“怦怦怦……”我们的心脏每时每刻都在跳动，并且产生微弱的电流，当被连接于体表的电极接收后，就显示出起伏不平的图形，成为心电图。那么，到底是谁发明了心电图机？
他就是荷兰科学家威廉·爱因托芬，因对心电图学的开创性工作和无与伦比的贡献而被誉为“心电图之父”，并于1924年获诺贝尔生理学或医学奖。今天（5月21日）是他的诞辰日，让我们一起来了解他和心电图的故事~
立志挖掘心脏病的奥秘
心脏可以说是人体里最忙碌的器官了，每天要搏动10万次左右，其重要性不言而喻。但是如果它生病了，该如何诊断和治疗呢？在心电图发明之前，这无疑是个大问题。
在威廉·爱因托芬小时候，一位照顾他的保姆洪妈因心脏病去世，他很悲痛，也暗下决心，以后一定要好好学医，专门研究心脏病。
19世纪末，科学家们对心脏的研究已经有了一定的进展。1887年，英国生理学家沃勒展示了一个实验，他将自己的左右手分别放置在了装有盐溶液的水盆中，盐溶液和毛细管静电计连在了一起，仪器上的水银柱伴随着心脏跳动而搏动。尽管受当时设备水平所限，记录的图形只有心室波，而且波形小，不稳定，不易辨认，但这是人类历史上的第一例心电图，为心电图技术应用的最终问世奠定了基础。
△A：沃勒；B：毛细管静电计核心组成；C：首例心电图（仅有心室V1、V2波）
沃勒的创举让威廉·爱因托芬大为震撼，此后13年，他完全致力于毛细管静电计记录心电图的研究。
将心电图机献给心脏病患者
为了了解心电图形成的原理，威廉·爱因托芬跑去物理学院学习电学，并且通过日复一日的解剖加深对心脏结构的了解。终于，他提出Einthoven三角，类似的思路一直延续至今。
那么Einthoven三角的依据是什么呢？
这就要说到心脏电力的检测了。简单来说，心脏可以被看作是一个电磁场，使我们的身体产生一个宏观电场，这种电场会使身体的各个部位产生不同的电压。测心电图的本质就是测这种电压，因此人体不同方向的电压对应于心脏中不同方向的信号纤维在传输电信号。故心电图各个导联对应的部位也不同。
并且，他为了使电流表现得更加明显，设置了新的装置。简单来说，就是使心脏电信号传到一根镀银石英丝上面，由于在磁场中运动的电荷会受到洛伦兹力，如果石英丝有电流通过，石英丝就会在磁场中受力运动，但磁场力太小的话，石英丝几乎不会动，因此他在石英丝两边分别安置了两个重约100kg的巨大磁石，使石英丝运动变得明显可见，从而使得心脏电信号变得明显能被更精确地记录下来。但这套设备十分重，甚至需要5个人同时操作。
1903年，他成功地用弦线式心电图机记录了第一份真正意义上的心电图，并将各波命名为P、Q、R、S、T、U波，这些命名沿用至今。其发表的论文《一种新电流计》获得广泛的承认，标志着心电图临床应用的时代已开始。这一年被称为心电图的公元元年，威廉·爱因托芬因此被称为“心电图之父”。1924年，他因发现心电图的产生机制和改进、完善心电图仪，被授予诺贝尔生理学或医学奖。
心电图领域发展迅速
直到今天，心电图仍是最普及、最安全可靠的无创了解心脏功能疾患的方式。很多时候，通过一个小小的心电图，就能及时发现患者心脏的问题所在，及时抢救，挽救生命。
第一台心电图机无法放大心脏电流，用巧夺天工的工艺让极其微弱的电流在没有放大的基础上被记录，这种弦线式心电图由剑桥大学生产，10年只生产了3台，现存于伦敦博物馆。
△1916年，一位伦敦市民在做心电图
随着社会的发展和科技的进步，现在的心电图机已经不是庞然大物，各类新型、小巧、多功能、多通道、高性能的心电图机已经普遍应用。心电图检查已成为临床四大常规检查项目之一，种类包括常规心电图、动态心电图、运动平板心电图、心电向量图、食道调搏心电图、起搏心电图等，能非常灵敏地提示心律失常、心绞痛、心肌梗塞、心肌缺血、心肌炎、高血压性或肺源性心脏病、电解质异常等疾病，尤其对于及早发现心脏隐患，预防猝死有着重大的价值。
中国心电图技术的应用也在持续发展中。1928年，中国医学科学院北京协和医院购进了两台Cambridge公司生产的心电图机，开启了我国心电图应用的先河。截至1949年，协和医院已积累了几万份双极肢体导联心电图资料。1950年黄宛教授回国，及时将原来的旧式心电图机改造为单极导联心电图机，再次与世界同步。
随着新的传感技术、无线通讯技术、人工智能等技术的发展，更轻便、更简便、更高效的心电图诊疗相关器械工具被应用于临床，探索着人体生命信息数据化的道路，期待未来能够更好地为患者服务。
参考资料：
1.蝌蚪五线谱网站.心电图机：献给心脏病患者的礼物
2.“江西中医药大学第二附属医院”公众号.小心电，大辉煌——心电图的前世今生
3.“山西中医药大学研究生会”公众号.科普｜心电图的问世历程
4.@环球人物杂志 #今日穿越#【161年前，“#心电图之父#”威廉·爱因托芬出生】
制作：北京市科协融媒体中心
记者：赵玲
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