume conductor die ofwel oneindig en homogeen was, ofwel een homogene sfeer met een twee polige bron in het midden. Einthoven herkende eerst dat er geen significante elektrocardiografische stromen vanuit de borst zouden binnengelaten worden, omdat de ledematen dun en lang zijn. Bijgevolg realiseerde hij zich dat het potentiaal aan de pols hetzelfde was als dat aan de opperarm, terwijl dat van de enkel hetzelfde was als de dij. Daaruit voortvloeiend nam hij aan dat de functionele meetpositie van de rechter- en linkerarm en het linkerbeen correspondeerden met de punten op de borst, die achtereenvolgens een geometrische relatie blootlegden die de apexen van een gelijkzijdige driehoek benaderen. Verder nam hij aan dat de hartgenerator kon benaderd worden als één enkel dipool waarvan de positie vast is, maar waarvan de magnitude en de oriëntatie kunnen verschillen. De locatie van de hart dipool werd voor het gemak als centrum van een driehoek gekozen relatief aan de afleidingen. De signalen werden bekomen vanuit de twee armen en het linkerbeen (moderne afleiding I). Om de geleiding te verhogen werden handen en voeten ondergedompeld in een bad met zoutoplossing.
1901
Deze foto uit het 'Bakken Museum' is een historische ECG-machine uit 1901
1901
De Oostenrijkse Professor Karl Landsteiner (1868-1943) ontdekte het bestaan van de verschillende menselijke bloedgroepen. In 1922 emigreerde hij naar de Verenigde Staten, liet er zich nationaliseren tot Amerikaans staatsburger en werkte er tot aan zijn dood in het 'Rockefeller Institute for Medical Research' in New York. In 1937 ontdekte hij samen met Alexander S. Wiener (1907-1976) de Rhesusfactor. Hij stierf aan een hartaanval terwijl hij in zijn labo werkte.
1901
In 1901, toen hij door Europa reisde, ontdekte de Amerikaanse neurochirurg Harvey Cushing (1869-1939) een nieuw soort bloeddrukmeter, de sphygmomanometer van Riva-Rocci, die gebruikt werd in het 'Ospedale de S. Matteo' in het Italiaanse Pavia. Waarschijnlijk door zijn recente studie over cerebrale perfusiedrukken, zag hij het potentiële voordeel ervan in en nam hij hem mee naar Baltimore, waar hij het gebruik ervan aanmoedigde bij de interne artsen van het 'Johns Hopkins Hospital'. Hoewel er andere middelen bestonden voor het bepalen van de bloeddruk, trok de nieuwe bloeddruk cuff de aandacht van vroege supporters, als Theodore Janeway in New York City en George Crile in Cleveland. Cushing zelf werd een hevige verdediger van de cuff. Na 2 jaar ervaring in de ziekenhuisafdelingen, begon hij, samen met zijn twee interne chirurgen, Henry Wireman Cook en John Briggs, het bredere gebruik van de cuff te promoten.
1901
Eén van de problemen van de uitvinding van Riva-Ricci was de veel te smalle cuff. Friedrich von Recklinghausen (1833-1910) herkende deze fout en verbreedde de cuff van 5 naar 13 cm. Na een reeks experimenten noteerde von Recklinghausen dat de breedte van de cuff een primordiale invloed heeft op preciese metingen.
1901
Sfygmometer van Sir Francis R Cruise (1834-1912) Het toestel werd tussen duim en wijsvinger vertikaal op de naar buiten gedraaide pols gehouden via het rode bakelieten handvat. Het onderste deel van de manometer werd op een verdikking over de radiale pols geplaatst. De neerwaartse druk werd op de schaalverdeling afgelezen op het ogenblik dat de radiale pols verdween.
1901
Het begrijpen van het klinisch beeld van een ischemische hartziekte, meer bepaald het myocardinfarct, werd pas mogelijk op het ogenblik dat de artsen een onderscheid maakten tussen myocardinfarct en ernstige angina, of zoals de Duitse internist en fysioloog Albrecht Ludolf von Krehl (1861-1937) het stelde "occlusie van de coronaire arteriën is combineerbaar met overleven". Krehl wordt vooral herinnerd om zijn werk over hartstoornissen en zijn onderzoek naar fysiologische en pathologische aspecten van thermoregulatie en het circulatoire systeem.
1902
Theodore C. Janeway (1872-1917) introduceerde en populariseerde de U-buisvormige sphygmomanometer in de USA. Hij was de eerste full-time professor Geneeskunde aan 'Johns Hopkins' in New York en legde in 1913 reeds de correlatie tussen hoofdpijn en hoge bloeddruk (hypertensie). In een beroemd artikel in de 'Archives of Internal Medicine', analyseerde hij 870 patiënten met hoge bloeddruk die hij en zijn vader de vorige negen jaar gezien hadden. Zijn kennis is nu, meer dan 100 jaar later, nog altijd waar: hoge bloeddruk verhoogt het risico op dood, het kan de nieren en de ogen beschadigen en het komt meer voor bij diabetici. Hij identificeerde hoofdpijn als het voornaamste cerebraal symptoom van hoge bloeddruk, gekenmerkt door het feit dat de hoofdpijn 's morgens ontstaat bij het ontwaken en in de loop van de dag verdwijnt.
1902
Twee van de eerste menselijke vrijwilligers die hun gemengde veneuze PCO2 lieten meten. Een long was afgesloten: gemengde veneuze berekend vanuit de fractionele CO2 concentratie gemonsterd achter de afsluiting. Uitgeademde lucht van de niet afgesloten long werd gemeten om een schatting te geven van de arteriële PCO2. In totaal participeerden 5 mannen en 7 vrouwen in 35 experimenten die werden uitgevoerd tussen 17 december 1902 en 18 juli 1904. De meesten hadden op dat ogenblik tracheostomieën of een tracheale canule. Er werden weinig klinische details gegeven, maar van twee werd genoteerd dat ze respectievelijk tuberculose hadden en "old lues" (uitgebluste syfilis). De foto's tonen de procedure via een tracheostomie (A) en een bronchoscoop (B).
1903
Einthoven besprak de commerciële productie van zijn snaargalvanometer met Max Edelmann uit Munchen en Horace Darwin van de Londense 'Cambridge Scientific Intstruments Company'. Hij maakte slechts sporadisch snaarelektrocardiografen voor derden en nam nooit een patent op zijn uitvinding. Wel vroeg hij royalties aan firma's die met zijn gegevens snaargalvanometers maakten. Na enige weerstand tegen het 'onhandige en logge apparaat' begon 'Cambridge Scientific Intstruments Company' toch met de productie.
1903
Een Boulitte ECG, gefabriceerd door Boulitte in Parijs. Een zeldzaam toestel, de galvanometer is in het midden en de camera is in de rechthoekige doos aan het einde.
1903
Heinrich Ewald Hering (1866-1948) beschreef de 'pulus irregularis perpetuus' Later breidde hij via het electrogram zijn kennis over arrythmieën uit en publiceerde hij het boek 'The Mechanism and Graphic Presentation of the Heart Beat' (1920). Samen met Eberhard Koch ontdektz hij ook de 'Carotissinusreflex', die men later de 'Hering-Reflex' noemde.
1903
De Oostenrijkse patholoog Gustav Gärtner (1855-1937) ontwikkelde een eigen spfygmoscoop en noemde hem 'Pulskontroller'
Pulskontrollor
1903
Jaquet beschreef een asymetrisch gebouwde kamer, die groot genoeg was om er een man in te laten zitten of op een bed te laten rusten. 
Jaquet gebruikte een open-circuit methode waarbij zuivere lucht via een pomp in een kamer van 1,4m³ werd gepompt. De proefpersoon kon zitten of liggen en via een natte gasmeter werd een klein staal genomen van de lucht die de kamer verliet aan een tempo bepaald door de rotatie van de trommel van de meter. De CO en de zuurstof werden bepaald door een apparaat van het Petterson type.
1903
De Duitse arts en bacterioloog Hugo Schottmuller (1867-1936) beschreef de 'endocarditis lenta'. Hij werd vooral bekend om zijn afbakening van de verschillende tyfusvormen, zo ontdekte hij het 'Paratyfus', evenals de 'Streptococcus Viridans'
1904
De fysiologie van de circulatie was het grootste interessegebied van de Poolse arts Kazimierz (Casimir) Rzetkowski (1870-1924) uit Warschau. Hij bestudeerde de fysiologie van de cardiale functies in verschillende hartziekten, bij hartfalen en de chemische wijzigingen in de hartspier. Zo'n 10 jaar voor H. Eppinger rapporteerde hij de chemische veranderingen als oorzaak van stoornissen in de cardiale functie. Hij ontdekte de verlaging van het proteïnegehalte, de toename van natriumchlorideconcentratie en beweerde dat de ionische wanverhouding oorzaak was van het vermogenverlies van de hartspier om energie oplossingen te gebruiken voor contractie. In 1904 spoot Rzetkowski intraveneus adrenaline in bij konijnen, waardoor hun bloeddruk verhoogde en dat leidde tot de ontwikkeling van atherosclerose van de aorta. Hij wierp het item op tafel of adrenaline de vaatwand beschadigde door de toename van de bloeddruk of dat adrenaline atherosclerose kon uitlokken door zijn directe schadelijke actie op de vaatwand. Edwin Miesowicz (1875-1914) en Zenon Orlowski (1871-1948) zetten de onderzoeken van Rzetkowski verder in 1906, en W. Nowicki samen met Joseph S. Hornowski deden dit in 1907. De auteurs concludeerden dat chronische arteriële hypertensie, als gevolg van adrenaline, de uitlokker was van atherosclerose en dat gelijkaardige toestanden konden optreden bij mensen door het stimuleren van het zenuwsysteem. Zij trachtten het mechanisme van hypertensie te verklaren en concludeerden dat de toename van de vasculaire tonus en de vasoconstrictie reacties een belangrijke rol speelden. Zij associeerden hypertensie en atherosclerose met een verkeerd dieet, vooral met een hoge hoeveelheid vlees en dierlijk vet.
1904
Een prachtig exemplaar van de 'sfygmometer van Potain', in Parijs gefabriceerd door Boulitte in 1904.
1904
De firma Accosson werd in 1859 opgericht door Alfred Charles Cossor, nadat hij eerst een opleiding glasblazen had gevolgd. In 1875 kwam zijn zoon Alfred Charles in de zaak en tien jaar later volgde de jongste zoon Frank. In 1904 werd de eerste sphygmomanometer gebouwd, met gebruik van de glasblaastechnieken om de glazen manometer te maken. In 1921 vervoegde Frank Gordon Cossor, de zoon van Frank, het bedrijf en het gamma producten werd uitgebreid met alles soorten thermometers, hydrometers en spuiten. Sphygmomanometers echter werden het hoofdproduct van het bedrijf
Een vroeg Acosson model, een sierlijke desktop sphygmomanometer gemaakt van bakeliet.