Уильям Б. Кувенховен

Уильям Б. Кувенховен
Рожденный	( 1886-01-03 ) 3 января 1886 г. Бруклин, Нью-Йорк , США
Умер	10 ноября 1975 г. (10 ноября 1975 г.) (89 лет) Балтимор, Мэриленд , США
Альма-матер	Политехнический институт Бруклина
Известный	Изобретение электрического сердечного дефибриллятора
Награды	Медаль IEEE Эдисона (1961 г.) Премия Ласкера-Дебейки - клинические медицинские исследования (1973 г.)
Научная карьера
Поля	Электротехника
Учреждения	Университет Джонса Хопкинса

Уильям Беннет Кувенховен (13 января 1886 г. - 10 ноября 1975 г.), также известный как « Отец сердечно-легочной реанимации », известен своим вкладом в развитие закрытого массажа сердца и изобретением сердечного дефибриллятора. После получения степени доктора технических наук в Высшей технической школе Карлсруэ в Германии Кувенховен начал свою карьеру в качестве декана Университета Джонса Хопкинса в Балтиморе . Кувенховен сосредоточил свои исследования главным образом на улучшении и спасении жизней пациентов посредством применения электричества. Благодаря помощи и сотрудничеству кафедры хирургии Медицинской школы Джонса Хопкинса и гранта Института электротехники Эдисона Кувенховен смог разработать дефибриллятор закрытого типа. За свой вклад в область медицинской науки он стал первым в истории лауреатом почетной степени, присуждаемой Медицинской школой Джонса Хопкинса . За два года до смерти Кувенховен также был удостоен премии Альберта Ласкера за клинические медицинские исследования. .

Биография

Молодость

Уильям Беннет Кувенховен родился в Бруклине, штат Нью-Йорк, 13 января 1886 года. С 1903 года Кувенховен посещал Бруклинский политехнический институт. Будучи первокурсником колледжа, Кувенховен был заинтригован взаимосвязью между электричеством и медициной, которая позже стала темой его Английская диссертация. Три года спустя он получил степень бакалавра электротехники. Затем в 1907 году он получил степень магистра машиностроения и начал преподавать физику и электротехнику в институте. В 1910 году Кувенховен женился на Эбигейл Бакстер Ремсен и отправился в Германию, чтобы учиться в Высшей технической школе Карлсруэ. У Кувенховена был только один ребенок, которого он назвал Уильям Г. Кувенховен. Получив докторскую степень инженера в 1913 году, Кувенховен вернулся в Соединенные Штаты. Затем он преподавал инженерное дело в Вашингтонском университете в Сент-Луисе . в течение года

Карьера в

В 1914 году Уильям Кувенховен был принят на работу профессором инженерной школы Университета Джонса Хопкинса. Его исследовательские интересы заключались в влиянии электричества на организм человека и остановке сердца. К 1919 году он работал доцентом в Университете Джонса Хопкинса, а позже в 1930 году получил звание профессора. Кувенховен смог занимать эту должность в течение 24 лет во время своего пребывания в Джонсе Хопкинса. Благодаря успеху своих исследований Кувенховен был назначен на административную должность декана инженерной школы Университета Джона Хопкинса с 1938 по 1954 год. Во время своего пребывания на посту декана Кувенховен разработал и усовершенствовал свой самый известный проект по электрическому сердечному дефибриллятору. В возрасте 68 лет Уильям Кувенховен ушел с поста декана, но после выхода на пенсию продолжил заниматься своими медицинскими исследованиями в Хопкинсе. К концу своей карьеры в Хопкинсе Кувенховен был награжден двумя наградами за свою работу в этом учреждении: медалью Эдисона (1961) и премией Альберта Ласкера за клинические медицинские исследования.

Личная жизнь

Коллеги и члены семьи Кувенховена вспоминают его как «очаровательного парня». По словам Гая Никербокера, одного из студентов Кувенховена по электротехнике, прозвище Кувенховена «Дикий Билл» «имело определенный авторитет». Выросший в Бруклине, он был ярким человеком. С другой стороны, у него [также] была щедрая сторона». Один из внуков Кувенховена, Ник Кувенховен, который в настоящее время работает в компании Tessco Technologies в Балтиморе, вспоминает, что его дедушка был «чрезвычайно энергичным и конкурентоспособным человеком. Как учитель он был известен своей требовательностью, но... он тайно платил за детей, которые дал обещание пойти в школу». Дальнейшие заявления Ника показывают, что Уильям Кувенховен «был сложным человеком; он мог быть обаятельным, а затем раскрыть свою скрытую упрямую натуру. [Однако он] всегда пытался улучшить свою работу. На многих семейных обедах присутствовали его аспиранты и разговор часто переходил к предмету их творчества». Гил Кейслер был одним из этих аспирантов и помог разработать оригинальный портативный генератор переменного тока, который использовался для создания закрытого дефибриллятора. По словам Кайслера, Кувенховен был «мастером, строителем всего с нуля. Он также преуспел как учитель и администратор, но в гораздо более широком масштабе он сделал что-то, чтобы помочь бесчисленному количеству людей».

Электрический

Открытый дефибриллятор грудной клетки

К 20 веку электричество постепенно интегрировалось в общество. Благодаря своему интересу к этой области, Уильям Кувенховен начал проводить электричество в старых домах, когда был выпускником колледжа. Однако проблема возникла, когда линейщики коммунальных служб, монтировавшие линии электропередачи, начали умирать от фибрилляции желудочков (ФЖ).

Джеймс Джуд , Уильям Коувенховен и Гай Никербокер

Исследования Уильяма Кувенховена были сосредоточены на влиянии электричества на сердце, и он хотел разработать инструмент, который оживил бы или шокировал сердце без инвазивной хирургии. Первые процедуры были проведены на крысах и собаках, но оба исследования не дали революционных результатов. Затем, в 1925 году, Школа гигиены и общественного здравоохранения Джонса Хопкинса получила награду в размере 10 000 долларов от компании Consolidated Edison of New York в сотрудничестве с Саймоном Флекснером и Институтом Рокфеллера за исследование и изучение воздействия электричества на организм человека. Главный исследователь этого исследования Consolidated Edison, невролог Университета Джонса Хопкинса Отелло Лэнгуорси, пригласил в эту команду Уильяма Кувенховена, который в настоящее время был профессором электротехники. К 1928 году Кувенховен и его команда смогли наблюдать влияние шока постоянного и переменного тока на сердце. Они заметили, что при приложении к сердцу низковольтных разрядов вызывалась фибрилляция желудочков. Кувенховен также обнаружил, что удары высоким напряжением от электродов, помещенных на головы крыс, заставляли сердце переставать перекачивать кровь, поскольку легкие полностью отключались.

Другой метод, который Кувенховен использовал для оживления сердец крыс, заключался в проведении искусственного дыхания и массаже грудной клетки. Однако это не удалось, поскольку массаж грудной клетки привел к параличу крыс из-за раздавленных шейных позвонков. К 1933 году Кувенховен переключил свои исследования на собак. Он обнаружил, что подача второго электрического разряда, также известного как контршок, привела к восстановлению синусового ритма и нормальному сердечному сокращению. Изначально в сердце собаки возникла фибрилляция желудочков, которая возникает, когда сердце испытывает быстрые электрические импульсы. Однако с помощью процесса, называемого дефибрилляцией, сердце удалось оживить.

Новости о находке Кувенховена начали менять подход к кардиологической помощи. Несмотря на высокие риски процедуры, ее использовали врачи Медицинской школы Case Western . В 1947 году Клод Бек , доктор медицинских наук, стал первым хирургом, который во время операции поместил электроды непосредственно на сердце, находившееся в состоянии фибрилляции желудочков. Исследования Кувенховена также повлияли на отделение анестезиологии в Медицинской школе Джонса Хопкинса . В 1940-х годах исследователи Джеймс Элам и Питер Сафир усовершенствовали метод экстренной вентиляции легких «рот в рот», который необходим для насыщения крови кислородом, когда сердце больше не функционирует.

Дефибриллятор, использованный Клодом Беком в 1947 году.

Закрытый дефибриллятор грудной клетки

В 1950 году Кувенховен начал исследования дефибриллятора с закрытой грудной клеткой. Альфред Блэлок , в то время руководитель хирургического отделения, поначалу сомневался в идеях Кувенховена. Однако вскоре он согласился предоставить Кувенховену лабораторные помещения и оборудование для исследований. Сначала Кувенховен и его команда следили за действием электродов на противоположных сторонах грудной клетки. Они отметили, что кратковременный переменный ток силой 20 ампер способен вывести сердце из состояния фибрилляции желудочков обратно к нормальному синусовому ритму. Сэмюэл Талбот, хирург, который в то время изучал сердечные аритмии у собак, попросил Кувенховена объединить свои исследования дефибриллятора с исследованиями Талбота. Впоследствии Кувенховен заметил, что ток лучше всего течет вертикально, а не горизонтально, когда проходит через сердце собаки. Заметив это, он смог уменьшить силу шока на 50 процентов.

К 1957 году Кувенховен и его команда разработали прототип специально для работы на людях. Это новое устройство весило около 200 фунтов и состояло из небольшой коробки с двумя изолированными кабелями с медными электродами, по которым подавался переменный ток. Один электрод располагали над надгрудинной вырезкой, а другой над верхушкой сердца. В 1961 году Кувенховен и его команда смогли запустить первый по-настоящему портативный дефибриллятор с помощью и поддержкой компании Mine Safety Appliance Company из Питтсбурга. Это новое портативное устройство весило 45 фунтов и помещалось в небольшой пластиковый чемодан.

Гай Никербокер, инженер-электрик, работавший в лаборатории Кувенховена, обнаружил, что медные электроды вызывают повышение кровяного давления в остальных частях тела, когда их прижимают к груди собаки, еще до того, как через них проходит ток. Он предположил, что ритмичное массирование грудной клетки заставляет кровь циркулировать. Это наблюдение проложило путь к третьему крупному открытию команды Кувенховена: сердечно-легочной реанимации, также известной как СЛР .

Дефибриллятор закрытого типа, разработанный в Университете Джонса Хопкинса.

Первый успешный случай

В 1957 году дефибриллятор был впервые использован для спасения жизни пациента, страдающего фибрилляцией желудочков, в операционной больницы Джона Хопкинса . Около 2 часов ночи в отделение неотложной помощи Хопкинса поступил пациент с жалобами на расстройство желудка. Раздеваясь перед обследованием, пациент потерял сознание, когда у его сердца началась фибрилляция желудочков. В то время резидент Готлиб Фризингер, доктор медицинских наук, помогал Кувенховену в его исследованиях, связанных с дефибриллятором закрытой грудной клетки. Пока интерн проводил искусственное дыхание на груди пациента, Фризингер поспешил в лабораторию, расположенную на 11-м этаже больницы. Ему удалось уговорить сотрудника службы безопасности позволить ему взять с собой дефибриллятор, установленный на колесной тележке. Вернувшись в отделение неотложной помощи, Фризингер применил первый разряд, который не смог перезапустить сердце пациента. Однако второй разряд смог вернуть сердцу пациента нормальный синусовый ритм. Позже выяснилось, что пациент перенес передний инфаркт миокарда. Этот случай стал известен как первая в мире экстренная дефибрилляция при остановке сердца. Позже Фризингер заметил, что «его выступление на Гранд-раундах в субботу утром было довольно драматичным».

Награды и достижения

После назначения заместителем декана инженерного факультета Университета Джонса Хопкинса Кувенховену также предложили должность вице-президента Американского института инженеров-электриков (AIEE). Он занимал должность вице-президента с 1931 по 1933 год, а два года спустя стал членом совета директоров AIEE. В 1961 году Кувенховен получил медаль Эдисона IEEE , врученную AIEE (ныне IEEE ) «за его вдохновляющее лидерство в образовании, за его вклад в области электроизоляции, электрических измерений и электротехники, применяемой в медицине». В 1969 году Кувенховен стал первым в истории лауреатом почетной степени, врученной Медицинской школой Джонса Хопкинса за вклад в медицинскую науку. За два года до смерти, в 1973 году, Кувенховену была вручена одна из самых престижных биомедицинских премий Америки: премия Альберта Ласкера за клинические медицинские исследования. Когда он умер в 1975 году, некролог New York Times признал достижения и вклад Кувенховена, заявив, что он «помог разработать основные устройства и процедуры для лечения сердца, используемые во всем мире».

В честь и память Кувенховена Инженерная школа Уайтинга при Университете Джонса Хопкинса в 1981 году учредила профессорскую должность Уильяма Б. Кувенховена в области электротехники. Нынешним обладателем этой профессорской должности Кувенховена является Джерри Л. Принс , заместитель директора по исследованиям в Центре Компьютерно-интегрированные хирургические системы и технологии. Принс работал над совместной разработкой HARP MRI, которая дает врачам возможность оценить состояние сердечной мышцы за считанные секунды. В настоящее время он также занимается исследованиями в области обработки изображений и компьютерного зрения, которые в первую очередь применяются в медицинской визуализации.

Публикации

Хукер Д.Р., Кувенховен В.Б., Лэнгуорси О.Р. «Влияние переменного электрического тока на сердце». Американский журнал физиологии , 1933 г.; 103: 444–454

Джуд-младший, Кувенховен В.Б., Никербокер Г.Г. Наружная сердечная реанимация. Монографии по хирургической науке, 1964 г.; Я:65

Кувенховен В.Б., Джуд-младший, Никербокер Г.Г. «Закрытый массаж сердца». Журнал Американской медицинской ассоциации, 1960 г.; 173:94–97.

Внешние ссылки

• Биография Исторического центра IEEE
• Часть его биографии электробиологов