Nederlandsche helden der wetenschap

(1946)–T.P. Sevensma– rechtenstatus

Auteursrecht onbekend

Levensschetsen van negen Nobelprijswinnaars. Hoogtepunten van wetenschappelijken arbeid in Nederland

Vorige Volgende

Willem Einthoven

Geboren in 1860
Overleden in 1927
Prijs toegekend in 1924

door Dr. S. Hoogerwerf
Privaat-docent a.d. Rijksuniversiteit te Leiden.
Oud-hoofdassistent, hartspecialist te Leiden.

Inleiding.

In de rustige, stijlvolle werkkamer van een oud patriciërshuis te Bologna, thans bewoond door een adellijke familie, prepareert Galvani vol aandacht de spieren en zenuwen van de achterpooten van een kikvorsch vrij. Daarna wordt een gedeelte van het bekken en de wervelkolom zoodanig weggeknipt, dat de pooten door middel van twee zenuwbundels aan de afgeknipte wervels bungelen. Zoodra het preparaat gereed is, hangt de natuuronderzoeker dit door middel van een koperen haakje aan zijn ijzeren balcon, waaraan reeds meer van dergelijke preparaten zijn bevestigd. Het is een warme, zwoele dag en de geleerde hoopt, dat binnen niet al te langen tijd een onweer zal losbarsten. Dan kan hij het experiment beginnen, dat hem reeds zoo lang heeft geboeid en dat hem, naar hij hoopt, tot een dieper inzicht in enkele belangrijke levensverschijnselen zal brengen.

Hij heeft geluk: inderdaad kondigen op dien gedenkwaardigen 20sten September 1786 sterke windvlagen het naderend onweer aan en na eenige oogenblikken doorklieven de eerste bliksemstralen het firmament. Vanaf dit moment houdt hij, in gespannen aandacht, de preparaten in het oog. Telkens wanneer de bliksemstralen de lucht doorklieven, is er in enkele der preparaten een beweging waarneembaar, die volkomen overeenkomt met de samentrekking van een spier in het levende dier. Met groote nauwkeurigheid controleert hij elke beweging. Hij is ervan overtuigd, dat de electriciteit uit de atmosfeer invloed uitoefent op het levende organisme, maar nog eenige waarnemingen zijn noodig om het bewijs te leveren.

Daar ziet hij plotseling een contractie optreden, zonder dat een bliksemflits waarneembaar is. Zou het mogelijk zijn, dat ook zonder bliksemstralen de atmosferische electriciteit de levende spier tot contractie brengt? Het onweer is intusschen uitgewoed, zoodat nieuwe

onderzoekingen noodig zullen zijn om dit te controleeren. Met deze eendaagsche proef is het probleem, waarvoor Galvani zich geplaatst ziet, niet opgelost. Vele jaren van noesten arbeid, van hardnekkig volhouden zullen noodig blijken om dit alles te overzien en zijn theorie op te bouwen.

Inderdaad blijkt het bij zijn verdere proefnemingen mogelijk zonder onweer de aan het balcon opgehangen spier tot contractie te brengen. Wanneer een der pooten door den wind slechts even tegen het ijzeren balcon slingert, treedt prompt de samentrekking op. Het probleem wordt ingewikkelder dan het zich aanvankelijk liet aanzien. Het moet met meer energie worden aangepakt, en aangezien het voortgaan van de proeven in hooge mate afhankelijk is van het onweer, wil hij trachten dit laatste na te bootsen.

Met behulp van een electriseermachine weet hij inderdaad overeenkomstige verschijnselen in zijn laboratorium te verkrijgen. Het spier-zenuwpreparaat wordt aan een haakje opgehangen en telkens wanneer een vonk in de electriseermachine overslaat, trekt het preparaat samen. Het verschijnsel, met zooveel aandacht tijdens het onweer op het balcon gadegeslagen, kan hij nu ten allen tijde in zijn laboratorium demonstreeren. Tallooze variaties bedenkt hij en ten slotte geven zij hem de overtuiging, dat niet alleen de atmosferische electriciteit invloed heeft op het organisme, maar dat het levende organisme zèlf electriciteit kan produceeren.

De publicatie van deze denkbeelden wekt een felle reactie op, vooral bij zijn tijdgenoot, den physicus en physioloog te Pavia, Graaf Volta. Deze toont met overtuigende zekerheid aan, dat ook zonder levend weefsel de electrische stroom ontstaat, nl. wanneer twee verschillende metalen door middel van een zoutoplossing met elkander worden verbonden. Het physiologische experiment wees Volta den weg, den electrischen gelijkstroom te ontdekken, dien hij, Galvani ter eere, ‘Galvanische stroom’ noemde.

Nog eenmaal krijgt Volta de gelegenheid, Galvani van een ‘onjuistheid’ te betichten, nl. wanneer deze de stroomketen weet te sluiten door slechts één metaal, koper, te gebruiken. Als Volta bewijst, dat dan een uiteinde van den draad geoxydeerd moet zijn geweest, heeft de physiologische zijde van het probleem voor hem afgedaan, echter niet voor Galvani.

Het gelukt hem immers, na de weerleggingen van Volta, ten

slotte zonder tusschenkomst van eenig metaal het bestaan der dierlijke electriciteit aan te toonen. Brengt hij het vrije uiteinde van de zenuw, die aan het spier-zenuwpreparaat is verbonden, in verbinding met een groot deel van het spieroppervlak nabij de Achillespees, dan maakt de spier een contractiebeweging op het moment, dat het contact tusschen zenuw en spier verkregen wordt.

Zoo is de verhandeling van Galvani, die in een merkwaardig miniatuurboekje is uitgegeven en waarvan het origineel nog altijd in het prachtige oude universiteitsgebouw in Bologna aan den belangstellende wordt getoond, de grondslag voor de electrophysiologie.

Talloos zijn de vragen, die de dierlijke electriciteit stelt; slechts langzaam weet men er in door te dringen, zoodat schijnbaar gedurende vele jaren de electrophysiologie zich niet verder ontwikkelt. In 1841 verzamelt de Berlijnsche physioloog Emile Dubois-Reymond de verworven feiten, rangschikt ze en vult ze aan met door hemzelf waargenomen verschijnselen.

Hij leert met groote nauwkeurigheid de intensiteit van den z.g. demarcatiestroom meten. Deze stroom treedt, zooals Matteucci in 1838 aangetoond had, op, wanneer men bij een spier of zenuw, die plaatselijk wordt beschadigd, het beschadigde en het onbeschadigde gedeelte door een geleidenden draad verbindt. Hij bewijst, dat het beschadigde gedeelte daarbij electronegatief is ten opzichte van het onbeschadigde deel. Daarnaast toont hij aan, dat tijdens de spiercontractie de demarcatiestroom in intensiteit afneemt. Hij concludeert hieruit, dat zich bij de spiercontractie een tegengesteld gerichte electrische stroom ontwikkelt, de z.g. actiestroom.

Het probleem grijpt verder om zich heen. Niet alleen de spier, die zich samentrekt, maar ook de zenuw, die een prikkel geleidt, een klier, die secerneert, kortom, elk orgaan, dat functionneert, produceert electriciteit, produceert een actiestroom. Wij mogen zelfs de conclusie omkeeren: wanneer een actiestroom wordt waargenomen, dan is het orgaan in functie. De intensiteit dezer stroomen is gering, de gevoeligheid van de meetinstrumenten laat honderd jaar na Galvani's ontdekking nog te wenschen over. Het fijnste instrument om electrische stroomen aan te toonen is de levende spier, de z.g. physiologische rheoscoop.

Legt men het kloppend hart van een kikvorsch vrij door den voorwand van de borstkas weg te knippen en brengt men de zenuw van

een spier-zenuwpreparaat op de hartkamer, dan ziet men bij elke contractie van het hart de spier meecontraheeren. De uiterst zwakke stroom, dien het kikvorschenhart bij zijn actie heeft ontwikkeld, is krachtig genoeg om de zenuw van het spier-zenuwpreparaat zoo sterk te prikkelen, dat de skeletspier tot contractie komt. Ook het hart levert dus bij zijn samentrekking een electrischen stroom, maar het eenige instrument, dat het bestaan van dien stroom kan bewijzen, is in dien tijd de physiologische rheoscoop.

Intusschen maakt ook de electrophysica vorderingen, waarvan de gevolgen op de physiologie langzaam maar zeker terugwerken. De physica stelt nieuwe instrumenten ter beschikking, waarmede de physiologische verschijnselen nauwkeuriger zijn te bestudeeren. Speciaal de groote Fransche physici helpen ons aan die werktuigen. Het zijn d'Arsonval met zijn spiegelgalvanometer en Lippmann met zijn capillair-electrometer. De spiegelgalvanometer van Deprez-d'Arsonval heeft het voordeel van een zeer groote gevoeligheid, die met behulp van den teruggekaatsten lichtstraal bijna onbeperkt kan worden vergroot, maar het instrument heeft het nadeel, dat het traag is en vele seconden noodig heeft om den einduitslag te bereiken. Het is ongeschikt om snelle variaties te volgen.

Wanneer men het apparaat verbindt met een onbeschadigde spier, die tot contractie wordt gebracht, is er niet de minste beweging in den lichtstraal te bespeuren. De groote snelheid, waarmede de electrische stroom in het orgaan wordt opgewekt en weer verdwijnt, stelt dit trage instrument niet in de gelegenheid in beweging te komen.

Dit gelukt wel met den capillair-electrometer van Lippmann.

Na tal van pogingen slaagt in 1881 de beroemde Fransche physioloog Marey erin, den actiestroom van het hart op deze wijze te registreeren.

In vele laboratoria wordt dit onderwerp nu ter nadere bestudeering ter hand genomen. Op zeer verschillende wijzen leidt men de actiestroomen af, hetzij doordat men het hart door middel van een operatie blootlegt en de afleidings-electroden direct op de hartspier aanbrengt, hetzij doordat men naalden door de borstkas heen in het hart prikt, hetzij doordat men het hart uit het lichaam neemt en de contracties, die ook dan nog blijven doorgaan, op haar electrische verschijnselen bestudeert.

Hoe groot echter de moeilijkheden zijn en hoe langzaam het inzicht in het wezen van de electrische verschijnselen van het hart vordert, blijkt uit het feit, dat juist tien jaren noodig zijn, om Augustus D. Waller, den physioloog te Londen, tot de historische proef te brengen, die de grondslag is van de moderne electrocardiografie. Waller tracht de electrische verschijnselen te registreeren, wanneer hij de electroden niet op het hart legt, maar op lichaamsoppervlakken, aan weerskanten van het hart gelegen. Het blijkt zelfs, dat de electrische verschijnselen van de hartswerking in den capillair-electrometer aantoonbaar zijn wanneer de electroden op belangrijke afstanden van het hart verwijderd zijn. Goed meetbare uitslagen verkrijgt hij, wanneer hij de eene electrode in de rechteren de andere in de linkerhand neemt, evenzoo wanneer hij de eene in den mond steekt en op de andere electrode met rechter- of linkervoet gaat staan.

Waller komt aldus tot de conclusie, dat de electrische schommelingen van het menschelijk hart van het lichaamsoppervlak kunnen worden afgeleid en direct voor experimenteel onderzoek toegankelijk zijn. Twee andere Engelsche physiologen, Bayliss en Starling, doen Wallers proeven na, maar verkrijgen anders gevormde fotogrammen. Er ontstaat een strijd over den waren vorm van het electrocardiogram.

Dit is het moment, waarop Einthoven zich in den strijd mengt en een onderzoek naar den vorm van het menschelijk electrocardiogram gaat instellen. Tallooze technische moeilijkheden weet hij te overwinnen en hij concludeert, dat de verschillen in vorm, door Waller, Bayliss en Starling gevonden, waarschijnlijk een gevolg zijn van individueele verschillen der proefpersonen en van de gebruikte capillair-electrometers. De publicatie besluit met de opmerking, dat het noodig zal zijn, een afzonderlijk onderzoek in te stellen, om na te gaan, hoe hoog de invloed moet worden aangeslagen van de gebruikte werktuigen, en verder van de plaats waar en de wijze waarop de electroden worden aangelegd. Met deze conclusies roert Einthoven de kern van het vraagstuk aan en het lag in den aard van zijn karakter om de oplossing daarvan niet aan anderen over te laten. Om een juist inzicht te krijgen in de typische karaktertrekken van Einthoven, die zoo zeer tot zijn succes hebben bijgedragen, is het noodig tot zijn jeugd terug te keeren.

Einthovens jongelingsjaren.

Einthoven werd op 21 Mei 1860 te Semarang geboren, waar zijn vader tweede stadsgeneesheer was. Zijn moeder verloor op betrekkelijk jeugdigen leeftijd haar man en bleef met een groot gezin achter. In hoofdzaak aangewezen op haar klein weduwepensioen, rustte op haar de zorg voor de opvoeding harer kinderen, waarvan de oudste, een dochter, toen nauwelijks veertien jaar was. In 1870 vertrok zij met haar kinderen per zeilschip om de Kaap naar Nederland, waar zij zich te Utrecht vestigde.

Willem Einthoven, de oudste harer zoons, was toen dus ongeveer tien jaar oud. Zijn aangeboren ridderlijkheid bracht mede, dat hij het reeds op dien leeftijd als een duren plicht voelde, zooveel mogelijk den mannelijken bijstand te vervangen, dien zijn moeder vooral voor de opvoeding harer drie zoons ontbeerde. Door een goed voorgaan heeft hij belangrijk bijgedragen tot de vorming zijner broeders, die het in Indië tot hooge Rijksbetrekkingen hebben gebracht.

Dit voorgaan betrof niet alleen het verwerven der noodige schoolkennis, doch ook het beoefenen van de sport. Tot in den studententijd overtrof hij zijn broers in kracht en behendigheid; de jongste, minst krachtige der gebroeders, genoot wel zijn bijzondere zorg en bescherming.

Niemand minder dan Nicolaas Beets, onze bekende Hildebrand, had steeds genoegen in een drietal knapen, die hij in de jaren 1871-1873 geregeld een half uur vóór schooltijd zijn huis voorbij zag gaan in de richting van het Janskerkhof te Utrecht, naar de Lagere School van den jongste, terwijl hij de twee oudsten, nadat dezen den jongste veilig op school hadden gebracht, in tegenovergestelde richting zijn huis weer voorbij zag gaan, om zelf bijtijds op hun school te zijn. Dit eenvoudige feit werpt een typisch licht op de familieverhoudingen, die mede hebben bijgedragen tot vroege ontwikkeling van het gevoel voor verantwoordelijkheid en plicht, dat Einthovens leven heeft gekenmerkt.

Typeerend was het ook, dat hij reeds als leerling van de Utrechtsche Hoogere Burgerschool tot objectieve beoordeeling van eigen vermogens en aanleg en daardoor tot bepaling der grenzen van eigen kunnen kwam. Hiertoe heeft de hulp, die hij zijn jongeren broers bij hun huiswerk placht te verleenen, medegewerkt. Daardoor werd hij gewaar, in welke vakken hij hen gemakkelijk overtrof, terwijl

hij op andere gebieden hun meerderheid gevoelde, waarvan hij zich geducht rekenschap gaf. Overtuigde eenerzijds zijn bijzondere aanleg voor de studie der exacte wetenschappen hem, in die richting gemakkelijk te kunnen uitmunten, anderzijds gevoelde hij de belemmeringen, die een gevolg waren van zijn - in vergelijking met zijn broers en anderen - veel mindere gaven, in taal en stijl, geschiedenis en muziek. Doch verre van zich daardoor te laten ontmoedigen, was hem dit een aansporing, door oefening volgens een vooraf overdacht plan, zijn tekort aan te vullen. Menigeen mag in gelijke omstandigheden zulke plannen hebben opgevat; slechts weinigen hebben Einthoven geëvenaard in volharding, ze tot een goed einde door te zetten. Laat ik enkele voorbeelden noemen: kennis van het Latijn was in dien tijd noodig om aan een Nederlandsche Universiteit den doctorstitel te kunnen behalen. Hij nam daarin privaatles en haalde zijn jongeren broer, die een veel beter hoofd voor taalstudie had, over, die lessen mede te volgen. Niettegenstaande den voorsprong van den jongere, bracht Willem Einthoven het veel verder, omdat hij, ondanks de overstelpende massa leerstof, die Hoogere-Burgerscholieren ook in dien tijd te verwerken hadden, zich met volle kracht op de studie dier stamtaal toelegde. Hij zag namelijk in een meer grondige kennis der Latijnsche taal- en letterkunde dan hij voor de studie in de medicijnen noodig had, een weg ter aanvulling van wat hem aan litterairen aanleg ontbrak. En zoo leidde - na doorworsteling der voorbereidende grammatica - de litterator de Jongh hem in tot de schoonheden der Latijnsche letteren. Deze leerde hem den stijl en den opbouw van Cicero's redevoeringen waardeeren. Zelfs kende Einthoven daarvan gedeelten uit het hoofd. Ook kon hij de poëzie van Horatius genieten. Dat hij getroffen werd door de wereldwijsheid, die hij er in vond, bewijst de laatste stelling van zijn proefschrift. De laatste regel van Horatius' XVIIIen brief (tot zijn vriend Lollius gericht) is een weerklank van eigen overtuiging, nl. dat men om evenwichtig door het leven te gaan en daarin iets te bereiken, met zijn gaven en vermogens, zooals ze iemand van nature geschonken zijn, heeft te woekeren, trachtende er het beste van te maken.Ga naar voetnoot*)

Ook de nieuwe letteren verwaarloosde hij niet. In zijn jongelings-

tijd boeiden de stijl en de zeggingskracht van Douwes Dekker (Multatuli) hem wel bijzonder. Als student was hij een ijverig lid van de litteraire Utrechtsche studentenvereeniging ‘Bellamy’. In dien tijd had zijn waardeering voor Multatuli duidelijk plaats gemaakt voor schrijvers als Potgieter. Wellicht hangt de hoogschatting voor Potgieters ietwat ingewikkelden, doch streng logischen zinsbouw samen met Einthovens uitgesproken aanleg voor de wiskunde. Ten slotte heeft zich uit dit alles Einthovens eigen stijl gevormd, die, ofschoon niet vlot, duidelijk is door nauwkeurig logischen opbouw.

Indien men de manuscripten ziet, waaruit zich zijn publicaties ontwikkelden, vol doorhalingen, verbeteringen en omzettingen, die een breeden zijkant vulden, dan begrijpt men eerst hoezeer hij zich uitsloofde, om wat hij te zeggen had zoo juist, kort en duidelijk mogelijk te zeggen. Dit verklaart ook zijn strenge critiek op de wijze waarop zij, die bij hem promoveerden, hun gedachten neerschreven. Een beoordeeling, die den persoon wien het aanging schier tot wanhoop kon voeren, doch die achteraf voor het slachtoffer een zegen bleek, door het besef dat zij bijbracht, hoe moeilijk het is, het waargenomene in woorden juist weer te geven.

De eigenschap, om in wat hij beoefende tot in den grond door te dringen, kwam zelfs bij lichaamsoefeningen tot uiting. Zoo had degenschermen zijn bijzondere belangstelling. Niet alleen, omdat hij daardoor kracht en vastheid van hand aan lenigheid van het polsgewricht leerde paren - eigenschappen, die hij vooral bij het verrichten van oogoperatiesGa naar voetnoot*) meende noodig te hebben - doch ook omdat de typische reacties van tegenstanders op bepaalde schijnstooten een soort psychologische studie voor hem werden, terwijl hij eigen reflexvaardigheid leerde verhoogen door zich te oefenen die reacties met snellen en doelmatigen tegenaanval te beantwoorden. Op die wijze vormde hij zichzelf en zijn jongeren broeder - met wien hij zich placht te meten - tot uitmuntende degenschermers. Willem Einthoven vond eindelijk in een zijner ooms zijn meerdere. Van de wenken, die deze schermer uit de oude school hem gaf, wist Einthoven zoo goed te profiteeren, dat hij als student te Utrecht de beste degenschermer onder de leden van de studenten gymnastieken schermvereeniging ‘Olympia’ bleek te zijn.

Er leven nog slechts weinigen, die het bijwoonden, dat bij ge-

legenheid van een interacademisch assaut, waartoe de Delftsche studenten gymnastiek- en schermvereeniging ‘Odin’ de soortgelijke vereenigingen der Nederlandsche Universiteiten had uitgenoodigd, Willem Einthoven als degenschermer voor Utrecht uitkwam en zijn jongere broer voor Delft. Hoe voorts in den eindstrijd Utrecht en Delft overbleven. Een broederstrijd, waarbij het publiek onder het geroep van ‘Romulus en Remus’, ten slotte Utrecht als den overwinnaar toejuichte. Deze overwinning werd niet algemeen voorzien. Vooral niet door hen die wisten, dat Willem Einthoven door bewegingsbelemmering in het polsgewricht gehinderd werd. In het begin van zijn studententijd had hij namelijk bij het maken van een reuzenzwaai zijn rechterpols gebroken, doordat hem op het moment van snelsten rondzwaai de rekstok door gladheid ontglipte. Tot schrik der omstanders maakte hij daardoor een ongewilden salto mortale. Gelukkig kwam hij ten slotte wel op zijn voeten terecht, doch zonder het evenwicht te behouden. Hij viel voorover en ving den val met uitgestrekte handen op, maar brak daarbij den rechterpols. Door den behandelenden medicus miskend, trad de heling in verkeerden stand op, hetgeen een bewegingsbelemmering van het polsgewricht ten gevolge had, die zoo hinderlijk was, dat hij vreesde dientengevolge voor Officier van Gezondheid van het Indische Leger, waarvoor hij zich vanaf den aanvang zijner studie in de medicijnen tegen de toen door het Rijk vastgestelde toelage verbonden had, te zullen worden afgekeurd.

Om het euvel te boven te komen, waren langen tijd pijnlijke bewegingsoefeningen noodzakelijk. Om deze stelselmatig te kunnen volhouden, legde hij zich zelfs op roeien toe, om ten slotte te worden opgenomen in de ploeg, die in het hoofdnummer der jaarlijksche Universiteitsroeiwedstrijden voor Utrecht had uit te komen. Dat de urenlange oefeningen, waaraan de roeiploeg zich dagelijks gedurende vele maanden heeft te onderwerpen, een heilzamen invloed op de bewegingen van het polsgewricht hadden, bleek vooral tijdens het bovengemelde assaut.

De jonge Hoogleeraar.

Deze herinneringen uit Einthovens jongelingstijd geven een indruk, hoe reeds in die periode van zijn leven bij hem de elementen te vinden waren, die hem gevormd hebben tot een man van sterken

wil, die met moedige volharding het leven tegemoet ging, om volgens weloverwogen plannen zoowel de moeilijkheden te overwinnen als de vraagstukken op te lossen, die de wetenschap hem bood. Tot een eerlijk, nauwgezet en grondig onderzoeker, wiens geestkracht in tegenslag groeide, omdat hij niet berusten kon in onvolkomen opgehelderde problemen; eigenschappen, die hem reeds vóór zijn candidaatsexamen bij het bestudeeren der menschelijke anatomie tot opheldering van het mechanisme der draaibeweging van den onderarm brachten. En nadat hij zijn doctoraalexamen had gedaan, tot de schitterende oplossing van het hem door Donders voorgelegde interessante vraagstuk der stereoscopie door kleurverschil.

Niet lang nadat hij op 4 Juli 1885 was gepromoveerd, werd een beroep op hem gedaan om den leerstoel voor physiologie en histologie, door het overlijden van Heynsius te Leiden opengevallen, in te nemen. De gebeurtenis overviel hem en plaatste hem voor een allerminst eenvoudige beslissing. Zijn artsexamen had hij nog te doen. Daarna zou hij gebonden zijn het Rijk gedurende minstens acht jaren als Officier van Gezondheid in het Indische Leger te dienen. In de omstandigheid, dat hij zijn krachten nu op andere wijze ten dienste van het land zou stellen, kon de toenmalige Minister van Koloniën geen termen vinden, hem van die verbintenis te ontslaan. Hoewel een werkkring geheel aan de wetenschap gewijd hem onweerstaanbaar aanlokte, bracht deze onder de gegeven omstandigheden ernstige materieele lasten mede, die voornamelijk door den werkzamen bijstand van zijn a.s. echtgenoote zouden moeten worden gedragen. Om aan den ministerieelen eisch te voldoen, de genoten studietoelage in 's Rijks kas terug te storten, stond hem namelijk geen andere weg open, dan zich vele jaren lang maandelijksche kortingen te getroosten op de toch al niet te ruime aanvangsbezoldiging, aan het hoogleeraarsambt verbonden.

Overwegend was echter het innig besef, dat een aanstelling tot hoogleeraar op vijfentwintigjarigen leeftijd een wissel op de toekomst beteekende, dien hij had te honoreeren door te beantwoorden aan de verwachtingen, die men van hem koesterde. En dit te meer, waar op zijn benoeming door de buitenwereld een geweldig scherpe critiek werd uitgeoefend, terwijl hij zelf de overtuiging in zich ronddroeg, niet de veelzijdigheid aan geestesgaven te bezitten van zijn leermeesters Donders, Engelmann, Buys-Ballot en anderen.

Fig. 1. Prof. W. Einthoven.
Naar een teekening van Mevr. L. Moonen-Einthoven.

Tegenover de hooge eischen, die Einthoven zich in dat opzicht stelde, onderschatte hij echter de kracht, die uitging van zijn geestdriftig verlangen naar kennis en begrijpen; van zijn stoeren werklust en bezonnen geest, waarmee hij doelbewust, volgens weloverwogen plannen, het leven inrichtte en de oplossing van wetenschappelijke vraagstukken nastreefde; eigenschappen, waarin hij door geen der bovengenoemde meesters werd overtroffen. Buitendien had hij een nuchter verstand dat, de grenzen zijner vermogens overziende, zich in beperking een ongeëvenaarden meester toonde.

Met verwaarloozing der materieel ruime levensvoorwaarden, aan een Indische loopbaan als geneesheer verbonden, besloot het jonge paar de wetenschappelijke toekomst voor Einthoven en daarmee de voor het aanstaande huishouden moeilijke jaren, moedig te aanvaarden.

Na het artsexamen te hebben afgelegd en met groot enthousiasme zijn professoraat te hebben aanvaard, heeft hij rijpelijk overwogen, hoe de hem geschonken krachten doelmatig te gebruiken, ten einde degelijk wetenschappelijk werk te kunnen leveren. Een onvergetelijke teleurstelling was het dan ook voor hem, toen hij reeds bij zijn eerste onderzoek een vrijwel algeheele tegenwerking van de zijde zijner faculteit moest constateeren, toen hij een regeling voorstelde om de bij dit onderzoek verkregen onverwachte uitkomsten in het Zoölogisch Station te Napels nader te controleeren. Naar aanleiding van deze ‘collegiale’ houding drukte hij, tegenover een zijner vrienden, zijn teleurstelling uit, dat zelfs bij hoogleeraren het inzicht ontbrak, hoe een voor de wetenschap waardevol onderzoek zich pleegt te ontplooien. Als regel - zoo oordeelde Einthoven - wordt de wetenschap vooruit gebracht, niet zoozeer door rechtstreeksche uitkomsten van een onderzoek over zulke min of meer willekeurig gekozen onderwerpen, doch veeleer door oplossing van secundair daaruit voortvloeiende vraagstukken. Vandaar, dat men deze niet zonder meer voorbij mag gaan! Vooral niet, wanneer zulke vraagstukken hun oorsprong ontleenen aan nauwkeurig vastgestelde uitkomsten, die onverwacht in strijd komen met theorieën en hypothesen, waarop men tot dusverre vast rekende te kunnen voortbouwen.

Donders, die leefde in een tijd, vol van belangrijke wetenschappelijke ontdekkingen, waaraan hij zelf een werkzaam aandeel had, zeide eens tot iemand, die na jarenlang met zorg genomen proeven

door zulke strijdige uitkomsten zoozeer ontmoedigd werd, dat hij zijn onderzoek maar wilde staken: ‘Laat U troosten door de ervaring, dat men door integendeel nu juist met moed en volharding op de gevonden tegenstrijdigheden in te gaan, op het punt kan zijn een groote ontdekking te doen.’ Het zal U dan ook niet verwonderen, dat Einthoven tòch naar Napels ging.

‘Volhard en werk’ had Einthovens devies kunnen zijn. Meermalen zeide hij, wanneer een vastgeloopen onderzoek door zijn aanwijzingen weer verder kon worden ontwikkeld: ‘Ja, nu denk je, dat ik een genie ben, maar dat is niet zoo. Alleen door hard werken en concentratie heb ik bereikt, dat ik helpen kan. In den regel heeft de maatschappij meer aan een minder begaafde, die zich vol ijver aan zijn taak wijdt, dan aan een knappen kop, die meer of minder lui is. En genieën zijn zeldzaam! Alleen aan zeer enkele bevoorrechten met het veelomvattend verstand en helder inzicht van mannen als Donders, Helmholtz, Buys-Ballot en dergelijken was het gegeven op elk deel van het groote onderzoekingsgebied, waarop zij zich bewogen, vindingen te doen, die de wetenschap een heel stuk vooruit hebben gebracht.’

Zichzelf oordeelde hij, niet tot zulke uitverkorenen te behooren. Vandaar Einthovens overweging, dat, wilde hij met de hem geschonken vermogens daaraan eenigszins gelijkwaardig wetenschappelijk werk leveren, hij zich te beperken had tot zeer enkele onderwerpen, die hij dan echter tot in den grond zoo volledig mogelijk moest onderzoeken. Hij achtte het noodzakelijk, zich daarbij vooral ook toe te leggen op het vinden van nieuwe middelen en methoden van onderzoek. Want Donders had eens de behartigenswaardige opmerking gemaakt, dat als regel de wetenschap minder werd vooruitgebracht door nieuw ontdekte verschijnselen volgens oude methoden te onderzoeken, dan door op van ouds bekende verschijnselen nieuw gevonden methoden van onderzoek toe te passen.

Het is belangwekkend te kunnen vaststellen, dat Einthoven, door zich aan dit, reeds in den aanvang van zijn loopbaan weloverwogen plan te houden, de hoogste eer heeft verworven, die aan beoefenaren der wetenschap kan worden toegekend.

Hoe bemoedigend is, na deze analyse van Einthovens karakter-eigenschappen, zijn figuur voor de jonge generatie. Het blijkt moge-

lijk met een goeden aanleg de roemrijkste vruchten te plukken, mits men zich met hart en ziel wijdt aan zijn opgenomen taak.

Indien gij meent, dat Einthoven wèl tot de genieën moet worden gerekend - welnu, ervaar dan, hoe hij, ook in dat geval, slechts door hard werken is geslaagd.

Volhardt en werkt met alle krachten die in U zijn, eerlijk, rechtschapen en welbewust. Niet met het oog roem te oogsten, doch eenvoudig en oprecht om de wetenschap zoo goed mogelijk te dienen. Einthoven was de eenvoud in persoon. Geen enkel der verworven eereteekens droeg hij; nooit sprak hij over nieuw ontvangen hooge onderscheidingen. Steeds kwam hij rond voor zijn meening uit; nooit trachtte hij moeilijke of onaangename beslissingen langs slinksche wegen te omzeilen. Hij was een kerel uit één stuk!

Jong Nederland, volhardt en werkt en mocht Gij dreigen te versagen, laat Einthoven U dan een lichtend voorbeeld zijn!

Ik zou aan de figuur van Einthoven te kort doen, wanneer ik niet vermeldde, dat hij een levensgezellin heeft gehad, wier streven geheel gewijd was aan het scheppen van een rustige huiselijke sfeer, die hem in staat stelde, zijn geestesgaven onbelemmerd te ontplooien. In dat opzicht had zij een belangrijk aandeel in de door haar man bereikte wetenschappelijke resultaten.

Wie het voorrecht had, in Einthovens woning te worden toegelaten, onderging onmiddellijk den weldadigen invloed, die in alle deelen daarvan voelbaar was. Na de kennismaking met Mevrouw Einthoven-de Vogel wist men, dat zij door de van haar uitstralende eerbiedwaardige rust en kalmte die sfeer geschapen had. Deze woning was een oase van rust, waar de geest het hoogste goed was!

Dit feit is des te belangrijker, wanneer men weet, dat Einthoven de gewoonte had, vooral thuis te werken en zijn laboratorium slechts enkele uren per dag te bezoeken. Gewoonlijk kwam hij daar tegen het einde van den ochtend en den namiddag. In den regel informeerde hij bij een dezer bezoeken bij zijn medewerkers naar den gang van het onderzoek en maakte afspraken voor eventueel uitvoeriger besprekingen, die dan meestal na twaalf uur of na vijf uur plaats vonden, wanneer ook in het laboratorium de rust zoo volledig mogelijk was. Nooit verzuimde hij de verschillende werkplaatsen te bezoeken en tot elken instrumentmaker, bediende of leerling een

belangstellend woord te richten. Hij verstond de kunst, met één oogopslag de situatie te overzien, onmiddellijk een gemaakte fout aan te wijzen of in moeilijke omstandigheden het juiste spoor aan te geven. Steeds wist hij bij elken wetenschappelijken of technischen medewerker door zijn persoonlijke belangstelling, ook in kleinigheden, een frisschen, opgewekten geest levendig te houden. Hij was in één woord de ideale leider van een laboratorium, waarin met groot enthousiasme door allen gewerkt werd aan het doel dat hem voor oogen zweefde. Het was niet alleen een genot, maar bovenal een voorrecht, daar te mogen arbeiden! Welk een contrast vormde het van leven en activiteit tintelende interieur van dit gebouw, waarin ook steeds buitenlandsche gasten werkzaam waren, met het strenge, sombere en stille front van den voorgevel, waarvan de rust nog geaccentueerd werd door de stilte van de Zonneveldstraat, waaraan het gelegen is.

Een geniale gedachte.

Laat ons thans terugkeeren tot Einthovens werk.

Wij zagen dat reeds zijn eerste electrophysiologisch onderzoek hem overtuigde van de noodzakelijkheid de physische eigenschappen van den capillair-electrometer te leeren kennen om den invloed van het instrument op de verkregen kromme te kunnen berekenen. Terwijl Waller verklaart, de grootte van de afwijking niet te kunnen bepalen, neemt Einthoven het vraagstuk na eenigen tijd ter hand.

De krommen, met den capillair-electrometer verkregen, zijn gedeformeerd, omdat de snelle wisselingen in potentiaalverschil onmogelijk nauwkeurig en volledig door den kwikmeniscus kunnen worden gevolgd. Onbekend met een in 1890 door den Engelschen onderzoeker G.J. Burch gepubliceerde methode, om de ware snelheid en grootte van de potentiaalverschillen met den capillair-electrometer gemeten, te berekenen, verricht Einthoven een overeenkomstig onderzoek en komt langs een geheel anderen weg tot een overeenkomstige conclusie. Terwijl Burch den waren vorm van den actiestroom van een willekeurige kikvorschenspier berekent, belooft Einthoven dit voor het menschelijk electrocardiogram te zullen doen. In 1896 lost hij deze belofte in; de berekende vorm wordt gepubliceerd en uitgebreide beschouwingen worden daaraan vastgeknoopt.

Het berekende electrocardiogram blijkt belangrijk af te wijken van het geregistreerde. Het kan echter groote variaties ondergaan door de keuze van abscis- en ordinaatlengte. Einthoven blijkt daarbij een gelukkige keuze te doen en krijgt een electrocardiogram, waarin alle variaties duidelijk te voorschijn komen. Hij stelt de voorwaarden vast voor abscis- en ordinaatlengte, die men bij de berekening in acht moet nemen, ten einde eenheid te verkrijgen in het studiemateriaal. Reeds hierin komt het organisatorisch talent van Einthoven tot uiting. Slechts enkelen kunnen zich met deze problemen bezig houden, maar Einthoven stelt nu reeds, terwijl op de geheele wereld slechts vier electrocardiogrammen bekend zijn, buiten het exemplaar van Waller, een uniforme methodiek voor, waardoor verwarring zal worden voorkomen. Zie fig. 3, 4 en 5.

De berekeningen zijn tijdroovend. Het is zuiver wetenschappelijk werk, ongeschikt voor uitgebreide toepassing. Toch voelt Einthoven dat hier een groot gebied open ligt, dat van belang zal zijn voor de diagnostiek van hartziekten, een gebied, dat echter op deze wijze niet kan worden ontgonnen. De methodiek van de electrocardiografie eischt verbetering. De berekeningen moeten overbodig worden, de krommen zal men rechtstreeks in waren vorm moeten registreeren, wil het mogelijk zijn, de klinische toepassing uitvoerbaar te maken.

Dit denkbeeld laat Einthoven niet met rust, hij voelt, indachtig aan de woorden van zijn grooten leermeester Donders, dat hier de kans van zijn leven ligt, en hij besluit een poging te doen, de techniek te verbeteren. Na eenige overwegingen is het hem duidelijk, dat aan den capillair-electrometer niets te verbeteren valt. Hij kan het kwik niet door een minder tragen geleider vervangen; de capillaire buis stelt zijn vaste eischen waaraan noodzakelijk moet worden voldaan. Slechts één ander instrument geeft de mogelijkheid tot verbetering: de spiegelgalvanometer van Deprez-d'Arsonval, die reeds vele jaren niet meer gebruikt is, omdat deze de actiestroomen in het geheel niet kan aangeven. Dan brengt Einthoven een stout plan tot uitvoering. Hij zal berekenen, hoe de Deprez-d'Arsonval-galvanometer veranderd moet worden, om hem voor zijn doel geschikt te maken.

Langzaam vordert de berekening. Het is niet eenvoudig, de wet te vinden, om dit trage instrument een grootere snelheid te geven

en toch van zijn groote gevoeligheid niets in te boeten. Einthoven weet, dat het potentiaalverschil van een electrocardiogram slechts enkele millivolts bedraagt. Ten slotte brengt een berekeningsmethode hem tot een resultaat: hoe minder windingen op de spoel, hoe beter het instrument aan zijn doel beantwoordt. Hij kan het niet gelooven.

Zouden minder windingen het apparaat sneller maken, zonder de gevoeligheid al te zeer in het gedrang te brengen? Wat heeft dan d'Arsonval bewogen, zoo'n groot aantal wikkelingen te gebruiken, of zou hij zijn eigen apparaat minder goed kennen dan men verwachten mag? Een nieuwe berekening zet hij op touw en langs een geheel anderen weg komt hij tot dezelfde onverwachte conclusie. Het kleinst aantal windingen maakt het toestel het meest geschikt en dan komt eerst recht de genialiteit van Einthoven te voorschijn: ‘het kleinst aantal windingen is niet één heele, maar dat is een halve winding!’ ‘Dan wordt de spoel vervangen door een rechten draad; maar dan vereischt zij ook geen ophanging meer aan een cocondraad, dan is er ook geen spiegel meer noodig, want dan span ik den draad rechtstreeks in het magnetisch veld en plaats hem nu niet horizontaal, zooals de spoel hangt, maar verticaal’ en met dezen gedachtengang is het beginsel van den snaargalvanometer geboren.

Wie de Deprez-d'Arsonval-spiegelgalvanometer en Einthovens snaargalvanometer kent,Ga naar voetnoot1) weet, dat er tusschen die twee instrumenten geen enkele overeenkomst meer bestaat. Hij beseft, dat het denkbeeld, den Deprez-d'Arsonval-galvanometer om te bouwen volgens het zoojuist aangegeven beginsel, niet zoo eenvoudig in daden is om te zetten. Maar Einthoven is er de man niet naar, om zich door technische moeilijkheden uit het veld te laten slaan, integendeel - hij weet, dat hij op het punt staat de wetenschap met een belangrijk instrument te verrijken, en gestadig groeit in zijn brein de constructie, tot hij in de werkplaats van zijn laboratorium de eerste opdrachten kan geven.

De eene moeilijkheid na de andere doet zich voor, doch zij zijn er slechts om uit den weg te worden geruimd. Het is duidelijk, dat het instrument zijn grootste gevoeligheid zal hebben, wanneer de geleidingsdraad, dien Einthoven ‘snaar’ noemt, zich bevindt

in een zoo sterk mogelijk magnetisch veld. Een tweede eisch echter is, dat dit veld homogeen moet zijn. De oplossing vindt hij in de constructie van een electromagneet waarvan de poolschoenen als twee gepolijste vlakken van 2 mm breedte en 12,5 cm lengte met een tusschenruimte van 2 mm tegenover elkander worden geplaatst. Precies in het midden van deze spleet moet dan de snaar haar plaats vinden. Als geleidingsdraad kiest hij een kwartsdraad, die een groote mate van veerkracht bezit en door verzilvering geleidend wordt gemaakt. De dikte bedraagt ongeveer 2 µ, zoodat de massa bijna te verwaarloozen is, hetgeen voor de vereischte gevoeligheid van het apparaat noodzakelijk is.

Wanneer een electrische stroom door de snaar wordt gevoerd, zal het krachtveld, dat deze stroom circulair om de snaar ontwikkelt, inwerken op de krachten van het constante electromagnetische veld, waarin de snaar is geplaatst. Als gevolg hiervan zal de snaar loodrecht op de krachtlijnen van het electromagnetische veld naar links of naar rechts uitwijken, al naar de richting van den stroom in de snaar. Vanzelfsprekend zijn deze bewegingen uitermate klein en om ze waar te nemen, plaatst Einthoven een microscoop voor het midden van de snaar. Hij moet daartoe echter een gat boren in de poolschoenen van den magneet, waardoor het objectief op den gewenschten afstand van de snaar kan worden gebracht. Daar bovendien de spleetruimte volkomen luchtdicht moet zijn afgesloten, om bewegingen ten gevolge van luchtverplaatsingen uit te sluiten, is zij volkomen donker. In den anderen poolschoen wordt nu op de overeenkomstige plaats eveneens een gat geboord, waarin het objectief van een tweede microscoop een plaats vindt. Dit microscoop werpt het beeld van een lichtbron in het vlak van de snaar. In de verlichte spleetruimte kan de snaar dan als een schaduw via het andere microscoop worden waargenomen, of zij kan op een scherm worden geprojecteerd.

De instelling van de microscopen geschiedt door middel van micrometerschroeven. Om de verwarming van den electromagneet door den veldstroom binnen zekere grenzen te houden, wordt ten slotte een waterkoeling aangebracht. Zie fig. 2.

De gevoeligheid van het instrument wordt bepaald door den uitslag, dien de snaar geeft voor een bepaald potentiaalverschil. Deze uitslag is niet alleen afhankelijk van de sterkte van het magneet-

veld, maar ook van de spanning van de snaar. Voor de regeling van deze snaarspanning wordt het boveneinde van den houder, waarin de snaar is uitgespannen, verbonden aan een wormwiel, dat bij ronddraaien de snaar uitrekt. Eén volledige omwenteling van de spanschroef veroorzaakt daarbij een verlenging van de snaar met 5 µ (0,005 mm). Zonder te breken kan de snaar ongeveer 2,5% van haar lengte worden gerekt.

Nadat de snaargalvanometer in dezen eenvoudigen vorm gereed was, konden onderzoekingen omtrent de eigenschappen van het instrument een aanvang nemen. Al spoedig leert Einthoven de hoofdwetten van zijn apparaat kennen en in exacte maten uitdrukken.

Voor den technisch geïnteresseerden lezer volgen enkele getallen. De maximale veldsterkte werd door directe meting vastgesteld op 28.900 Gauss. Bij een veldsterkte van 20.000 Gauss, waarbij het apparaat in den regel werd gebruikt, kon bij 2000-voudige vergrooting een uitslag van 0,3 mm worden waargenomen bij doorstrooming met 10^-12 Amp. Bij een snaarlengte van 12,5 cm werd de kracht, die de snaar dan tot uitwijking bracht, berekend op 2,5 × 10^-11 gram, dat is een vierde van een tienmillioenste milligram. Ook de spanningsgevoeligheid van den galvanometer is zeer groot. Bij een snaar met een weerstand van 10.000 Ohm treedt een goed afleesbaren uitslag op voor een potentiaalverschil van 10^-8 Volt.

Het gewicht van een snaar met een lengte van 12,5 cm en een diameter van 2 µ bedraagt ongeveer 10^-6 gram, dat is dus een duizendste milligram. Als curiosum zij vermeld, dat bij den kostprijs van een snaar, berekend op ƒ 25.-, dit materiaal per gram den prijs van het radium nog 100 maal overtreft en daarmede dus verreweg het kostbaarste goed ter wereld is!

Een grootere bewegingssnelheid van de snaar wordt vanzelfsprekend verkregen bij een steeds grootere spanning. Evenwel vertoont de snaar dan het nadeel van eigen natrillingen. De bruikbaarheid is dus beperkt tot aan de z.g. grens van aperiodiciteit, d.w.z. dat de snaar een uitslag maakt, zonder eerst door den eindstand heen te slaan. De gevoeligheid op de grens van aperiodiciteit bepaalt de waarde van het apparaat. Het blijkt dat deze waarde in het bijzonder afhankelijk is van de dikte van de snaar. Hoe dunner, hoe beter. Vandaar de eisch, die Einthoven noodzakelijk wordt opgedrongen, dunne snaren te maken.

Fig. 2. Oorspronkelijk model van den snaargalvanometer.

Fig. 3. Het eerste met den capillair-electrometer in het Physiologisch Laboratorium te Leiden geregistreerde electrocardiogram. (ware grootte).

Fig. 4. Teekening van bovengemeld electrocardiogram, ten dienste van de berekening van den waren vorm.

Fig. 5. Berekende vorm van dit electrocardiogram.

Fig. 6. Het electrocardiogram van denzelfden persoon, direct geregistreerd met den snaargalvanometer.
1 deelstreep van de ordinaat = 10^-4 volt. 1 deelstreep van de abscis = 0,04 sec.

Ten einde de dunne snaar zoowel fotografisch als visueel zichtbaar te maken, is hij genoodzaakt sterke, droge objectieven te gebruiken. Deze maken bovendien de specifieke gevoeligheid van het toestel nog weer beter, aangezien bij dezelfde snaarspanning de uitslag grooter wordt. En zoo kan Einthoven aan Carl Zeiss opdragen, een lenzensysteem te construeeren, dat voor dat doel geschikt is. Zeiss heeft aan dit verlangen op schitterende wijze voldaan door de constructie van het prachtige snaargalvanometerobjectief, de apochromaat met een numerisch apertuur van 0,95, een brandpuntsafstand van 4 mm en een vrijen werkafstand van 0,2 mm.

Nog in een ander opzicht wordt de optiek verbeterd. De sterke objectieven vereischen krachtige lichtbronnen om de snaar te verlichten. Een groote booglamp met sterken condensor van grooten diameter wordt voor dit doel gebruikt, totdat het Einthoven duidelijk is, dat hetzelfde bereikt kan worden met een condensor van eenveel kleineren diameter. Hij berekent de afmetingen en geeft aan Carl Zeiss opdracht, een dergelijken condensor voor hem te maken. Het zou niet de eerste maal zijn, dat deze wereldberoemde firma protesteert tegen de denkbeelden van Einthoven. Ten slotte weet hij de leiders van de juistheid van zijn inzichten te overtuigen en wordt de condensor geconstrueerd, waarvan er later in Einthovens laboratorium een groot aantal te vinden zijn. De diameter van dezen condensor bedraagt niet meer dan een derde van den oorspronkelijken, terwijl het effect misschien nog grooter is.

De grondwetten van het electrocardiogram.

Nadat de physische onderzoekingen een voorloopig inzicht in het gebruik van den snaargalvanometer hebben gegeven, kan het eigenlijke doel, de registratie van den actiestroom van het hart, ter hand worden genomen. Reeds onmiddellijk blijkt, dat het apparaat geheel aan de verwachtingen voldoet. Het electrocardiogram, dat Einthoven destijds berekend had uit de capillair-electrometerkromme, wordt nu rechtstreeks geregistreerd en de berekende en geregistreerde krommen dekken elkander volkomen. Zie fig. 5 en 6.

Het experiment heeft de theoretische beschouwingen over den capillair-electrometer volkomen in het gelijk gesteld; maar wat meer waard is, de snaargalvanometer blijkt in staat te zijn het electrocardiogram direct in zijn waren vorm te registreeren. In 1903 kan

Einthoven in de Koninklijke Academie van Wetenschappen te Amsterdam een voordracht houden, waarin hij dit uiterst belangrijke feit mededeelt. De electrocardiografie is toegankelijk geworden voor massa-onderzoekingen.

Voorloopig kan dat nog slechts in Leiden, waar het eenige instrument ter wereld is opgesteld. Als Einthoven dan ook van de waarde van zijn toestel overtuigd is, stelt hij zich onmiddellijk in verbinding met Siemens en Halske te Berlijn, om de constructie van dezen nieuwen galvanometer ter hand te nemen. Het is stellig een der grootste teleurstellingen geweest, dat de leiders van deze wereldfirma op Einthovens voorstel niet ingingen. ‘Reeds zoo vele malen’ - aldus luidde het antwoord - ‘heeft de constructie van nieuwe galvanometers financieele offers geëischt, dat de firma er niet aan kan denken, een nieuw experiment te ondernemen.’ En hoezeer Einthoven, die het bij een eenmalig verzoek niet laat, op de groote bijzonderheid en de practische beteekenis van dit apparaat wijst, de directie blijft hardnekkig weigeren.

Geheel onverwacht komt er een lichtpunt in de duisternis. Professor Edelmann uit München, directeur van een fabriek van medische apparaten, verzoekt Einthoven de fabricage van zijn snaargalvanometer ter hand te mogen nemen en hem daartoe de teekeningen toe te zenden. Einthoven geeft onmiddellijk gehoor aan dit verzoek en is ten zeerste verbaasd, dat hij na eenigen tijd de documenten terugkrijgt, met een schrijven, dat het toestel zich niet voor massaproductie leent en dat Edelmann van de constructie afziet. Verontwaardigd is hij als later een zoogenaamde Edelmann-snaargalvanometer op de markt verschijnt, die bovendien nog een slechte imitatie is van Einthovens apparaat.

Diep teleurgesteld overweegt hij andere mogelijkheden om zijn toestel in de wereld te brengen. Ten slotte wendt hij zich tot ‘The Cambridge Scientific Instrument Company’ in Engeland, doch ook daar vlotten de onderhandelingen niet erg. Het gelukt hem eindelijk, deze fabriek zoover te krijgen, dat zij het toestel in een vereenvoudigden vorm zal maken. In de practijk is daarvan in de eerste tien jaar niet veel terecht gekomen. Slechts enkele exemplaren worden aangemaakt, maar eenige moeite voor de verspreiding ervan wordt niet gedaan.

Intusschen maakt Edelmann nog een eenvoudiger model, dat

bekend staat als de ‘kleine Edelmann-snaargalvanometer’. Dit toestel, dat een permanenten magneet bezit, heeft aan de reputatie en de verbreiding van den snaargalvanometer veel kwaad gedaan. Niet alleen dat veldsterkte en optiek van deze goedkoopere toestellen aanzienlijk bij het origineel achterstonden, maar het cardinale onderdeel, de snaar, heeft slechts een langeren levensduur, wanneer het uit goed materiaal is verkregen en een stofvrije en luchtdichte plaats heeft in den galvanometer. Aan dezen eisch kon geen der vereenvoudigde apparaten ook maar eenigermate voldoen, zoodat deze toestellen telkens weer gestoord waren, doordat de snaar brak, waardoor een regelmatig gebruik onmogelijk was. In Einthovens apparaat kwam de snaarbreuk veel zeldzamer voor. In de latere jaren kon dezelfde snaar, ondanks dagelijks gebruik bij verschillende experimenten, vaak jarenlang dienst doen.

Hoe groot de teleurstelling voor Einthoven ook is, het belet hem niet zijn experimenteel werk voort te zetten en de electrocardiografie op te bouwen. Een der grootste moeilijkheden, waarmede hij te kampen heeft, is de groote gevoeligheid van de snaar voor bodemtrillingen. Reeds voor den capillair-electrometer was het noodig geweest een zwaren pijler, geheel vrij van de fundeeringen van het gebouw op te metselen, maar zelfs deze pijler, die een gewicht van 100.000 kg heeft, is niet in staat, de trillingen der omgeving uit te schakelen.

Stap voor stap overwint Einthoven de tallooze moeilijkheden en stelt hij de physische grondbeginselen vast, die de eenheid in de klinische electrocardiografie zullen waarborgen. Reeds de berekende kromme had hij voorzien van de standaardletters P, Q, R, S en T, waarmede de toppen, die in het electrocardiogram voorkomen, zijn aangeduid. Deze geheel willekeurig gekozen reeks letters van het alphabet gebruikt hij, om geen enkele vaste beteekenis te hechten aan de letter, die den top aanduidt.

Voorts treft hij een tweeden belangrijken maatregel, door de gevoeligheid van de snaar gedurende de registratie van het electrocardiogram vast te stellen op 1 cm uitslag voor 1 mv spanningsverschil. Daardoor krijgt het electrocardiogram een exacte waarde; men leest de spanning dan in absolute maat af. Het is de standaardmaat voor de geheele wereld, al wordt in de kliniek nog wel eens tegen dezen regel gezondigd.

Een derde even belangrijke maatregel is het vaststellen van de snelheid van de fotografische plaat of film, waarop het electrocardiogram zal worden geregistreerd, zoodat de vergelijkbaarheid tusschen de electrocardiogrammen over de geheele wereld zonder tijdcorrectie mogelijk zal zijn. Deze snelheid stelt hij vast op 25 mm per seconde.

Het principe van een goede tijdregistratie is door Garten aangegeven, berustende op lichtonderbrekingen door een spakenschijf. Dit principe neemt Einthoven over en verbetert de techniek daarvan zoo belangrijk, dat hij in staat is tijdsverschillen van een honderdduizendste seconde nauwkeurig af te lezen. Daar het electrocardiogram slechts met een snelheid van 25 mm wordt geregistreerd, is daarvoor een zoo nauwkeurige tijdmeting niet noodig. Wèl echter voor de onderzoekingen, die met het wezen van het electrocardiogram samenhangen. Zie fig. 7.

Helaas is in de laatste jaren, waarschijnlijk door onbekendheid met deze vaste regels, een versterkers-electrocardiograaf in den handel gebracht, waarvan de opname-snelheid slechts 20 mm per seconde bedraagt, zoodat de krommen, hiermede verkregen, niet onmiddellijk vergelijkbaar zijn met die van andere apparaten ter wereld. De uniformiteit van de electrocardiografie is door de fout van de ingenieurs, die dit toestel construeerden, helaas verloren gegaan!

Ten slotte had Einthoven reeds in zijn eerste publicatie gezegd, dat een vaste methode van afleiding van den electrischen stroom noodzakelijk is om een vergelijking tusschen de krommen onderling mogelijk te maken. Augustus Waller had hem hier reeds den weg gewezen en na tal van experimenten, waarbij alle afleidingsmogelijkheden worden toegepast, komt Einthoven tot de conclusie, dat met een afleiding van drie vaste punten de electrocardiografie het best gediend zal zijn. Deze punten zijn de beide handen en een der voeten. Op drie verschillende wijzen kan het electrocardiogram nu geregistreerd worden, welke drie registratiemethoden door hem afleiding I, II en III worden genoemd, waarbij respectievelijk de rechter- en linkerhand, de rechterhand en linkervoet en de linkerhand en linkervoet met de snaar worden verbonden. Deze drie standaardafleidingen geven in normale gevallen typische electrocardiogrammen, die echter individueel zoo verschillend zijn, dat men iemand aan zijn electrocardiogram kan herkennen. De vorm van

Fig. 7. Laboratoriumzaal zooals deze van 1893-1912 in gebruik was. Op den linker pijler onder de overkapping de snaargalvanometer. Voor de kap is nog juist de spakenschijf voor de tijdregistratie zichtbaar. Op den pijler 2 het groote rad voor de eenparige beweging van de camera, die links daarvan is opgesteld. De beweging wordt door de horizontale staaf van het rad op het chassis overgebracht.

het electrocardiogram van een bepaald persoon, waar ter wereld ook genomen, is, èn door de ijking 1 cm = 1 mv èn door de vaste snelheid van de registratie èn door de afleidingsmethode, steeds dezelfde. Wanneer niet door ziekte en slijtage van het hart het electrocardiogram zou veranderen, ware het als identiteitsmiddel te gebruiken.

De groote beteekenis van deze vier voorschriften voor de electrocardiografie is niet hoog genoeg te schatten; alleen aan het autoritair optreden van Einthoven is het te danken, dat de electrocardiografie zoo uniform wordt toegepast. Hoeveel moeite daarvoor noodig is, kan alleen de wetenschappelijke werker beseffen. Dat deze voorschriften overal zijn nagevolgd is vooral te danken aan het feit, dat Einthoven ze decreteerde op een tijdstip, dat vrijwel nergens ter wereld de electrocardiografie beoefend werd en ieder bij Einthoven in de leer moest, maar bovenal omdat zij in de practijk zoo buitengewoon doelmatig zijn gebleken.

Men denke nu echter niet, dat met Einthovens ontdekking en het in den handel brengen van verschillende modellen snaargalvanometers de electrocardiografie onmiddellijk overal ter hand genomen wordt. Integendeel, sporadisch wordt deze methodiek toegepast en slechts enkele publicaties zien het licht.

Voor een groot deel is de electrocardiografie nog in het experimenteele stadium. Slechts in enkele physiologische laboratoria is zij een studie-onderwerp. Het leeuwenaandeel daarin heeft stellig het Leidsche Physiologische Laboratorium, waar Einthoven onvermoeid doorwerkt, zoowel aan de verbetering van zijn apparaat, als aan de analyse van het electrocardiogram. Zijn leven lang zal hij daarvoor blijven zwoegen, om in de laatste levensjaren zijn werk bekroond te zien.

Het telecardiogram.

Nadat een groot aantal electrocardiogrammen van normale personen zijn geregistreerd en geanalyseerd, dringt de noodzakelijkheid om ten behoeve van de klinische electrocardiografie electrocardiogrammen van hartpatiënten te registreeren. De verwachting is, dat door vergelijking van deze krommen met de theoretisch te verwachten afwijkende vormen op grond van de klinische diagnose en de uit het dierexperiment verkregen resultaten, op den duur vèrstrekkende conclusies mogelijk zullen zijn.

Voorloopig is echter de simpele registratie van een groot aantal pathologische gevallen aan de orde. De gelegenheid daartoe verkrijgt Einthoven door de welwillende medewerking van den hoogleeraar in de interne geneeskunde, die de patiënten van de interne kliniek van het Academisch Ziekenhuis ter beschikking stelt. Een groot bezwaar blijkt echter de afstand, waarop het laboratorium van het ziekenhuis verwijderd is. De hoogleeraar geeft wel toestemming, om poliklinische patiënten naar het laboratorium door te zenden, maar de klinisch verpleegden kunnen die reis niet maken.

Alweer is het het doorzettingsvermogen van Einthoven, dat hier de oplossing brengt. De directeur van de Polytechnische School te Delft, Bosscha, geeft hem een denkbeeld in overweging en het gevolg daarvan is, dat er een kabel wordt gelegd van het physiologisch laboratorium naar de interne kliniek van het Academisch Ziekenhuis. De patiënt wordt nu in het ziekenhuis met het eene einde van den kabel verbonden en de snaargalvanometerinstallatie in het laboratorium met het andere einde. De electrische stroom van het hart van den patiënt wordt anderhalven kilometer verder fotografisch vastgelegd.

Deze toestand brengt nog onverwachte consequenties met zich mede. Bij sommige patiënten treden abnormale hartcontracties op. Deze worden door Einthoven door de veranderde beweging van de snaar onmiddellijk van de normale contracties onderscheiden. Bij den patiënt heeft een dergelijke abnormale contractie somtijds het ontbreken van een pols ten gevolge. Aangezien de electrische stroom een veel grootere voortplantingssnelheid heeft dan de polsgolf in het vaatsysteem, kan Einthoven den internist, die den pols van den patiënt voelt, telefonisch waarschuwen, dat binnen enkele momenten de pols zal ontbreken. Op 1,5 km afstand is Einthoven dus beter ingelicht over de hartswerking dan de internist, die naast den patiënt staat.

Een groot aantal patiënten wordt op deze wijze onderzocht. Altijd weer geeft de betreffende hoogleeraar in de interne geneeskunde de klinische gegevens en zijn diagnose, terwijl Einthoven slechts het electrocardiogram ziet. De afwijkende krommen worden gemeten en getoetst aan de anatomische veranderingen, die volgens de klinische gegevens in het hart moeten zijn opgetreden.

Zoo kan Einthoven na eenigen tijd de gevolgen van een ver-

grooting van de linkerkamer en die van een vergrooting van de rechterkamer in het electrocardiogram onderscheiden. Zoo worden verschillende vormen van extrasystolie geanalyseerd. Zoo wordt ook de hypertrophie van de voorkamers in het electrocardiogram vastgesteld en wordt ook de beteekenis van elk der toppen duidelijker. Ten slotte is het inzicht in de hartswerking door het electrocardiogram zoo groot geworden, dat Einthoven tekortkomingen in de klinische diagnose kan corrigeeren.

Hoe verder de electrocardiografie vordert, vooral ook door de gelijktijdig verrichte dierexperimenten, hoe meer correcties op de klinische diagnose kunnen worden aangebracht. De klinicus aanvaardt deze correcties schoorvoetend en met tegenzin. Zou die physioloog, die den patiënt niet eens gezien heeft, meer van het hart afweten dan hij, die den patiënt reeds meermalen onderzocht?

De spanning tusschen kliniek en laboratorium wordt grooter; dit moet te eeniger tijd tot een uitbarsting komen. En als dan ook Einthoven op een keer den toenmaligen hoogleeraar mededeelt, dat hij op grond van het electrocardiogram tot een foutieve klinische diagnose moet besluiten, barst de bom en hakt de klinieus den kabel door. Het verband tusschen kliniek en laboratorium is hiermee voorgoed verbroken. Wie daarvan het meeste nadeel heeft gehad, zullen wij niet verder nagaan. Waarschijnlijk heeft Einthoven in dien tijd herhaaldelijk teruggedacht aan de allereerste ervaringen met zijn faculteit en er zich philosophisch bij neergelegd. Intusschen had hij voldoende materiaal verzameld om zijn werk te voltooien. De publicatie van deze onderzoekingen ziet in 1908 het licht, nadat hij in 1906 daarover reeds een voordracht hield voor de Hollandsche Maatschappij van Wetenschappen.

Wie meent, dat Einthoven nu het pleit gewonnen heeft, en dat in de geheele wereld een juichkreet opgaat, dat een nieuwe en exacte methode voor hartonderzoek is gevonden, vat den strijd, welken Einthoven te voeren heeft, te licht op. Wèl worden in verschillende laboratoria onderzoekingen ter hand genomen en kunnen in sommige buitenlandsche ziekenhuizen patiënten worden onderzocht, maar men blijft de conclusies slechts met de grootst mogelijke reserve aanvaarden en intusschen veel critiek uitoefenen op de beteekenis van Einthovens werk. Deze laat zich daardoor echter niet van zijn stuk brengen. Een juiste verklaring voor het wezen van

het electrocardiogram en voor de beteekenis van de toppen heeft zijn volle aandacht.

In dezen tijd worden belangrijke anatomische bijzonderheden van het hart gevonden. Einthoven maakt van deze nieuwe ontdekkingen gebruik om de beteekenis van de toppen en de pauzen in de gecompliceerde krommen te verklaren. Het zijn slechts voorloopige verklaringen, die dienst moeten doen als werkhypotese. Als zoodanig worden zij ook door Einthoven beschouwd en wanneer men hem later verwijt, dat hij op die verklaringen hier en daar is teruggekomen, heeft men meer waarde gehecht aan deze eerste interpretaties dan zijn bedoeling is geweest. Maar als werkhypothese voldoen zij voortreffelijk. De dierexperimenten moeten de juistheid of de noodzakelijke correcties brengen.

Hoogere wiskunde.

Voor verschillende inzichten in de beteekenis van de actiestroomen heeft Einthoven gebrek aan een tweeden galvanometer. Hij wil bij de constructie daarvan gebruik maken van de ervaringen, opgedaan bij het oorspronkelijke model en tusschen de andere onderzoekingen door zet hij de berekeningen op voor den bouw van een nieuwen snaargalvanometer. Nieuwe principes worden daarbij gebruikt, waardoor de veldsterkte kan worden verhoogd en de lengte van de snaar gemakkelijk kan worden gewijzigd. Dit tweede model krijgt den vorm van een kubus en is in 1916 gereed.

Voor het echter tot de werkelijke onderzoekingen komt, is er een scherpe critiek op den snaargalvanometer verschenen van een Amerikaansch klinicus, die tevens physicus en wiskundige blijkt te zijn. Aan de hand van groote berekeningen meent deze onderzoeker te kunnen aantoonen, dat Einthovens conclusies over de ware eigenschappen van den snaargalvanometer onjuist zijn. Einthoven kan deze berekeningen helaas niet volgen; de hoogere wiskunde, die daarin is gebezigd, is hem onbekend. Alleen de eindconclusie is hem duidelijk. Hier staat een vijand, die onomstootelijk bewijst, in een voor hem onleesbare taal, dat zijn toestel niet zoo deugdelijk is als hijzelf meent.

De onderzoekingen over de electrocardiografie worden ter zijde gesteld. Einthoven is de man van concentratie, niets interesseert hem meer, behalve die onaangename Amerikaansche publicatie.

Fig. 8. Abnormaal electrocardiogram, z.g. AB-complexen, geregistreerd met den capillair-electrometer op 15 Juni 1894.

Fig. 9. Electrocardiogram van denzelfden patiënt, geregistreerd met den snaargalvanometer.

Fig. 10. Gelijktijdige registratie van electrocardiogram en harttonen. 1 deelstreep van de ordinaat = 10^-4 volt. 1 deelstreep van de abscis = 0,01 sec.

Fig. 11. De snaarschrijver. B de houder waarin de dunne metaaldraad d is gespannen en gesoldeerd. De trekkracht k tordeert den draad d.

Fig. 12. De snaarmyograaf. Het hart, dat op het tafeltje H ligt, verplaatst bij de geringste beweging het ringetje r met den kwartsdraad s tusschen de microscopen M₁ en M₂, waardoor de beweging 2000 maal wordt vergroot.

Slechts één oplossing is mogelijk: hij moét hoogere wiskunde studeeren, en hij doet het! Wanneer hij deze voldoende beheerscht, zet hij de berekeningen van den Amerikaan opnieuw op en werkt deze zelf volledig uit. Enorme inspanning kost het hem, doch langzaam maar zeker nadert hij het doel en de uitkomst van zijn berekeningen is in strijd met die van den Amerikaan. Een vergelijking wordt gemaakt. Stuk voor stuk wordt nu alles becritiseerd en ziet, hij vindt de fout die in Amerika werd gemaakt en die oorzaak werd, dat Einthoven thuis geraakte in een gebied, dat hem voordien niet geinteresseerd had. Voortaan is hij in staat, hoogere wiskunstige berekeningen zelf te controleeren of voor zijn werk te gebruiken en hij kan aan de hand van de Amerikaansche berekening bewijzen, dat zijn snaargalvanometer wel degelijk aan de oorspronkelijke gedachte beantwoordt.

De verbouwing.

De constructie van den nieuwen snaargalvanometer vergt zooveel tijd, dat Einthoven geen geduld genoeg heeft en hij koopt van de Cambridge fabrieken den besten snaargalvanometer, die op dat oogenblik in den handel is. Welk een teleurstelling echter! Hij is zoo gewend aan precisiewerk, dat hij het apparaat onmiddellijk in de werkplaatsen laat verbeteren, o.a. door het te voorzien van de Zeiss-apochromaten.

Intusschen is het hem duidelijk geworden dat zoowel de laboratoriumruimte als de werkplaatsen dringende verbetering behoeven. Wel is waar zullen er over eenigen tijd drie snaargalvanometers zijn, om reeds lang uitgedachte proeven uit te voeren, maar plaats om de apparaten op te stellen is er niet. Bovendien voldoet de oude zaal nog steeds niet geheel aan Einthovens eischen en voor de nieuwe proeven zullen die eischen nog heel wat hooger zijn. Zoo wordt Einthoven gedwongen bij de Regeering op verbetering van laboratoriumzaal en werkplaatsen aan te dringen. Nog altijd bestaan er plannen een nieuw laboratorium op de terreinen van het nieuw te bouwen Academisch Ziekenhuis te projecteeren. Zij lokken hem echter niet aan. Hij begrijpt, dat daarmee verlies van veel tijd gepaard zal gaan en tijd kan Einthoven niet missen. Hij weet het zoo te organiseeren, dat van een nieuw gebouw wordt afgezien, maar dat het bestaande laboratorium volgens zijn wenschen wordt ver-

bouwd. Deze verbouwing omvat o.a. de beroemd geworden zoogenaamde ‘dreunvrije’ zaal met aangrenzende fotografiekamers, een zeer uitgebreid electriciteitsnet door het geheele gebouw en uitbreiding van de werkplaatsen. Zie fig. 19.

Uit den aard der zaak werkt de verbouwing storend op den voortgang van de onderzoekingen. De beschikbare tijd wordt benut om reeds verrichte experimenten te beschrijven. Naast een serie publicaties over de zenuwinvloeden op het hart en daarmede op het electrocardiogram, over de registratie van harttonen en over den snaargalvanometer zelf verschijnt dan eindelijk een samenvatting van de beteekenis van de toppen van het electrocardiogram. In de verschillende publicaties zijn reeds telkens argumenten aangevoerd om tot een bepaald besluit over de beteekenis van de samenstellende deelen van het electrocardiogram te komen. Maar de conclusies zijn verspreid. Dit maakt het voor de andere onderzoekers niet gemakkelijk - te meer, waar van andere zijden ook verklaringen gepubliceerd worden. Het resumé, dat in dertig bladzijden een uiteenzetting over de beteekenis van de toppen en de pauzen in het electrocardiogram geeft, komt in het kort hierop neer, dat de P-top de actiestroom van de voorkamers moet zijn en dat het geheele QRST-complex door beide kamers wordt ontwikkeld. Het tijdsverloop van P tot Q correspondeert met de prikkelgeleiding van voorkamers naar kamers. Over de beteekenis van elk der toppen van het kamercomplex is een geweldige strijd gevoerd. De Q en S zijn zeer sterk varieerend - komen bij tal van gezonde menschen niet voor, vandaar dat Einthoven in de klinische electrocardiografie spreekt van het QRS-complex. Dit complex ontwikkelt zich in de periode, dat de hartkamers tot contractie komen. Over den T-top is reeds op dit tijdstip een onoverzienbaar aantal publicaties verschenen. De meest fantastische voorstellingen worden daarover gepubliceerd. Einthoven weet die stuk voor stuk te ontleden en de onmogelijkheid ervan aan te toonen. Hij is er zelf van overtuigd, dat de T-top in de verslappingsperiode van de kamercontractie ontstaat. Hij accentueert dit door de mededeeling, dat een horizontale lijn tusschen S- en T-top alleen kan ontstaan doordat de beide kamers gelijkmatig en geheel zijn gecontraheerd; er heerscht dan overal dezelfde potentiaal - de galvanometer kan dus geen potentiaalverschil aanwijzen - het snaarbeeld staat stil in den nulstand. Houdt de contractietoestand

in beide kamers op hetzelfde moment op, dan blijft de T-vorming achterwege. Dit komt in ernstige pathologische gevallen voor. Normaliter verslappen de verschillende deelen van de kamers na elkander, waardoor weer potentiaalverschillen optreden, die den T-top doen vormen. Reeds lang heeft Einthoven met behulp van de harttonenregistratie bewezen, dat het einde van den T-top samen valt met het einde van de mechanische contractie. En al spreekt hij het in deze publicatie van 1916 nog niet uit - hij is er reeds van overtuigd, dat de mechanische contractie en de actiestroom onafscheidelijk aan elkander verbonden zijn; dat het electrocardiogram de electrische energie voorstelt, die met de contractie van de spier parallel gaat. Zie fig. 8, 9 en 10.

Aan het einde van zijn geschrift zegt hij, dat, ofschoon nog niet alle deelen van het electrocardiogram helder en klaar begrepen zijn, het toch reeds belangrijk heeft bijgedragen tot de kennis der hartswerking en tot de diagnostiek van hartziekten. Hiermede bewijst hij, dat hij de woorden ter harte heeft genomen, die eens de wereldberoemde Engelsche klinicus Sir James Mackenzie tot hem richtte, toen hij zich op een congres sceptisch had uitgelaten over de therapeutische waarde van het electrocardiogram: ‘Wat zoudt gij dan willen, Einthoven, dat wij hartziekten konden genezen, zonder dat wij het wezen ervan kennen, zonder dat de diagnose is gesteld? Juist door de electrocardiografie zullen wij in de toekomst in staat zijn die medicamenten te vinden, die onze hartzieken noodig hebben.’

Dit zijn profetische woorden geweest. Inderdaad is de geheele moderne harttherapie gebaseerd op de wetenschap, die de electrocardiografie ons heeft gebracht. Het is moeilijk een denkbeeld te krijgen van de geweldige toename van onze kennis op dit gebied, sedert de electrocardiografische studie begon. Wellicht wordt dit het best getypeerd door een wel wat al te plastische, maar daardoor des te sprekender uitdrukking, die een zeer geacht medicus van middelbaren leeftijd bezigde, toen ik een met hem waargenomen abnormale hartswerking wilde verklaren. ‘Praat er maar niet over - ik snap het toch niet, want in mijn tijd leerden wij dat er twee soorten harten zijn, goede en slechte, en de slechte gaan dood.’ Dat kan men nu gelukkig niet meer zeggen. De hartpatiënten hebben ten zeerste geprofiteerd van deze wetenschap, die zoo rechtstreeks

van het physiologisch laboratorium naar de kliniek is gegaan. Mijn tweede leermeester, Professor Wenckebach, schreef in 1927 alleen over de onregelmatige hartswerking een boek van 600, met een afzonderlijken atlas van bijna 200 bladzijden. Het onderscheidingsvermogen is dus wèl gegroeid!

Vreemdelingen.

Wanneer de ‘dreunvrije’ zaal in gebruik wordt gesteld, kunnen verscheidene experimenten tegelijkertijd ter hand worden genomen. Zij hebben alle betrekking op het electrocardiogram. Een der belangrijkste dier experimenten is de gelijktijdige registratie van de drie afleidingen. De theoretische beschouwingen die aan deze proeven vooraf gingen moeten hier onbesproken blijven, evenals de resultaten die zij opleverden. Hoeveel technische vaardigheid voor de uitvoering ervan noodig was, laat zich moeilijk indenken. Het is wel merkwaardig, dat Einthoven zelf in het geheel niet de handigheid bezat, die voor de uitvoering van de meeste door hem bedachte experimenten noodig was. En hij was het zich ter dege bewust!

Intusschen is de oorlog uitgewoed. Langzamerhand herstelt zich ook in de wetenschappelijke kringen het internationaal contact. In deze periode ontwikkelt zich in Einthovens laboratorium een groote internationale activiteit. In den loop van enkele jaren werken er voor langeren tijd Engelschen, Duitschers, Oostenrijkers, Zweden en Amerikanen. Bezoekers, die slechts één of enkele dagen aanwezig zijn, komen uit alle deelen van de wereld, vooral uit Amerika en Japan. Het eerste contact wordt verkregen met Engeland. De directe oorzaak daarvan is gelegen in de groote moeilijkheden, die de Engelsche Geneeskundige Dienst tijdens den oorlog had ondervonden met de hartbezwaren der soldaten. Niet minder dan een zesde van de Engelsche soldaten, die, hoewel niet-gewond, van het front werden teruggezonden, bleken hartklachten te hebben. Dit onrustbarend hooge cijfer van oorspronkelijk goedgekeurde jonge menschen had den Engelschen Geneeskundigen Dienst op het noodzakelijk denkbeeld gebracht, een specialistisch onderzoek te doen instellen.

Dr. Lewis kreeg de opdracht een onderzoek naar den aard en de gevolgen van deze aandoeningen te verrichten, waarvan hij zich op

zoo voortreffelijke wijze wist te kwijten, dat hij er zijn verheffing in den adelstand aan te danken had. Voor een belangrijk deel was dit een gevolg van de electrocardiografie, die op groote schaal te hulp genomen werd.

Dat Lewis reeds een groot bewonderaar van Einthoven was, had hij bewezen door zijn in 1911 verschenen boek ‘Mechanism of the heart beat’ op te dragen aan James Mackenzie en Willem Einthoven met de woorden: ‘a token of appreciation of the services which they have rendered to the study of the clinical pathology of heartaffections’.

Het behoeft dan ook geen verwondering te wekken, dat deze experimenteerende klinicus, die de groote beteekenis van de electrocardiografie in de oorlogsjaren nog weer eens extra had ondervonden, een reis naar Leiden onderneemt, om met Einthoven te overleggen, wat er gedaan moet worden om deze onmisbare schakel in het klinisch hartonderzoek in te lasschen.

Sir Thomas Lewis had ingezien, dat de klinische electrocardiografie noodzakelijk was geworden voor elk ziekenhuis, maar zij was er nog steeds niet! Einthoven kan hem in zijn poging niet actief helpen. Zelfs de band met Leidens Academisch Ziekenhuis is nog steeds verbroken en de interessen van Einthoven zijn te zeer geconcentreerd op andere, belangrijker problemen van de electrocardiografie dan de klinische toepassing. Hij heeft daar bovendien voor zichzelf geen behoefte aan door den toevloed van patiënten, die uit alle deelen van het land naar het Leidsche laboratorium komen.

Wel biedt hij Lewis aan, hem in alle opzichten behulpzaam te zijn en geeft hem een fraaie introductie naar een der grootste centra in Europa. Als Lewis daar niet slaagt, besluit de nog jeugdige Engelschman in Londen het vraagstuk alleen aan te pakken en tot oplossing te brengen. De belangrijke klinische onderzoekingen van Lewis zijn in de geheele geneeskundige wereld bekend geworden. Dat in vele beschouwingen, die daarin verwerkt zijn, ook de gedachten van Einthoven zijn gesublimeerd, is minder bekend. Het contact tusschen Lewis en Einthoven is inniger dan ooit te voren. Met Lewis' standaardwerk ‘The mechanism and graphic registration of the heart beat’ is de electrocardiografie in de kliniek geïntroduceerd, maar het zal nog wel tien jaren duren, tot na den dood van

Einthoven, dat men kan zeggen dat alle groote ziekenhuizen in het bezit zijn van een electrocardiograaf. Dat dit bezit nog niet de kennis daarover inhoudt en daarmede nog niet het volle profijt voor den patiënt gewaarborgd is, bewijst een tragi-komisch onderhoud, dat ik met den leider van een der grootste ziekenhuizen in ons land mocht hebben, die mijn hulp vroeg bij de verklaring van een aantal electrocardiogrammen, die hij had verzameld. Het bleek daarbij, dat wel steeds de drie afleidingen waren geregistreerd, maar dat na het onderzoek de afleiding met de mooiste toppen werd bewaard en de overige als waardeloos werden vernietigd. Dat was in 1926 en het was stellig een der beste klinici. De meeste anderen hadden het nog niet eens zoover gebracht.

Het wonder van de snaar.

Met de onderzoekingen, die in Einthovens laboratorium worden verricht, ten einde een steeds dieper inzicht in de hartswerking te verkrijgen, wordt de noodzakelijkheid van de verbetering der techniek telkens weer gevoeld. Een der grootste hinderpalen voor een idealen snaargalvanometer is de moeilijkheid van de snaar zelve. Alle in den handel gebrachte instrumenten zijn voorzien van een verzilverden glas- of kwartsdraad of wel van een platinadraad, die in het gunstigste geval op een dikte van 4 tot 5 µ kan worden gebracht. Het gewicht van deze snaar is echter zoo groot, dat de voordeelen van den snaargalvanometer daardoor ernstig in het gedrang komen. Toch is Einthoven met zijn verzilverde kwartsdraden evenmin tevreden. De specifieke geleiding van het zilver is te gering, zoodat de weerstand van de snaar te groot wordt, tenzij men de zilverlaag dikker maakt, maar dan wordt de massa weer te groot.

Een belangrijke verbetering wordt verkregen door een geheel nieuw principe toe te passen, namelijk dat van kathodeverstuiving. Onder hooge electrische spanning wordt het zilver van een zilveren plaat op den in de verstuivingsbuis geplaatsten kwartsdraad verstoven. Hierdoor kan met een veel geringere hoeveelheid zilver de snaar geleidend worden gemaakt, maar ook nu blijft de specifieke geleidbaarheid van de zilverlaag het struikelblok.

Intusschen heeft Einthoven gevolg gegeven aan zijn voornemen een physicus aan het laboratorium te verbinden, die hem bij het oplossen van deze problemen behulpzaam kan zijn. Hij vindt dien

in den persoon van den begaafden Dr. F.L. Bergansius, die als physicus verbonden is aan het laboratorium van Einthovens zwager, Professor Julius te Utrecht. Bergansius heeft Einthoven belangrijke diensten bewezen, zoodat ten slotte, na uitgebreide en langdurige proefnemingen, de kathodeverstuiving met goud de ideale oplossing blijkt te zijn. De specifieke geleidbaarheid van het verstoven goud is aanzienlijk hooger dan die van zilver, respectievelijk 25 en 75%, zoodat vanaf 1916 uitsluitend met goud bestoven kwartsdraden in Einthovens laboratorium worden gebruikt.

De bouw van de verstuivingsinrichting heeft vele jaren van Einthovens onverminderde toewijding gekost, terwijl de techniek van het hanteeren van de bestoven snaar eveneens een onnoemelijk aantal moeilijkheden te overwinnen gaf. Deze methodiek heeft Einthoven nooit bekend gemaakt en hij weigerde elken vreemdeling en zelfs zijn assistenten den toegang tot het vertrek, waar de snaren gemaakt en bestoven werden; slechts enkele zeer ingewijden mochten dit heiligdom betreden.

Oorspronkelijk wordt de verhitte kwartsdraad met behulp van pijl en boog door het wegschieten van de pijl snel uitgetrokken. Deze methode ondergaat later een verbetering, waardoor nog grootere snelheden aan het smeltende kwarts kunnen worden gegeven. De uitgetrokken kwartsdraad wordt opgevangen op een metalen raampje en daarna overgebracht op twee stiften, die op een glazen staaf zijn aangebracht. Deze houder kan in de verstuivingsbuis geplaatst worden. Na de verstuiving wordt de snaar op de stiften van den snaarhouder gelegd en met behulp van een soldeerbout en een speciaal gemakkelijk vloeibaar soldeer daaraan vastgehecht. De levensduur van een dergelijke met goud bestoven snaar varieert tusschen drie en vijf jaar, wanneer men er geen ongelukken mede begaat. Aangezien de werkafstand van het objectief tot de snaar slechts 0,2 mm bedraagt, is het begrijpelijk, dat vooral nieuwe assistenten in den beginne nog wel eens het objectief door de snaar heen draaiden. In de latere jaren is dit ongeluk niet zoo heel erg; er zijn altijd snaren in voorraad, zoodat binnen enkele minuten een nieuw exemplaar gemonteerd is.

Een tweede moeilijkheid waarmede Einthoven te kampen heeft, is de electrische lading van de snaar, waardoor stofdeeltjes onmiddellijk op de nieuwe snaar neerslaan. Het heeft heel wat hoofd-

brekens gekost, om ook dit euvel de baas te worden, en vanzelfsprekend vereischt deze eigenschap van de pas bestoven snaar een zoo groot mogelijke stofvrijheid van de verstuivingskamer. De beteekenis van de stofjes op de snaar is zoo belangrijk, omdat het gewicht van één stofdeeltje vaak honderden malen grooter is dan het gewicht van de geheele snaar. De massa van de snaar is immers zoo gering, dat deze tot de kleinste materieele massa's behoort, die in de wereld gemaakt kunnen worden. Voor geluidsproeven werd een snaar gebruikt met een lengte van 22 mm en een diameter van 0,04 µ, dat is 10 × dunner dan de golflengte van het licht. Deze snaar had een eigen trillingsgetal van 30.000 perioden. Het gewicht bedroeg 2 × 10^-10 gram.

Hoe is het mogelijk, dat een zoo dunne snaar met het bloote oog kan worden waargenomen? Weliswaar is die waarneming niet zoo eenvoudig, want gedurende vele maanden, dat er pogingen aangewend worden om deze uiterst dunne draden te verkrijgen, zoekt men tevergeefs naar de snel weggeblazen kwartsdraden. De experimenten mislukken telkens en telkens weer, althans zoo schijnt het, totdat op een dag, dat wederom urenlang pogingen in het werk zijn gesteld om de vereischte snaar te verkrijgen, een ongewone lichtstraal in het locaal plotseling een glinstering van een groot aantal uiterst fijne draden in de ruimte opwekt. Tallooze dunne draden zweven door het locaal, zonder dat deze tevoren te zien zijn geweest. Het onverwachte, bijzondere licht maakt deze als fijne lichtstreepjes zichtbaar. Van nu af aan wordt de techniek veranderd en door een bepaalden lichtreflex te veroorzaken kunnen de dunne snaren gemakkelijk zichtbaar worden gemaakt.

De waarneming van deze dunne draden moest Einthoven als physioloog en als ophtalmoloog bijzonder treffen. Elke verklaring voor de waarneming ervan komt in conflict met het oplossend vermogen van het netvlies, totdat Einthoven, op grond van theoretische beschouwingen zoowel als van experimenteele resultaten, tot de conclusie komt, dat de waarneming berust op het contrast tusschen licht en donker. Hij berekent uit de contrastgevoeligheid van het oog, dat bij ultramicroscopische waarneming, dus bij zijdelingsche belichting van de snaar, waarbij deze zich als een lichtende lijn tegen een donkeren achtergrond afteekent, een snaar met een diameter van 0,2 × 10^-6 µµ zelfs nog te zien moet zijn!

Fig. 13. Gelijktijdige registratie van mechanogram M met den snaarschrijver en electrogram E van een kikvorschenhart, dat door vergiftiging tot stilstand wordt gebracht.
Met het mechanogram neemt ook het electrogram in grootte af. Dat het moment van stilstand nadert, blijkt bovendien uit het steeds grooter worden van de pauzen tusschen de contracties. Na de laatste mechanische en electrografische registratie op de foto is de stilstand bereikt. Hier is dus de gelijkmatige afname van mechanogram en electrogram met den gelijktijdigen stilstand van beide geregistreerd.

Fig. 14. Gelijktijdige toe- en afname van mechanogram M en electrogram E van een kikvorschenhart.

Fig. 15. Registratie van mechanogram M, met den snaarschrijver en electrogram E van een kikvorschenhart. Terugkeeren van de contracties waarbij het mechanisch- en electrisch verschijnsel gelijktijdig terugkeeren.

Fig. 16. Gelijktijdige registratie van mechanogram M, met den snaarmyograaf en electrogram E van een rattenhart, waarbij mechanogram en electrogram op hetzelfde moment optreden. De pijl geeft het moment van het begin van het mechanogram aan. 1 deelstreep van de abscis = 0,01 sec.

Fig. 17. Fotogram van de dunste snaar met een diameter van 0,04 µ. De verdikkingen in de kwartsdraad zijn op het fotogram nog duidelijk zichtbaar.

Fig. 18. De tonusstroom van den halssympathicus van een kat, geregistreerd met een vacuumsnaargalvanometer. Sh = uitschakeling van de shunt. Y = ijking, 15 mm uitslag = 0,1 mv. 1 deelstreep van de abscis = 0,02 sec.

Het experiment is niet uitvoerbaar, want deze snaar zou een diameter hebben, welke 1000.000 maal kleiner zou zijn dan die van een waterstofatoom. Voor de practijk beteekent het, dat elke snaar, hoe dun dan ook, voor het oog zichtbaar te maken is. Einthoven heeft met deze beschouwing de physiologie van het oog met een belangrijke experimenteel gefundeerde theorie verrijkt.

De vervaardiging van deze snaren heeft echter een ander doel. De steeds verlangde wensch den snaargalvanometer nog gevoeliger te maken dan hij al is, kan alleen in vervulling gaan door de snaarmassa te verminderen. De traagheid van de snaar wordt bovendien veroorzaakt door de electromagnetische zoowel als door de luchtdemping. Het is het denkbeeld van zijn zoon, Ir. W.F. EinthovenGa naar voetnoot*) geweest, de luchtdemping te verminderen door de snaar in een vacuum te plaatsen en zoo ontstaat de vacuumsnaargalvanometer, die ons land zulke belangrijke diensten heeft bewezen bij de radiotelegrafische verbinding met Nederlandsch-Indië. Deze galvanometer heeft midden in den oorlog, in 1917, met Einthovens zoon de reis naar Indië volbracht, om daar in de radiotechniek dienst te doen.

Het doel bereikt.

Keeren wij thans terug tot de electrocardiografie. De grootere verspreiding van den snaargalvanometer in laboratoria en klinieken brengt nieuwe theorieën over de waargenomen verschijnselen met zich mede. Het is een verheugend feit, te kunnen constateeren, dat elke experimentator zich aan Einthovens grondregels houdt, zoodat inderdaad de bedoelde eenheid in de klinische electrocardiografie wordt bereikt. De strijd over het wezen van het electrocardiogram wordt door de toename van het aantal experimentatoren heviger. Het oude, op geen enkel feit berustende denkbeeld, dat het electrocardiogram veroorzaakt wordt door den prikkel, die aan de spier-contractie vooraf gaat, vindt veel aanhangers. Eén der onderzoekers voert op een congres aan, dat hij met een loupe gezien heeft, dat het hart stilstond, terwijl hij toch nog een electrocardiogram van dat hart kon registreeren. Deze theorie en dergelijke argumenten zijn Einthoven een doorn in het oog.

Hij is er van den beginne af aan van overtuigd geweest, dat de actiestroom van het hart, dien wij als electrocardiogram registreeren,

de directe uiting is van de electriciteitsontwikkeling van de actieve spier en dat dus de variaties in het electrocardiogram een gevolg zijn van de veranderingen in de activiteit van die spier.

Einthoven voelt het als een duren plicht, alles in het werk te stellen om de juiste verklaring voor het electrocardiogram te geven. Naast de vele onderzoekingen over de veranderingen in het electrocardiogram onder invloed van vergiften, die het hart doorstroomen, uit welke veranderingen uiterst belangrijke conclusies worden getrokken, bereidt hij nieuwe experimenten voor, die hem nader moeten brengen tot het bewijs, dat voor hem als een axioma geldt. Twee feiten moet hij onomstootelijk bewijzen.

1e.	Zonder contractie geen actiestroom, dus geen electrocardiogram, en omgekeerd, indien er een actiestroom is, dan is er ook een contractie.
2e.	De actiestroom ontstaat op hetzelfde moment, dat de contractie begint.

Het eerste probleem wordt op de volgende wijze tot oplossing gebracht. Een geïsoleerd kikvorschenhart wordt zóó geplaatst, dat de punt van het hart vrij beweeglijk is, terwijl de basis stevig gefixeerd wordt. De geringste contractie moet noodzakelijk een, zij het ook uiterst kleine beweging, van de hartpunt ten gevolge hebben. De actiestroom wordt van twee punten van het hart afgeleid, waarvan er één beschadigd wordt, zoodat elke verandering in den contractietoestand, dus het optreden van het geringste potentiaalverschil, in den snaargalvanometer zichtbaar moet worden. De bewegingen van de hartpunt worden mechanisch overgebracht op een, wederom door Einthoven bedacht, geheel nieuw instrument, den zoogenaamden ‘snaarschrijver’, die in tegenstelling met alle tot nu toe gebezigde mechanische registratie-apparaten, vrij is van uitwendige wrijving. In plaats van het algemeen gebruikte systeem, bestaande uit een as, die in tappen draait, brengt Einthoven het torsieprincipe in de experimenteele physiologie in toepassing.

De geringste trekking, die de hartpunt aan dezen ‘snaarschrijver’ verricht, geeft een duidelijk zichtbare verplaatsing van de schaduwlijn op de fotografische plaat. Door gelijktijdige registratie van het direct van het hart afgeleide electrocardiogram en het op bovengenoemde wijze verkregen mechanogram, kan Einthoven aantoonen, dat de beide verschijnselen onafscheidelijk aan elkander verbonden zijn.

Het tweede probleem brengt grooter moeilijkheden met zich mede. De mechanische registratie is altijd trager dan de electrische. Wij zagen reeds, dat de kracht, die noodig is om de snaar van den galvanometer te doen uitslaan, van de orde van grootte is van een tienmillioenste milligram. Een mechanisch registreerapparaat, dat uit den ruststand door een dergelijke kracht in beweging komt, is bijna ondenkbaar en toch zal Einthoven over een dergelijk toestel moeten beschikken, wil hij kunnen bewijzen, dat het verschijnsel van de spiercontractie op hetzelfde moment optreedt als de actiestroom. Welk een eisch dat beteekent, wordt nog eens toegelicht door vast te stellen dat de energie van den stroom, die met den snaargalvanometer kan worden geregistreerd, correspondeert met de energie die noodig is om 1 mm³ hartspier 10^-11 mm op te tillen, dat wil zeggen, om een tienduizendste gedeelte van een kikvorschenhart op te tillen over een hoogte van 0,000.000.01 µ (1 µ = 0,001 mm).

Het spreekt dus vanzelf dat, wanneer men met de bestaande apparaten het mechanogram van de hartswerking registreert, dit altijd eenige duizendste seconden na den actiestroom begint. Hoe goed men de techniek ook uitvoert, altijd weer vindt men, dat het electrocardiogram vooraf gaat. Einthoven is er van overtuigd, dat dit tijdsverschil een gevolg is van de gebrekkige mechanische registratie ten opzichte van de electrische. Zijn galvanometer is te goed! Hij moet dus de mechanische registratie verbeteren en ook hier past hij het torsieprincipe toe, door de constructie van de zoogenaamde ‘snaarmyograaf’. De bewegingen van deze myograaf worden 2000 × vergroot. De geringste verandering in den contractietoestand van het hart komt vrijwel zonder eenig tijdverlies in een uiterst fijne beweging van het snaarbeeld te voorschijn. Een voor het bloote oog volkomen onzichtbare beweging van een duizendste millimeter is op de fotografische kromme reeds door een verplaatsing van 2 mm aangeduid. Door deze techniek kan Einthoven bewijzen, dat gelijktijdig met het optreden van den actiestroom ook de mechanische contractie heeft plaats gevonden en dat in werkelijkheid mechanogram en electrocardiogram onafscheidelijk aan elkander verbonden zijn. Het electrocardiogram is dus niet een uiting van het prikkelingsproces, dat aan de contractie vooraf gaat, maar het is de weerspiegeling van de contractie zelf. Zie fig. 11, 12, 13, 14, 15 en 16.

Nog enkele problemen moeten worden opgelost, voordat Eint-

hoven tot zijn definitieve theorie over het wezen van het electrocardiogram kan besluiten. Zij hangen echter samen met den anatomischen bouw van het hart.

Juist in den tijd, dat er in Einthovens laboratorium hard gewerkt wordt aan de bovenbeschreven experimenten, worden belangrijke nieuwe histologische bijzonderheden over den bouw van het hart gepubliceerd. Zij vormen de schakel, die Einthoven nog in zijn hypothese miste en als dan bovendien de experimenten den onverbrekelijken samenhang tusschen actiestroom en mechanogram hebben aangetoond, kan hij zijn definitieve theorie over het wezen van het electrocardiogram bekend maken en heeft hij zijn levenswerk voltooid. Rond dertig jaren van noesten arbeid zijn er voor noodig geweest.

De Nobèlprijs.

In den loop der jaren heeft de naam Einthoven in de geheele wetenschappelijke wereld een bekende en geëerde klank gekregen. Tal van buitenlandsche onderscheidingen vallen hem ten deel. Dan krijgt hij het verzoek om in Amerika voordrachten te komen houden, maar hij weigert - er is nog geen tijd voor dergelijke uitstapjes. De sluitsteenen voor zijn theorie over het electrocardiogram ontbreken nog. Wanneer na afloop van de laatste experimenten echter opnieuw uit Amerika een beroep op hem wordt gedaan, nu om de nieuw ingestelde ‘Dungham-Lectures’ te openen, aanvaardt hij de uitnoodiging.

Nauwelijks is Einthoven, die door zijn vrouw en schoonzuster wordt vergezeld, in Amerika aangekomen, of het bericht wordt ontvangen, dat hem de Nobèlprijs voor geneeskunde is toegekend. Het telegram, dat zijn verblufte kinderen in den ochtend van den 24en October 1924 ontvangen, luidt als volgt:

Professor Willem Einthoven - Leyden Stockholm 23.10-21.15

‘Es ist mir eine angenehme Pflicht Ihnen mitzuteilen dass das Professorencollegium des Karolinischen Institutes Ihnen den Nobelpreis des Jahres 1924 in Physiologie und Medicin fuer Ihre Entdeckung des Mekanismus des Electrokardiogrammes erteilt hat.’
Professor H.J. Forssner,
Rektor des Institutes.

Zij kunnen het niet gelooven - nooit is er over een dergelijke onderscheiding gedacht en later blijkt, dat in Amerika Einthoven

Fig. 19. De ‘dreunvrije’ zaal met de 3 pijlers en opstelling der snaargalvanometers in 1926. Op den voorsten pijler 2 galvanometers model 1926. Rechts van een dezer galvanometers het Cambridge model en de tijdschrijver met spakenschijf. Op den tweeden pijler links, het oorspronkelijk model; daarnaast het kubusmodel van 1916, met een tweede tijdschrijfinrichting; rechts daarvan het tweede model van den vacuum-snaargalvanometer met Holweck pomp. Op den derden pijler het eerste model van den vacuumsnaargalvanometer. Links van dezen pijler het fotografisch apparaat met eenparige valbeweging. Geheel boven is nog juist de loopkat zichtbaar om de ongeveer 150 kg wegende galvanometers te verplaatsen.

Fig. 20. Gelijktijdige registratie van de zendgolf en de rustgolf van een boogzender door 2 vucuum-snaargalvanometers.

zèlf even verbluft is en bijna niet te overtuigen van de werkelijkheid.

Deze daad van het Professorencollege van het Karolinisch Instituut is de officieele en onpartijdige erkenning, dat Einthoven niet alleen de grondlegger, maar ook de bouwer van de geheele electrocardiografie is. Wij kunnen wel haast zeggen, dat, buiten hem, slechts een zeer enkele iets van beteekenis aan de electrocardiografie heeft toegevoegd. Lewis drukte het tijdens mijn verblijf in zijn inrichting te Londen in 1929 als volgt uit: ‘Het experimenteele stadium van de electrocardiografie is voorbij, er is niets meer van beteekenis uit te halen.’

Door het bericht, dat Einthoven den Nobèlprijs heeft geregen, wordt zijn reis door Amerika een ware triomphtocht. Hij wordt overladen met eerbewijzen en geschenken. De Amerikaansche ‘Cambridge Scientific Instrument Cy’ biedt hem een, door deze fabriek in den handel gebrachte, complete ‘Hindle’ electrocardiograaf aan, die door een der schepen van de Holland-Amerikalijn gratis wordt vervoerd. In tal van universiteitssteden houdt Einthoven zijn voordrachten, waarin hij den samenhang tusschen mechanisch en electrisch verschijnsel van de spiercontractie verklaart. De fraaie fotogrammen, die op onmiskenbare wijze het onverbrekelijk verband tusschen deze twee verschijnselen aantoonen, hebben de geheele wetenschappelijke wereld in Amerika van de onomstootelijke juistheid van Einthovens opvattingen overtuigd.

Ik mag van Einthovens verblijf in Amerika niet afstappen zonder te spreken over zijn bezoek aan Professor Wilson te Ann Arbor. Toen deze klinicus zijn inrichting en installaties had laten zien en met Einthoven confereerde over zijn galvanometers, wist hij van hem de belofte af te dwingen, voor zijn kliniek een dubbelstel onwrikbaar aan elkander gekoppelde snaargalvanometers te ontwerpen èn te vervaardigen. Die, door den handigen Amerikaan afgeperste belofte, heeft den bouw van een geheel nieuwen galvanometer ten gevolge, dien wij het ‘model 1926’ hebben gedoopt. Het behoeft geen betoog, dat dit model de geïdealiseerde snaargalvanometer is geworden, in een precisie-uitvoering, zoodat men den snaarhouder uit den galvanometer kan nemen, zonder de microscopen te verplaatsen. Zet men den houder er weer in, dan staat de snaar weer op de oorspronkelijke plaats en wordt zonder eenige nacorrectie

direct weer scherp afgebeeld. De belofte, een dubbelstel van deze galvanometers voor Wilson te maken, geeft Einthoven gelegenheid, ook de verzoeken van verscheidene andere liefhebbers in te willigen en ten slotte de eigen laboratoriumcollectie nog weer met een stel uit te breiden.

De vacuumsnaargalvanometer.

Voor de buitenwereld hebben de jaren 1924 en 1925 voor Einthoven den climax gebracht. Na de toekenning van den Nobèlprijs erkent ook onze Regeering zijn verdiensten en H.M. de Koningin benoemt hem tot Commandeur in de Orde van Oranje-Nassau. In het laboratorium gaat de arbeid echter ongestoord voort. Nieuwe terreinen moeten worden ontgonnen, maar de tijd dringt. Einthoven heeft zijn 64en verjaardag gevierd, vóór hij naar Amerika ging, nog hoogstens vijf jaren staan hem ter beschikking voor wetenschappelijk onderzoek! Nu het probleem der electrocardiografie is opgelost, vraagt het onderzoek naar de zenuwactiestroomen zijn aandacht. Maar vroegere metingen hebben geleerd, dat de intensiteit van deze stroomen zoo zwak is, dat zij zelfs door den snaargalvanometer niet in waren vorm kunnen worden aangegeven. Van sommige zenuwen is de actiestroom zelfs in het geheel niet waarneembaar, hoe gevoelig de galvanometer ook wordt gesteld. Einthovens hoop is gevestigd op den vacuumsnaargalvanometer. Weliswaar is in 1922 het eenige exemplaar ter wereld weer met zijn zoon uit Indië teruggekeerd, maar die galvanometer doet andere diensten. Er is voor die proeven een nieuw exemplaar noodig en aangezien ook de toekomstige physiologische onderzoekingen een vacuummodel zullen eischen, wordt een tweetal vacuumsnaargalvanometers in de werkplaatsen van het laboratorium vervaardigd. Dit vraagt een ongeloofelijke toewijding van elk der instrumentmakers en beteekent een maandenlange hoogspanning in de werkplaatsen. Het is hier stellig de plaats, den naam te noemen van den onbaatzuchtigen en bescheiden bedrijfschef van het laboratorium, die voor Einthoven van zoo onschatbare waarde is geweest. M.J. de Groot is niet alleen gedurende 15 jaren een voortreffelijk leider van dit precisiebedrijf geweest, die zijn medeinstrumentmakers bezielde met het heilig vuur, dat noodig was om aan Einthovens bijna bovenmenschelijke eischen te voldoen, maar hij is tevens een kunstenaar in zijn vak. Begiftigd met een helder

verstand heeft hij door zijn technisch inzicht en zijn uitzonderlijke bekwaamheid menige moeilijkheid overwonnen, menige nuttige aanwijzing bij de constructie van de galvanometers gegeven en het was opvallend, hoe Einthoven steeds met de grootste aandacht zijn opmerkingen ter harte nam. Hij zette het denkbeeld der Einthovens over den nieuwen vacuum-snaargalvanometer in een daadwerkelijke teekening om en construeerde persoonlijk alle belangrijke precisie-onderdeelen. Hij is ook de man, die de snaren maakte en verzorgde en welk een virtuositeit daarvoor noodig was, laat zich moeilijk voorstellen. Vooral toen in de laatste jaren met uiterst dunne, minder dan 0,1 µ en zeer korte snaren - 0,1 mm lengte! - werd gewerkt, werden aan dezen man de hoogste eischen gesteld. Wanneer men verder weet, dat de laboratoriumproeven eenige dagen per week tot diep in den nacht voortduurden en de Groot daarbij bijna steeds assisteerde om elke technische storing onmiddellijk te kunnen verhelpen, dan zal men beseffen, welke belangrijke diensten hij Einthoven en het laboratorium bewezen heeft.

Het oorspronkelijke model van den vacuumsnaargalvanometer is geconstrueerd volgens het type van den gewonen snaargalvanometer van 1916, waarbij nu echter het geheele apparaat in een ijzeren mantel is opgesloten. De geheele ruimte binnen dezen mantel wordt met eenige luchtpompen tot hoogvacuum gepompt. Het euvel, dat zich bij het instrument voordoet, is, dat het isolatiemateriaal van de spoelen voor de magneetbekrachtiging in het hooge vacuum gassen blijft afgeven, waardoor het vacuum steeds vrij snel weer terugloopt. Het nieuwe model ondergaat dan ook een belangrijke verandering. Alleen de snaarkamer wordt tot vacuumruimte. Dit geeft bovendien het voordeel, dat deze veel kleinere ruimte met behulp van een voorpomp en een Holweckpomp in enkele minuten tot een vacuum van enkele µ kwik wordt leeggepompt, terwijl dit hoogvacuum dagen lang stand houdt. Een bijzondere zorg wordt besteed aan de constructie van den snaarhouder. Wanneer wij uitgaan van den gewonen snaargalvanometer en wij laten veldsterkte, vergrooting van het snaarbeeld, lengte en materiaal van de snaar onveranderd, dan neemt de normaalgevoeligheid van het instrument toe, wanneer de diameter van de snaar afneemt en wel omgekeerd evenredig met den diameter van de snaar. Met een dunne snaar van

0,1 µ diameter kan de gevoeligheid tot een onwaarschijnlijk groote hoogte worden opgevoerd. Wil men hiervan practisch gebruik maken, dan stuit men op de moeilijkheid, dat de snaar slap moet worden gespannen en dan wordt de luchtweerstand, dien de snaar bij haar bewegingen ondervindt, zóó groot, dat een belangrijk deel van de winst weer verloren gaat. In den vacuumsnaargalvanometer kan de luchtdemping echter worden verminderd, respectievelijk zelfs geheel worden opgeheven. Maar hieruit volgt tevens, dat de vacuumsnaargalvanometer een instrument is, waarin alleen zéér dunne snaren moeten worden gebruikt. Daarom is de snaarhouder van een bijzondere constructie. De massa van de snaar vermindert echter ook door afname van de lengte en zoo is deze snaarhouder geschikt, om snaren met een lengte van minder dan 0,1 mm tot die met een lengte van enkele centimeters te bevatten. In alle omstandigheden, dus ook bij de lengte van 0,1 mm, kan de snaar tot 2% van haar lengte worden gerekt, waarbij op elk moment de spanning van de snaar in absolute maat kan worden aangegeven. Hier is het stoffelijk punt in werkelijkheid benaderd. Toen Einstein de oplossing van dit probleem zag, was hij een en al enthousiasme.

Als de physische onderzoekingen met den vacuumsnaargalvanometer nog niet ten volle zijn geëindigd, wordt Einthoven gedwongen aan een dringend verlangen van twee Weensche onderzoekers gehoor te geven. Precies een jaar tevoren heeft hij hen afgewezen met het bericht, dat het instrumentarium, voor hun proeven noodig, nog niet gereed was. Het heeft geen zin, hun nogmaals te adviseeren geduld te hebben. De ervaring heeft geleerd, dat zelfs onderzoekers uit Amerika zich door dergelijke argumenten niet laten weerhouden en op eigen risico toch komen; waarom zullen de Weeners het dan niet doen? Zij willen de actiestroomen van den halssympathicus, een uiterst dunne zenuw, die den hals passeert, geregistreerd hebben.

Vier jaren tevoren kwam Professor Byrne voor ditzelfde doel uit Amerika over. Men was daar niet in staat geweest hem te helpen. Voor alle zekerheid bracht hij de katjes, die ten behoeve van de proeven vooraf geopereerd waren, in een mandje mee. Toen moesten wij nog gebruik maken van den ouden galvanometer en het oorspronkelijke model bleek in staat, electrische veranderingen, zij het

gedeformeerd, aan te geven, zoodat de Amerikaan tevreden kon terugkeeren.

Ditmaal wil Einthoven beslist den waren vorm van den sympathicus-actiestroom registreeren en na eenig overleg wordt besloten den Weeners te berichten, dat wij ons uiterste best zullen doen hen te helpen. Het vacuum van den galvanometer wordt zoo gekozen, dat de ‘Brownsche’ snaarbewegingen bijna niet meer zichtbaar zijn. De gevoeligheid van den galvanometer is nu zoo, dat een aperiodische uitslag van 1 mm wordt verkregen door een stroom van 10^-10 Amp. in 0,003 seconden. De vacuumgalvanometer is in dit geval 100.000 × gevoeliger, doch viermaal zoo traag als model 1916. Enorme moeilijkheden bleken nog te overwinnen en juist als de vreemdelingen eraan gaan wanhopen om in den beperkten tijd, dien zij beschikbaar hebben, te slagen, worden de laatste hindernissen uit den weg geruimd en op den 28sten April 1926 wordt voor het eerst ter wereld de ware vorm van den actiestroom van den halssympathicus geregistreerd. Het is tevens Einthovens laatste groote physiologische experiment. Zie fig. 18.

Draadlooze telegrafie.

Ik heb U medegedeeld, dat Einthovens zoon, na eenige jaren in Indië te hebben geëxperimenteerd met zijn vacuumsnaargalvanometer, naar Holland terugkeerde, om er zijn ingenieursstudie in Delft, die hij al die jaren had onderbroken, voort te zetten. De proefnemingen in Indië hadden betrekking op de radio-telegrafie en werden tezamen met den toenmaligen Directeur van den Radiotelegrafischen Dienst in Indië, Dr. de Groot, uitgevoerd. De resultaten van deze proeven waren niet bevredigend geweest, zoodat zij besloten, verdere pogingen om de radiotelegrammen per snaargalvanometer automatisch op te vangen, te staken. Zij waren daarbij in goed gezelschap, want niemand minder dan Marconi verrichtte dezelfde proeven met behulp van de ‘Cambridge Scientific Instrument Cy’ in Engeland, die als eerste fabriek Einthovens snaargalvanometers construeerde. Ondanks die voortreffelijke hulp moest ook Marconi dezen strijd tegen de natuur opgeven.

Vanzelfsprekend is Einthoven bijzonder nieuwsgierig naar de resultaten van de proeven, die in Indië verricht waren en naar de redenen, die het staken ervan hadden gemotiveerd. En nu komt

juist weer die merkwaardige karaktertrek naar voren, die Einthoven steeds deed slagen. Wanneer een experiment niet gelukt, dan neemt hij geen genoegen met het feit, dàt het niet gelukt, maar hij rust niet voordat hij weet, waaròm het mislukt. En eerst wanneer hij het antwoord op die vraag met zekerheid weet te geven, zal hij òf de moeilijkheid overwinnen, òf nederig het hoofd buigen voor de almacht van de natuur.

Welnu dan, op de doordringende vraag aan zijn zoon, waarom het experiment in Indië mislukte, weet deze geen ander antwoord te geven, dan dat het ondanks alle inspanning eenvoudig niet ging. Einthoven zou zichzelf verloochend hebben, als hij zich met dit antwoord tevreden had gesteld - integendeel. Ofschoon hij, uit den aard der zaak, van draadlooze telegrafie niets afweet, is zijn belangstelling gewekt. Hij bespreekt het probleem met zijn zoon, eenige conferenties op het Departement volgen en op een Vrijdagmiddag, bij de wekelijksche thee, waar alle problemen van de afgeloopen week gezamenlijk besproken worden en litteratuurkwesties ter sprake komen, doet Einthoven de volgende mededeeling: ‘Heeren, vanaf Maandag ben ik de eerste maanden, misschien zelfs wel een jaar, voor niemand meer te spreken. Jullie lost gezamenlijk de moeilijkheden in de experimenten maar op, en wanneer er nieuwe hulpmiddelen noodig zijn, bestel je die, maar ik kan niet gestoord worden.’ Zijn besluit is genomen. De vraag, waarom de directe radiotelegrafische ontvangst door den vacuumsnaargalvanometer mislukt, zal òf beantwoord worden in een mathematische formule òf het zal wèl gaan. Het overleg in Den Haag, waarbij hem machtiging verleend wordt zich aan dit onderzoek te wijden, heeft tot gevolg, dat eenige dagen later enkele matrozen van de Koninklijke Nederlandsche Marine een ontvangantenne spannen tusschen den top van de fraaie Lodewijkskerk aan de Steenschuur en den top van den toren van de inmiddels afgebrande St. Petruskerk aan de Langebrug, onmiddellijk tegenover den zijvleugel van het laboratorium gelegen. Het einde van deze antenne wordt direct met den snaargalvanometer verbonden en nu moeten de Morse-signalen van den machinezender op den Malabar bij Bandoeng door den galvanometer direct worden geregistreerd. Maar hij doet het niet; dat hadden Einthovens zoon en Marconi ook reeds geconstateerd. De machinezender op den Malabar zond op een golflengte van 7,5 km,

de frequentie bedroeg dus rond 40.000 trillingen. De techniek van het experiment is nu zoo, dat de snaar zoo strak gespannen wordt, dat zij resonneert met het trillingsgetal van den zender. Het experiment mislukt dus blijkbaar, omdat het resonantiepunt niet verkregen wordt.

Einthoven berekent nu aan welke voorwaarden de snaar moet voldoen om op den zender scherp te worden afgestemd. Het blijkt dan dat de moeilijkheid schuilt in het spannen van de snaar. Voor de afstemming op den Malabar, waarvoor een snaarlengte van 6 mm wordt gebruikt, treedt bij een lengte-verandering van de snaar van 4,8 µµGa naar voetnoot*) reeds ontstemming op. Hieruit volgt dat de spaninrichting van de snaar met opklimming van onderdeelen van 1 µµ volkomen regelmatig moet functionneeren. De nieuw ontworpen snaarhouder, die aan deze eischen moet voldoen, wordt door den bedrijfschef gemaakt. Als hij na eenigen tijd gereed is en in den galvanometer wordt geplaatst, blijken de geniale berekening en de kundige constructie juist te zijn geweest, want na eenig zoeken wordt de Malabar ontvangen. Opnieuw heeft Einthoven overwonnen!

Dan doet zich een andere moeilijkheid voor. Tijdens de trilling wordt de snaar periodiek onscherp. Metingen leeren, dat de snaar niet trilt in een vlak loodrecht op de krachtlijnen, wat zij in het homogeen magneetveld behoort te doen, maar dat zij een ellipsvormige figuur beschrijft. Dit is zoo storend voor de fotografische registratie, dat het euvel moet worden verholpen. Maar wat is de oorzaak? Na de verschillende factoren te hebben overwogen, die den bijzonderen trillingsvorm kunnen veroorzaken, wordt als de meest waarschijnlijke de asymmetrische bouw van de snaar aanvaard. Die asymmetrie moet dan verkregen zijn tijdens het verstuivingsproces. De snaar staat daarbij in de verstuivingsbuis op eenigen afstand van de goudplaat. Het is dus vrij zeker, dat de naar de plaat toegekeerde zijde meer goud ontvangt dan de diametraal daar tegenover liggende kant. Enkele proefnemingen bevestigen de juistheid van die veronderstelling. Het vraagstuk wordt opgelost door de snaar tijdens het verstuivingsproces gelijkmatig rond te draaien.

Met de ontvangst, die nu verkregen is, zijn de Einthovens echter niet meer tevreden gesteld. Hun eischen gaan verder.

Tijdens het zenden van de Morseteekens door den Malabar, wordt

na elke streep of punt de golflengte, dus ook het trillingsgetal van den zender, een oogenblik veranderd. Er zijn dus eigenlijk twee golflengten waarop gezonden wordt, de eene die de Morseteekens, de andere die de pauzeteekens geeft.

Deze methodiek had aan den toenmaligen Directeur van den Radiotelegrafischen Dienst in Indië, Dr. de Groot, dan ook het denkbeeld gegeven, om twee galvanometers te gebruiken, waarvan de eene op de zendgolf, de andere op de z.g. rustgolf zou worden afgestemd.

Dit denkbeeld wordt tot uitvoering gebracht, in de verwachting dat storingen in de ontvangst op de eene golf, gecompenseerd kunnen worden door de ontvangst op de andere golf. Inderdaad kan een deel der storingen op deze wijze worden gecorrigeerd. De ontvangst zal echter nog beter worden, wanneer slechts de gunstigste uren per etmaal behoeven te worden benut. Dat zal alleen mogelijk zijn door belangrijk versnelde ontvangst. Zie fig. 20.

Nadat nog enkele kleinigheden aan de galvanometers zijn verbeterd en de geheele fotografische apparatuur, die registratie op 1 cm breed papier mogelijk maakt, is vernieuwd, wordt begonnen met de ontvangst van den machinesnelzender. Elken avond herhalen zich de proeven met den Malabar, en wanneer de Einthovens op de techniek van deze ontvangst zijn ingesteld, seinen zij aan Indië: ‘Sneller zenden’. Den volgenden avond gelukt de ontvangst schitterend en zij seinen ‘Sneller zenden!’ Het experiment wordt spannend. ‘Sneller zenden!’ luidt de opdracht van den volgenden dag. ‘Sneller zenden!’ is het motief van den volgenden avond, sneller, sneller! totdat Indië antwoordt: ‘Ik kan niet sneller!’

Het doel is bereikt! Na een half jaar experimenteeren heeft de galvanometerontvangst den machinesnelzender op den Malabar overwonnen. Voortaan is het mogelijk in enkele der gunstigste uren per etmaal de op verzending wachtende telegrammen met veel grooter zekerheid van een goede ontvangst over te seinen. En wanneer de installatie in 1923 in het Amsterdamsche post- en telegraafkantoor is opgesteld en aan alle gestelde verwachtingen blijkt te voldoen, is er een grootsche overwinning behaald.

Het einde.

Half Mei 1927 openbaart zich de aandoening, die Einthoven

ten grave sleept. Plichtsgetrouw fietst hij op een zonnigen Maandagochtend in Mei naar het laboratorium, waar hij twee uren college moet geven. De fietstocht is hem zoo zwaar gevallen, dat hij in de werkplaats om een stoel vraagt. Hij ziet er ellendig uit en het is duidelijk, dat het hem onmogelijk zal zijn dit college te volbrengen. Enkele maatregelen worden getroffen en na een kwartier verlaat Einthoven voor de laatste maal zijn geliefd laboratorium.

Wanneer Mevrouw Einthoven in den laten avond van den 28sten September 1927 haar geliefden man de oogen sluit, is een groot Nederlander van ons heengegaan. Een man, die door stoeren arbeid, sterken wil en een scherpzinnig verstand, met zijn vinding honderdduizenden aan zich heeft verplicht en die, zooals een der necrologieschrijvers het uitdrukt, door de ‘den Meester omringende staf van geschoold personeel, bezield van dienzelfden geest van heilig respect voor nauwkeurigen arbeid’, na bijna twintig jaren nog vrijwel dagelijks wordt betreurd. Hij ruste in vrede aan den voet van het vredige ‘Groene kerkje’ te Oegstgeest, waar zijn trouwe levensgezellin hem eenige jaren later volgde.

voetnoot*): De stelling luidt: (Jupiter) ‘det vitam det opes, aequum mi animum ipse parabo’.

voetnoot*): Het was zijn bedoeling oogarts te worden.

voetnoot1): De origineele snaargalvanometer, model 1926 en de vacuum snaargalvanometers zijn opgesteld in ‘Het Nederl. historisch natuurwetenschappelijk museum’ te Leiden.

voetnoot*): Tijdens de Japansche bezetting van Ned. Ind. te Tokio overleden.

voetnoot*): 1 µµ = 0.000.000.001 cm = 10^-10 cm.

Vorige Volgende

Nederlandsche helden der wetenschap

Levensschetsen van negen Nobelprijswinnaars. Hoogtepunten van wetenschappelijken arbeid in Nederland

Willem Einthoven

door Dr. S. Hoogerwerf
Privaat-docent a.d. Rijksuniversiteit te Leiden.
Oud-hoofdassistent, hartspecialist te Leiden.

Inleiding.

Einthovens jongelingsjaren.

De jonge Hoogleeraar.

Een geniale gedachte.

De grondwetten van het electrocardiogram.

Het telecardiogram.

Hoogere wiskunde.

De verbouwing.

Vreemdelingen.

Het wonder van de snaar.

Het doel bereikt.

De Nobèlprijs.

Professor Willem Einthoven - Leyden Stockholm 23.10-21.15

De vacuumsnaargalvanometer.

Draadlooze telegrafie.

Het einde.

Over dit hoofdstuk/artikel

auteurs

datums

Willem Einthoven

door Dr. S. Hoogerwerf Privaat-docent a.d. Rijksuniversiteit te Leiden. Oud-hoofdassistent, hartspecialist te Leiden.

Inleiding.

Einthovens jongelingsjaren.

De jonge Hoogleeraar.

Een geniale gedachte.

De grondwetten van het electrocardiogram.

Het telecardiogram.

Hoogere wiskunde.

De verbouwing.

Vreemdelingen.

Het wonder van de snaar.

Het doel bereikt.

De Nobèlprijs.

Professor Willem Einthoven - Leyden Stockholm 23.10-21.15

De vacuumsnaargalvanometer.

Draadlooze telegrafie.

Het einde.

Over dit hoofdstuk/artikel

auteurs

datums

door Dr. S. Hoogerwerf
Privaat-docent a.d. Rijksuniversiteit te Leiden.
Oud-hoofdassistent, hartspecialist te Leiden.