Historia del descubrimiento del electrocardiógrafo

El electrocardiograma, no aparece de la nada, sino que es una invención que se apoya en conocimientos previos. Ya en el siglo XVII se comenzó a estudiar la electricidad con los tejidos humanos y animales. En 1842 el físico italiano Carlo Matteucci, profesor en la Universidad de Pisa, muestra cómo la corriente eléctrica acompaña a cada latido cardíaco utilizando como sensor un nervio extraído de un anca de rana: cuando pasaba la electricidad del corazón vivo por el nervio, el anca de la rana se contraía.

Carlo Matteucci nace el 20 de junio de 1811 en Forlì, Emilia-Romaña. Cursó sus estudios en la École polytechnique de París. Fue profesor de física en Bolonia (1832), Rávena (1837) y Pisa (1840).

Se dedicó sobre todo al estudio de la electricidad.

En 1844 recibió la medalla Copley de la Real Sociedad de Londres. En 1847 desempeñó un papel importante en política, y en 1860 fue elegido senador de Italia, al mismo tiempo que ejerció de inspector general de las líneas de telegrafía italianas. En 1862 aceptó el cargo de ministro de educación. Murió el 25 de junio de 1868 .

Ya he comentado en otra ocasión como Duchene, también a mediados del 1800 se dedicó a estimular eléctricamente músculos faciales y a registrar el efecto en fotografías que publicó en un libro titulado “Mecanismo de la fisionomía humana o análisis electrofisiológico de las pasiones aplicable a la práctica de las artes plásticas”. Pero esto hoy no viene muy a cuento porque lo que me interesa es la electrocardiografía.

En lo que respecta al corazón, dos anatomistas, Rudolph von Koelliker y Heinrich Muller, confirmaron en 1856 que una corriente eléctrica acompaña a cada latido, al aplicar un galvanómetro en la base y ápice de un ventrículo expuesto.

Rudolph Albert von Kölliker nació el 6 de julio de 1817 en Wurzburgo, Zurich. Fue un anatomista, embriólogo, fisiólogo, zoólogo y botánico suizo. Muy querido y admirado en la Royal Society inglesa, que lo nombra miembro extranjero en 1860, y en 1897 le concede la medalla Copley.

En 1902 recibe la medalla linneana. Murió el dos de Marzo de 1905. Kölliker era un buen amigo de Wilhelm Röntgen, el descubridor de los rayor X, por lo que la mano de Kölliker fue una de las primeras radiografiadas y de la que aún guardamos la imagen. Pero de Roentgen ya hablaré otro día.

Heinrich Müller nació el 17 de diciembre de 1820 en Castell, un pueblo del sur de Baviera. A los 18 años se matriculó en la Universidad de Múnich. Durante los siete años siguientes estudió en las universidades de Heidelberg, Friburgo, Viena y Wurzburgo. 

En 1847 entró a trabajar en la Universidad de Wurzburgo en la que permaneció hasta su fallecimiento. En 1849 optó a la jefatura de Anatomía Patológica, pero finalmente se la dieron a Rudolf Virchow, quedando él como profesor de anatomía comparada. A partir de 1851 se centró en estudiar el ojo. Müller realizó contribuciones en muchos campos campos: la Fisiología, la Neurobiología, la Embriología y la Zoología. Constituyo el primer Instituto de Fisiología Experimental. Amplio la ley de Bell-Magendie formulando la doctrina de las energías nerviosas especificas y demostró que existen cinco clases de nervios sensoriales, cada nervio responde de su propio modo característico independientemente del estimulo que recibe. Estudió la regeneración de la cola de la lagartija, la osteogénesis y su relación con el raquitismo y la actividad eléctrica del corazón. Müller sufrió a sus 43 años un zóster oftálmico, por el que acabó en coma y falleciendo el 10 de mayo de 1864.

En 1872 Muirhead, comunica haber registrado la actividad eléctrica del corazón, conectando electrodos a la muñeca de un paciente febril.

Alexander Muirhead nació en East Saltoun, East Lothian, Escocia el 26 de mayo de 1848. Estudió el bachillerato en Ciencias en el College de la Universidad de Londres y obtuvo el Bachelor of Science con honores en química en el Hospital de San Bartolomé. 

En 1870 fue aceptado como miembro de la Chemical Society y en 1872 obtuvo el Doctor of Science en electricidad. Fue miembro de la Institución de Ingenieros Eléctricos desde 1877 y miembro de la Royal Society en 1904. Fue asesor científico de la compañía Latimer Clark Muirhead & Co. y junto a H. A. Taylor patentó un método dúplex de señales inalámbricas para uso en cables submarinos. Trabajó con Sir Oliver Lodge sobre el desarrollo de la telegrafía inalámbrica, en la que obtuvieron diversas patentes, que posteriormente vendieron a Marconi en 1904. Murió en Shortlands, Kent, el 13 de diciembre de 1920.

Gabriel Jonas Lippman (1845 1921) físico francés, (Premio Nobel de Física en 1908 por su método de reproducción de los colores en fotografía), inventó el electrómetro capilar, para medir pequeñas diferencias de voltaje.

Lippman nace en Bonnevoie, Luxemburgo, el 16 de agosto de 1845 en el seno de una familia francesa. Estudió en París, en el liceo Henri IV y a partir de 1868 en la Escuela Normal Superior. Posteriormente viaja a Alemania y trabaja con con Wilhelm Kühne y Gustav Kirchhoff en Heidelberg y con Hermann Ludwig von Helmholtz en Berlín. En 1875 y el 24 de julio defiende su tesis doctoral “Relaciones entre los fenómenos eléctricos y capilares”. Se incorpora después al Laboratorio de Investigaciones Físicas de Jules Jamin, de la Escuela Práctica de Altos Estudios, hasta su nombramiento como profesor en la Facultad de Ciencias de París en 1878. En 1883 le nombran profesor de física matemática en la Sorbona y en 1886 profesor de física general. Ese mismo año, es elegido presidente de la Academia de Ciencias, mientras que rechazan a Henri Becquerel; será presidente hasta 1912. También fue director del Laboratorio de Investigaciones Físicas y presidente de honor de la Sociedad Francesa de Fotografía entre 1897 y 1899, sucediendo en el cargo a Étienne-Jules Marey.

 

En 1878 John Burden Sanderson, registra la corriente eléctrica del corazón mediante el uso de un electrómetro capilar de Lippman y demuestra que cuenta de dos fases (lo que hoy conocemos en el electrocardiograma como QRS y T).

Sanderson nace el 21 de Diciembre de 1828 en Newcastle upon Tyne. Estudió en la Universidad de Edinburgo y de París En Edinburgo fue Oficial Médico de la Salud de Paddington en 1856 y cuatro años después médico de Middlesex y del Hospital Real de Brompton. 

En 1858 fue enviado a investigar diversos brotes de difteria y cólera. En 1871 informó de que el Penicillium inhibía el crecimiento de bacterias. En 1874 fue nombrado profesor de fisiología en la University College London y en 1882 la Royal Society le premió con una Royal Medal en reconocimiento de sus investigaciones sobre los fenómenos eléctricos que muestran ciertas plantas, la relación de los microorganismos con las enfermedades y por su labor en el campo de la fisiología y la patología. Falleció el 23 de noviembre de 1905.

Pero el primero en acercarse al corazón bajo el punto de vista eléctrico y publica el primer electrocardiograma humano registrado con un galvanómetro capilar de mercurio fue el fisiólogo inglés Augustus Desiré Waller en 1887. Waller llamó inicialmente a los trazos “electrogramas” e hizo la presentación pública de su técnica en 1889. Para sus demostraciones utilizaba a su perro Jimmy al que conectaba los electrodos.

Augustus Desiré Waller nación en París el 18 de julio de 1856. Estudió medicina en la Universidad de Aberdeen, donde se graduó en 1878 y obtuvo su doctorado en 1881. En 1883 trabaja como profesor de fisiología en la Escuela de Medicina para las Mujeres de Londres y se casa con una de sus alumnas, Alice Palmer. En 1884 pasa a ser profesor de fisiología en el Hospital St Mary's. Fue nombrado Profesor Fullerian de Fisiología en 1896 con una fecha de inicio del 13 de enero de 1897. Murió en Londres, después de sufrir dos infartos el 11 de marzo de 1922. 

 

William Bayliss y Ernest Starling, ambos fisiólogos británicos del University College de Lóndres mejoran el galvanómetro capilar y al conectarlo a la mano derecha muestran una “variación trifásica” que acompaña a cada latido cardiaco (P, QRS y T). Además señalaron un retraso de 0.13 segundos entre la estimulación atrial y la despolarización de los ventriculos (intervalo PR).

William Bayliss  a la izquierda y Ernest Starling a la derecha

 

Ernest Henry Starling nació el 17 de abril de 1866 en una familia de escasos recursos económicos y de profunda creencia religiosa. Recibió su primera educación en Islington (1872-1879) y en el Colegio de la Escuela del Rey (1880-1882). En 1882 ingresó en el Hospital Escuela de Medicina de Guy de Londres. Entre 1885 y 1900 trabajó en el laboratorio de Willy Kühne en Heidelberg. Trabajó principalmente en el University College de Londres, aunque también lo hizo en Alemania y Francia. En enero de 1902 junto a William Maddock Bayliss (2 de mayo, 1860, Wolverhampton - 27 de agosto, 1924, Londres) presenta una comunicación preliminar que completan en septiembre del mismo año un documento establece la existencia y el papel de la secretina. En 1905 Starling acuña la palabra “hormona” para designar “mensajeros químicos” del cuerpo producidas por las glándulas endocrinas. Es en esta época cuando es elegido para la cátedra de la Sociedad Real en Foulerton y concluyó sus prolíficos estudios dedicado a investigar la función renal. En 1924, junto con Ernest Basilio Vernay (1894-1967), demostró la reabsorción de agua en los túbulos del riñón. Starling falleció el 2 de mayo de 1927 abordo de un barco, mientras realizaba un crucero por el Caribe, y fue sepultado en Kingston, Jamaica.

Finalmente, caminando a hombros de estas grandes figuras es como Eithoven inventa su galvanómetro (lo que después conoceremos como electrocardiógrafo)

Willem Einthoven nació el 21 de mayo de 1860 en Semarang, capital de la provincia de Java Central, en la isla de Java, que pertenecía a las Indias Orientales Holandesas y que ahora es de Indonesia. Su familia descendía de judios Españoles emigrados a Holanda en la época de la Inquisición a fines del siglo XV. Wilhem era el tercero de seis hijos y fruto del segundo matrimonio de su padre, Jacob Einthoven (un médico del ejercito colonial) con su segunda esposa, Louise MMC de Vogel. Cuando el tenía la edad de 10 años, la familia volvió a Holanda debido a la muerte de su padre y se establecieron en Utrech donde haría sus estudios primarios y secundarios. En 1878 comienza a estudiar medicina siguiendo el modelo paterno, corriendo con los gastos el ejército holandés a condición de que Willem trabaje después como médico militar en las colonias. Espoleado por Koster, que era su profesor de anatomía, publica y presenta en la Real Academia de Medicina su primer trabajo “Algunas observaciones sobre el mecanismo de la articulación del codo”. El 4 de julio de 1885 presenta su tesis de doctorado guiado por el oftalmólogo Frans Cornelis Donders “Estereoscopia por diferencia de colores”. Ese mismo año el consejo universitario le nombra para la cátedra de Fisiologia en la Universidad de Leiden, plaza que queda vacante por fallecimiento del titular. A los pocos días de llegar a Leiden se casa con una prima hermana, con la que tendrá tres hijas y un hijo. Con el sueldo de docente pudo pagar holgadamente la fianza (que ascendía a 6000 florines) y librarse de trabajar en las colonias. El laboratorio de fisiología de Leiden se convierte, bajo la dirección de Einthoven, en uno de los más importantes del país. 

Los primeros trabajos de Einthoven se basan en el electrómetro de Lippman; desconocía la existencia de un aparato semejante construido en 1897 por el ingeniero francés Clement Ader en el campo de la aeronáutica (Ader ha pasado a la historia, entre otras cosas, por ser el inventor del avión, establecer en 1880 el primer servicio telefónico de París y comenzar las investigaciones del sonido estéreo). A Einthoven, que no era nada manitas, le ayudaba un asistente de laboratorio, Van de Woerd, que fue el que realmente fabricó muchos de los complicados elementos del nuevo galvanómetro. En 1901 Einthoven publica su artículo “Un nuevo galvanómetro” en una revista holandesa, editada en francés, pero el invento pasó prácticamente inadvertido. Posteriormente, en 1903 publica en alemán “El registro galvanométrico del electrocardiograma humano, con una revisión del electrómetro capilar en Fisiología” en una prestigiosa revista de la época y es traducido al francés al año siguiente, consiguiendo de esta manera verdadera repercusión mediática. Este primer electrocardiógrafo no era muy práctico porque pesaba 270 kg, ocupaba dos habitaciones y requería 5 personas para manejarlo; lo que se hacía era conectar el aparato del laboratorio con el paciente que se encontraba en el hospital a través de la red eléctrica de la ciudad, El paciente debía mantener manos y pies dentro de grandes cubetas llenas de solución conductora.

A la empresa eléctrica le pagaban los servicios a medias el Laboratorio y el Departamento de Medicina del hospital y precisamente por ello aparecieron los primeros problemas. Al parecer el jefe del departamento de Medicina tuvo celos del éxito de Einthoven y se negó a pagar, por lo que el invento dejó de utilizarse. Pero Einthoven siguió adelante y en 1906 publica un artículo titulado “El telecardiograma” (incluye ejemplos de extrasístoles, bigeminismo, hipertrofia ventricular, flutter y fibrilación auricular ) y en 1908 “Consideraciones adicionales sobre el ECG”. En 1908 ya está listo el primer electrocardiógrafico, con las derivaciones I-II-III (I derivación: de brazo derecho a brazo izquierdo; II derivación: de brazo derecho a pierna izquierda; III derivación de brazo izquierdo a pierna izquierda). La empresa Edelman es la primera en interesarse en la comercialización del electrocardiógrafo, pagando a Einthoven 25 dólares por unidad vendida. Pero, muy pronto, la empresa hace algunos cambios en el aparato y se niega a reconocer los derechos de autor de Einthoven con lo que éste vende su idea a la compañía del hijo de Charles Darwin (Cambridge Scientific Instrument Co). Entre 1905 y 1906 fue elevado a la categoría de Rector Magnífico de la Universidad de Leiden. Fue miembro de la Academia Real de Ciencias de su país. En octubre de 1924 se le concedió el Premio Nobel de Fisiología y Medicina, por su descubrimiento del mecanismo del ECG; lo recibió en diciembre de 1925, en Estocolmo.