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Sociedad

Tercer Milenio

Aquellos maravillosos inventores

Los asuntos del corazón de Willem Einthoven, inventor del electrocardiógrafo

En 1901 el médico holandés Willem Einthoven (1860-1927) inventaba el galvanómetro de hilo, el primer electrocardiógrafo de la historia. En el marco de las siguientes tres décadas el aparato iba a revolucionar el diagnóstico de dolencias cardíacas; su empleo se extendería a un gran número de hospitales; y su creador sería galardonado con el Nobel de Medicina en 1924.

Willem Einthoven prueba el galvanómetro de hilo con un paciente, con manos y pies desnudos dentro de cubetas de disolución salina (1916)
Willem Einthoven prueba el galvanómetro de hilo con un paciente, con manos y pies desnudos dentro de cubetas de disolución salina (1916)

Willem Einthoven nació el 21 de mayo de 1860 en la isla de Java, donde su padre se había establecido como doctor tras ejercer como médico del ejército neerlandés en las Indias Orientales. A los diez años, y tras el fallecimiento de su progenitor, la familia se trasladaba a la localidad holandesa de Utrech, donde Willem completó sus estudios. En 1878 se matriculaba en la universidad local para estudiar Medicina.

En los comienzos de su etapa universitaria a Willem le atrajeron más los deportes que la ciencia médica, especialmente el remo y la gimnasia. Una fractura de muñeca mientras practicaba esta disciplina le obligó a guardar reposo absoluto y acudir a sesiones de rehabilitación. Y con ello, a interesarse por los estudios anatómicos, campo en el que publicaba en 1882 su primera investigación, sobre el mecanismo y movilidad del hombro, que le confirió reputación como prometedor investigador.

Tras obtener el título de Medicina, en 1885, Willem decidió aceptar el puesto de profesor de Fisiología en la Universidad de Leyden, que le habían ofrecido y que le permitiría dedicarse a la investigación. Allí, dedicó los siguientes cuatro años al estudio de la fisiología respiratoria. En 1889, asistía al I Congreso Internacional de Fisiología en Basilea, donde presenció atónito cómo su colega Augustus D. Waller registraba la actividad eléctrica del corazón humano. Una experiencia que iba a marcar el definitivo punto de inflexión en la carrera de Einthoven.

Electrofisiología

El estudio de la señal eléctrica del corazón era una de las más novedosas y prometedoras aplicaciones diagnósticas de la reciente disciplina de la electrofisiología, cuyo origen se situaba en los célebres experimentos con ancas de rana efectuados en la última década del siglo XVIII por Luigi Galvani; con los que había demostrado que la señal nerviosa –responsable de la contracción muscular– se transmitía mediante un impulso o corriente eléctrica. 

En 1869 Alexander Muirhead había realizado el primer registro de la señal eléctrica de un corazón humano, empleando un aparato originalmente destinado a detectar señales eléctricas trasatlánticas.

 Y en 1873 Gabriel Lippmann había inventado el primer instrumento específicamente diseñado a tal efecto, el electrómetro capilar: consistía en un tubo de cristal lleno de mercurio que se estrechaba hasta convertirse en un capilar, que se sumergía en otro tubo lleno de ácido sulfúrico diluido. El aparato se conectaba mediante cables con electrodos al pecho del paciente y los cambios en el potencial eléctrico provocaban un leve desplazamiento del menisco del mercurio, que era registrado en un papel fotosensible. El electrómetro capilar era el instrumento empleado por Waller en la demostración que motivó a Willem Einthoven a dar un giro a sus investigaciones y volcarse en la electrofisiología cardíaca. Pero presentaba muchas limitaciones. La elevada densidad del mercurio le confería una inercia que reducía su sensibilidad para detectar los débiles impulsos eléctricos del corazón.

Willem decidió desarrollar un nuevo instrumento que fuese suficientemente sensible: el galvanómetro de alambre, el primer electrocardiógrafo. El nuevo equipo se basaba en el fenómeno de inducción magnética descubierto por Oersterd en 1820 y según el cual cuando una corriente eléctrica circula por un alambre induce un campo magnético. Cuando este cable se sitúa cerca de un imán, se desplaza ligeramente.

Flechazos en el laboratorio para obtener el hilo más fino

El galvanómetro de hilo de Einthoven consistía en un finísimo hilo conductor que desfilaba entre dos imanes. Cuando los impulsos eléctricos del corazón circulaban por el hilo, este se desplazaba ligeramente, proyectando una sombra que era amplificada mediante métodos ópticos y registrada en un papel fotosensible que avanzaba arrastrado por un rodillo. La elevada sensibilidad del aparato residía en un cable conductor "inconcebiblemente" delgado y ligero que Willem había concebido atando el extremo de una bobina de cable de cuarzo a una flecha, calentando la bobina y, posteriormente, disparando la flecha con un arco a través de su laboratorio para obtener un hilo de apenas tres micras de grosor.

Primeros electrocardiogramas

En 1901 Einthoven publicaba sus primeros registros de la señal eléctrica del corazón, a los que denominó electrocardiogramas; lo que propició que el equipo fuese rebautizado como electrocardiógrafo (ECG). El aparato pesaba más de 270 kg, ocupaba dos habitaciones y requería cinco operarios, mientras el paciente permanecía sentado con las manos y pies desnudos introducidos en cubetas de disolución salina. A fin de potenciar su utilidad clínica, en 1906 Einthoven desarrollaba el telecardiograma –acaso el primer ejemplo de telemedicina- que mediante cables eléctricos conectaba su aparato al hospital de Leyden, donde los pacientes eran conectados a los electrodos y la señal se registraba en el laboratorio de Willem, a casi 2 km de distancia.

Electrocardiógrafo fabricado por la Cambridge Instrument Company.
Electrocardiógrafo fabricado por la Cambridge Instrument Company.
Science Museum, London

Dos años más tarde, en 1908, patentaba su invento y alcanzaba un acuerdo con la Cambridge Instrument Company para que lo comercializase. En un principio, y debido a su tamaño, la demanda se limitó a unos pocos hospitales, pero en poco tiempo su uso se extendió gracias a los nuevos descubrimientos realizados por el propio Einthoven y otros especialistas, como el cardiólogo británico Thomas Lewis o el estadounidense James Herrick, que lo aplicó para diagnosticar con éxito el infarto de miocardio. A pesar de ello, los electrocardiógrafos continuaron siendo mamotretos hasta después de la I Guerra Mundial, cuando las compañías comenzaron a producir equipos portátiles que pudiesen ser transportados hasta la cama del paciente. En este empeño la Cambridge Instrument Company comercializó un modelo de ECG que apenas pesaba 22 kg; poniéndolo al servicio de muchos médicos y centros.

Entre tanto, Einthoven había visto reconocida su vital contribución a la medicina con la concesión del Nobel de 1924 "por su descubrimiento del mecanismo del electrocardiograma". Solo tres años más tarde, en 1927, fallecía víctima de un cáncer abdominal.

Miguel Barral Técnico del Muncyt

Esta sección se realiza en colaboración con el Museo Nacional de Ciencia y Tecnología

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