心醫史話

Chapter 3 命懸一線：百年心電圖

醫學史上，有兩項檢查技術已經在臨床中應用百年而久盛不衰。一項是X光檢查，其開創者是大名鼎鼎的倫琴，於1900年獲得首屆諾貝爾物理學獎；另一項則是心臟電工的開山之斧——體表心電圖，發明人埃因特霍芬（Einthoven）於1924年榮膺諾貝爾生理學或醫學獎。

A:年輕時的埃因特霍芬；

B:晚年訪問安娜堡時的埃因特霍芬

1前人開路何茫然

早在1786年，意大利博洛尼亞大學的Luigi Galvani博士就指出，可以從骨骼肌記錄電流。1842年，人們首次證明了心肌也存在著電活動。

1887年，英國皇家學會舉行了一場具有劃時代意義的科學演示：生理學家沃勒在犬和人的心臟上，使用毛細管靜電計記錄心電圖。在觀摩這次演示的人中，就有未來的新星——荷蘭萊頓大學的埃因特霍芬。演示中，沃勒成功記錄了人類第一張成型的心電圖，但該圖中只有部分方向上的心室波，心房波則未能記錄。

儘管有嚴重的

A：沃勒；B：毛細管靜電計結構；C：首例心電圖

2山重水複疑無路

沃勒的創舉震撼了年輕的埃因特霍芬。此後13年，他全身心地投入到了用毛細管靜電計記錄心電圖的研究。他改進了多項關鍵技術，使記錄到的圖形更加清晰。他的心電圖超越了沃勒，顯示了心電活動的更多細節，包括心房波、心室的除極波和復極波。

但有個始終無法逾越的難關：這種舊式的毛細管靜電計容易受周圍環境的各種干擾。雖然他記錄的心電圖已從原來的包含2個波變成包含4個波，但仍不能解決各種干擾。這使該技術只能被束之高閣而不能用於臨床。

13年裡，埃因特霍芬一直被困於毛細管靜電計的技術路線中，未能取得突破。

3巧奪天工見光明

1900年，他決定放棄毛細管靜電計，開始尋找新出路。最終，他受阿德爾1897年發明的絃線式電流計之啟發，將其改造後用於記錄心電。為增加這種弦式電流計的靈敏度，不僅要增強磁場，還要減輕絃線。為此，他拉制出纖細的鍍銀石英絃線（直徑僅2.1μm，相當於頭髮絲的三十三分之一，用放大鏡才能看到），懸浮在兩側的磁鐵間。體表心電一旦微弱變化，絃線就會隨之擺動。

以當時的技術，人們無法放大電流本身，所以只能用巧奪天工的工藝，記錄弦的擺動，通過光路系統和負片曝光，將弦擺動放大500倍後間接記錄心電圖。這種絃線式心電圖由劍橋大學生產，10年只生產了3臺。

弦式心電圖機的原理

埃因特霍芬的第一臺心電圖機

1901年，Einthoven成功地用絃線式心電圖機記錄了第一份心電圖，並將各波重新命名為P、Q、R、S、T、U波，這些命名一直沿襲至今。

上圖為埃因特霍芬用舊式毛細管靜電計記錄的心電圖，他用A,B,C,D來稱呼各波形；

下圖為他用新的弦式心電圖機記錄的波形，並將其重新命名為P,Q,R,S,T,U波

有了記錄心電圖的手段，只是萬里長征第一步，如何將電極放置於病人身上也同樣重要。電極應該位於何處，用專業術語來講叫做“導聯繫統”。導聯繫統的規範和藉此研究各類心臟疾病，同樣是漫漫征途。欲知後事如何，且看下回分解！

資助及合作聲明

項目由上海市科學技術委員會科普項目資助

（編號：20DZ2311200）

圖文合作：上海塔科信息技術有限公司