Willem Einthoven (1860-1927), Professor Fysiologie aan de Universiteit van Leiden, vond de 'snaargalvanometer' uit waarmee hij praktisch bruikbare ECG's afnam, maar tevens ontwikkelde hij de 'interpretatie-terminologie'. In 1889 tijdens het 'First International Congress of Physiologists' in Bazel zag Einthoven een demonstratie van de Britse fysioloog Augustus Désiré Waller (1856-1922) met zijn trouwe hond en hij was meteen zwaar onder de indruk. Met behulp van de Lippmann-elektrometer startte Einthoven in 1893 met het registreren van harttonen. 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 dacht waar te nemen bij beluistering van het hart. Einthoven had echter meer belangstelling voor de cardiografie, zodat hij de fonocardiologie links liet liggen. Ondanks de verbeteringen die hij eraan toevoegde bleef het werken met de capillaire elektrometer veel 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 de Franse arts Jacques Arsène Deprez-d'Arsonval (1851-1940) 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 van een geleidende zilverlaag, die verticaal tussen twee sterke elektromagneten gespannen was. Als er een stroom door de draad liep zorgde het magnetisch veld dat deze bewoog. Via een microscoop werd de uitslag van de draad vergroot en vervolgens continu vastgelegd op een draaiende rol fotografisch papier.
Het labo van Einthoven met de snaargalvanometer
De originele snaargalvanometer had watergekoelde elektromagneten. Er waren vijf mensen nodig om hem te bedienen hij woog driehonderd kilo en kon dus niet verplaatst worden. De patiënten moesten naar het toestel worden gebracht, maar hiervoor kreeg Einthoven geen toestemming van de ziekenhuisdirectie, omdat de meeste patiënten te zwak waren. Reden waarom hij de patiënt en zijn snaargalvanometer aan een telefoonlijn koppelde.
Afgewerkte snaargalvanometer. De lange zijde van de magneet is bedekt door de windingen van de buis voor waterkoeling.
Een illustratie bestaande uit de vergelijking van drie opeenvolgende episodes van een elektrocardiografische ontwikkeling.
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.
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.
Eén van de eerste elektrocardiogrammen met de snaargalvanometer, gepubliceerd in 1902 en 1903.
Bij het ECG-model van Einthoven was de cardiale bron een bi-dimentionale dipool in een vaste locatie binnen een volumeconductor die ofwel oneindig en homogeen was, ofwel een homogene sfeer met een tweepolige 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 aan de dij. Daaruit voortvloeiend nam hij aan dat de functionele meetposities van het linkerbeen en de rechter- en linkerarm 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 als één enkele dipool kon benaderd worden met vaste positie, maar waarvan de magnitude en de oriëntatie konden verschillen. De locatie van de hart dipool werd voor het gemak als centrum van een driehoek gekozen relatief aan de afleidingen. De signalen werden vanuit de twee armen en het linkerbeen (moderne afleiding I) bekomen. Om de geleiding te verhogen werden handen en voeten in een bad met zoutoplossing gedompeld.
Begin van de jaren 1900
verschoof de focus van het meten van lichaamsdelen naar het testen van
de vitale werkcapaciteit. Zo testte de Amerikaanse fysioloog Thomas Andrew Storey (1875-1940) in 1903 de invloed van vermoeidheid, de Amerikaanse fysioloog James Huff McCurdy (1852-1921) in 1901 en de Canadese arts R. Tait McKenzie (1867-1938) in 1913 de invloed van de bloeddruk en de Amerikaanse fysioloog W.L. Foster in 1914 de invloed van de hartslag.
De Duitse fysioloog Nathan Zuntz (1847-1920) oordeelde dat het van vitaal belang is dat wetenschappelijke conclusies niet uitsluitend op in het labo verzamelde gegevens gebaseerd mogen zijn, maar dat ze ook met veldcontroles moeten bevestigd worden en vice versa. Deze proceduremethode kwam duidelijk tot uiting in zijn boek 'Studien zu einer Physiologie des Marsches' (Studies over de fysiologie van het marcheren), dat hij in 1901 samen met dokter William Schumburg (1882-1962) publiceerde. Zij onderzochten het marcheren bij Pruisische soldaten en ontwikkelden daarvoor enkele toestellen.
Met die toestellen konden ze de bloeddruk, de hartslag, de ademhalingsfrequentie en de vitale capaciteit meten en stelden ze vast dat er tijdens het marcheren een aanzienlijke beperking en een duidelijke verlaging van het prestatievermogen van de luchtwegen was.
In september 1901 presenteerde Zuntz zijn nieuwe draagbare gasmeter op het vijfde Internationaal Congres van Fysiologie in Turijn. Voor het meten van de windsnelheid droeg hij op zijn hoofd een muts waaraan een anemometer was gekoppeld.
De Amerikaanse firma Spalding, bekend voor haar sportmateriaal, startte met de productie van roei ergometers.