Einthoven, het hart en Electromagnetisme

Bron: #Dwars door de buurt – editie 222

Geleerden en straatnamen in de Watergraafsmeer – deel 21

De Einthovenstraat is een zijstraat van de Hugo de Vrieslaan. Wie was Willem Einthoven die door middel van electrocardiografie nieuwe mogelijkheden schiep om het menselijke hart te onderzoeken?

Het hartfilmpje / ECG, voluit electrocardiogram, is wereldwijd de onderzoekmethode van het hart bij ziekte en gezondheid. De elektrocardiografie als discipline is het werk van de arts Professor Willem Einthoven (1860-1927), hoogleraar fysiologie en histologie aan de medische faculteit in Leiden. Al op de leeftijd van 27 jaar werd hij benoemd en hij was daar bijna 40 jaar actief. Hij won de Nobelprijs Fysiologie en Geneeskunde 1924 voor dit werk. Met de Einthovenstraat in Jeruzalem / tuindorp Frankendael wordt hij geëerd.

Fysiologie is de biologische wetenschap die studie maakt van de levensprocessen in planten, dieren en mensen aan de hand van natuurkundige onderzoeksmethoden. Einthoven richtte zich op de fysiologie van het menselijk hart. Zijn onderzoek was in de verte verwant aan dat van de Italiaanse arts Luigi Galvani. Eind 18de eeuw beschreef deze het verschijnsel dat een vers geamputeerde kikkerpoot tot samentrekken geprikkeld kan worden door een elektrische ontlading.

Electroden aan ledematen
Tientallen jaren zette Einthoven zich in om natuurkundige kennis over elektromagnetisme toe te passen in het onderzoek van de hartspier. Daarvoor ontwikkelde hij na mislukkingen met bestaande apparatuur een nieuw meetinstrument, de uiterst gevoelige snaargalvanometer, een stroomsterktemeter rond het begin van de vorige eeuw. Het was een grote technische prestatie om de uiterst zwakke elektromagnetische verschijnselen uitwendig waar te nemen van de elektrische ontlading die de samentrekking van de hartspiercellen in gang zet. Daartoe moet men kunnen meten in de orde van 1 millivolt. Hij bevestigde de elektroden aan de ledematen, zoals dit nog steeds bij het afnemen van een ECG gebeurt. Het signaal dat de snaargalvanometer toont, werd met behulp van lenzen waargenomen en vastgelegd op een lichtgevoelige papierstrook ten behoeve van de beoordeling.

Diagnose op afstand
Vervolgens ontwikkelde Einthoven een protocol voor standaardafleidingen om het richtingsverloop van de ontlading in de hartspier van alle kanten vast te leggen. Met zijn combinatie van techniek en diagnostiek werd een directe analyse van gezondheid en ziekte van de hartspier mogelijk; het is een methodiek die zich inmiddels al meer dan honderd jaar handhaaft.
De grote en zware apparatuur was niet bij patiënten te brengen, maar door middel van een telefoonverbinding gelukte het Einthoven het signaal van de hartactie van patiënten over een afstand van 1,5 km uit te lezen. Hij was zo ook een pionier op het terrein van telediagnostiek; pas tegenwoordig is diagnose op afstand echt aan het doorbreken.

Noodwoningen en cultuurhistorie
De Einthovenstraat is een zijstraat van de Hugo de Vrieslaan tussen de lichtgrijze Jeruzalem-duplexbouw van begin jaren vijftig van de vorige eeuw. De woningbouw in dit hoekje van Jeruzalem heeft de status van rijksmonument. Woningcorporatie Rochdale heeft tijdens de recente renovatie de originele uiterlijke kenmerken zorgvuldig behouden en waar nodig teruggebracht.
In het ontwerp van wederopbouwarchitect Willem ten Bosch (2009-2011) met de twee bouwlagen en de lichtgrijze betonblokken, is de originele vormgeving van kozijnen, dakranden en regenpijpen teruggebracht. Uiteraard zijn de woningen achter de gevels technisch gemoderniseerd en verduurzaamd. De cultuurhistorische waarde als monument schuilt enigzins paradoxaal in het karakter van een industrieel gebouwd noodwoningencomplex.
Deze bouwwijze is destijds ook op andere plaatsen in Nederland toegepast. Rochdale heeft uiteindelijk een veel groter deel van Jeruzalem gerenoveerd dan alleen de door monumentstatus beschermde blokken. De meest noord-oostelijke Jeruzalem-blokken werden onlangs gesloopt en herbouwd in een moderne interpretatie van de oorspronkelijke stijl.

Hart boven oog
Een zijstraatje van de Einthovenstraat, de F.C. Dondersstraat, vormt een hofje waarvoor eveneens de ‘monumentale’ status geldt. Het heeft een tweede toegang vanaf de Maxwellstraat. De vernoeming betreft de leermeester van Einthoven, professor Franciscus Cornelis Donders (1818-1890), hoogleraar geneeskunde en fysiologie te Utrecht. Donders verwierf faam ook buiten Nederland met zijn naamgeving voor en verklaring van oogafwijkingen als bijziendheid / myopie, verziendheid / hypermetropie en oudziendheid / presbyopia (de leesbril vanaf een jaar of veertig). Hij gaf een natuurkundige analyse van de werking en afwijkingen van de ooglens, de lichtbreking en het accommodatievermogen. Hij had belangstelling voor cognitieve processen bij waarneming, en was oogarts en medeoprichter van het Ooglijdersgasthuis te Utrecht. Willem Einthoven was aanvankelijk van plan in de voetsporen van zijn leermeester in de oogheelkunde te treden. De uitdaging electromagnetische verschijnselen aan het hart in plaats van aan het oog te onderzoeken heeft het uiteindelijk bij hem gewonnen.

Licht breken
Even verderop aan de Einthovenstraat, voorbij de Lorentzstraat, bevindt zich een tweede gerenoveerd hofje met de naam Snelliusstraat. Dit hofje is vernoemd naar Willebrordus Snellius (1580-1626), de gelatiniseerde naam van Willebrord Snel van Rooyen, een geleerde homo universalis in de vroege 17de eeuw, de Hollandse renaissance ten tijde van de opstand.
Na bezoeken aan Praag en Parijs, centra van wetenschap, volgde hij zijn vader op als hoogleraar wiskunde aan de Leidse Universiteit. Christiaan Huygens vermeldde bijna een eeuw later in zijn beroemde boek over het licht, “Dioptrica”, dat hij de natuurwet van de lichtbreking – op het grensvlak van bijvoorbeeld lucht en water – ontleende aan ongepubliceerd werk van Snellius. De meetkundige optica die Donders toepaste in de oogheelkunde, en die leerlingen in het voortgezet onderwijs bestuderen tijdens de natuurkundeles, is gebaseerd op de lichtbrekingwet van Snellius. De vernoeming van Snellius en Donders in twee hofjes naast elkaar heeft dus een thematische relatie.

Licht en straling
Een tweede thematische relatie tussen de straatvernoemingen in dit buurtje betreft Donders en Einthoven enerzijds en Maxwell en Lorentz anderzijds. Donders met zijn oriëntatie op zien en lichtbreking moet totaal verbluft geweest zijn toen hij kennis nam van de spectaculaire hypothese die James Clerk Maxwell in1862 publiceerde: ‘Licht is zeer wel mogelijk een vorm van elektromagnetische straling’. Maxwell kwam op die gedachte op grond van zijn onderzoek naar de snelheid van elektromagnetische straling; deze bleek gelijk aan de destijds al wetenschappelijk vastgestelde lichtsnelheid. Hendrik Antoon Lorentz, hoogleraar natuurkunde aan de Universiteit Leiden, leverde in 1873 krachtig bewijs voor de juistheid van Maxwell’s hypothese.

Tot de ontwikkeling van het ECG door Einthoven bestond het medisch onderzoek van het menselijk hart alleen uit het waarnemen van lichamelijke tekenen van de bloedcirculatie: de kleur van de huid (bleek of rose of blauw), de inspanningstolerantie, de aan- of afwezigheid van oedeem en/of benauwdheid, het voelen van de pols en vervolgens het luisteren naar de hartslag / harttonen met een stethoscoop. De ontdekking van de bloedsomloop en het besef van de pompfunctie van het hart dankt de geneeskunde aan de Engelse arts William Harvey (1587-1657). Luisteren naar het hart met een stethoscoop dankt de geneeskunde aan de Franse arts René Laennec (1781-1826). Kort voorafgaand aan Einthovens succes met electrocardiografie introduceerde de Italiaanse internist/kinderarts Scipione Riva-Rocci (1863-1937) het meten van de bloeddruk met een opblaasbaar manchet.
William Harvey is vernoemd in een straatnaam in Haarlem, in Franse provincieplaatsen is een Rue Laennec geen uitzondering, een Riva-Rocci straat is nog niet gevonden.

Gloeilampen
Tot slot nog een opmerking: de voor de hand liggende associatie bij Eindhoven en elektrotechniek is Philips. Hier gaat dit niet op: toen Willem Einthoven al vijf jaar met zijn onderzoek in Leiden bezig was, begon Gerard Philips zijn gloeilampenfabriekje in Eindhoven. Inmiddels maakt Philips Healthcare wel ECG-monitoren. #

De Watergraafsmeerse straatvernoemingen van de geleerden Luigi Galvani, Christiaan Huygens, James Clerk Maxwell en Hendrik Antoon Lorentz kwamen al in eerdere afleveringen van deze rubriek aan de orde.

Robert van Andel