William B. Kouwenhoven - William B. Kouwenhoven
William B. Kouwenhoven | |
|---|---|
 | |
| narozený |
3. ledna 1886
Brooklyn, New York , USA
|
| Zemřel | 10.11.1975 (ve věku 89)
Baltimore, Maryland , USA
|
| Státní občanství | Spojené státy |
| Alma mater | Polytechnický institut v Brooklynu |
| Známý jako | Vynález elektrického defibrilátoru |
| Ocenění | Medaile IEEE Edison (1961) Lasker-DeBakey Award - Clinical Medical Research (1973) |
| Vědecká kariéra | |
| Pole | Elektrotechnika |
| Instituce | Univerzita Johna Hopkinse |
William Bennet Kouwenhoven (13. ledna 1886 - 10. listopadu 1975), známý také jako „ otec kardiopulmonální resuscitace “, je známý svým vývojem srdeční masáže s uzavřeným hrudníkem a vynálezem srdečního defibrilátoru. Po získání doktorátu v oboru strojírenství na Karlsruhe Technische Hochschule v Německu zahájil Kouwenhoven svou kariéru děkana na univerzitě Johns Hopkins University v Baltimoru . Kouwenhoven zaměřil svůj výzkum hlavně na zlepšování a záchranu životů pacientů pomocí aplikace elektřiny. Kouwenhovenovi se za pomoci a spolupráce chirurgické kliniky lékařské fakulty Johna Hopkinse a grantu Edison Electric Institute podařilo vyvinout defibrilátor s uzavřeným hrudníkem. Za své příspěvky do oblasti lékařské vědy se stal vůbec prvním příjemcem čestného titulu uděleného Lékařskou fakultou Johna Hopkinse . Dva roky před svou smrtí získal Kouwenhoven také cenu Alberta Laskera za klinický lékařský výzkum .
Životopis
raný život a vzdělávání
William Bennet Kouwenhoven se narodil v Brooklynu, NY, 13. ledna 1886. Kouwenhoven navštěvoval Polytechnický institut v Brooklynu od roku 1903. Kouwenhovena jako nováčka na vysoké škole zaujal vztah mezi elektřinou a medicínou, který se později stal tématem jeho Anglická práce. O tři roky později promoval s BA v elektrotechnice. V roce 1907 získal titul MS ve strojírenství a začal na ústavu učit fyziku a elektrotechniku. V roce 1910 se Kouwenhoven oženil s Abigail Baxter Remsen a odcestoval do Německa studovat na Karlsruhe Technische Hochschule. Kowenhoven měl jen jedno dítě, kterému dal jméno William G. Kouwenhoven. Po získání doktorátu v oboru strojírenství v roce 1913 se Kouwenhoven přestěhoval zpět do Spojených států. Poté rok učil inženýrství na Washingtonské univerzitě v St. Louis .
Kariéra v Johns Hopkins
V roce 1914 byl William Kouwenhoven najat jako profesor na School of Engineering Johns Hopkins University. Jeho výzkumné zájmy se skládaly z účinků elektřiny na lidské tělo a srdeční zástavy. Do roku 1919 působil jako docent v Johns Hopkins a později byl povýšen na řádného profesora v roce 1930. Kouwenhoven byl schopen tuto pozici zastávat 24 let během svého působení v Johns Hopkins. Díky úspěchu svého výzkumu byl Kouwenhoven povýšen do administrativní pozice děkana Vysoké školy technické univerzity Johna Hopkinse v letech 1938–1954. Během svého působení ve funkci děkana vyvinul a zdokonalil svůj nejslavnější projekt elektrického srdečního defibrilátoru. Ve věku 68 let odešel William Kouwenhoven jako děkan, ale po odchodu do důchodu se nadále soustředil na svůj lékařský výzkum v Hopkins. Na konci své kariéry v Hopkins získal Kouwenhoven dvě ocenění za svou práci v instituci: Edisonovu medaili (1961) a cenu Alberta Laskera za klinický lékařský výzkum.
Osobní život
Kouwenhovenovi kolegové a rodinní příslušníci si ho připomínají jako „fascinujícího člověka. Podle Guy Knickerbockera, jednoho z kouwenhovenských studentů elektrotechniky, měla Kouwenhovenova přezdívka„ Divoký účet “určitou důvěryhodnost. Byl vychován v Brooklynu a byl barevný. Na druhou stranu měl [také] velkorysou stránku. “Jeden z Kouwenhovenových vnoučat, Nick Kouwenhoven, který v současné době pracuje pro Tessco Technologies v Baltimoru, si pamatuje, že jeho dědeček byl„ mimořádně intenzivní a soutěživý muž. Jako učitel byl známý tím, že byl náročný, ale ... tajně platil za děti, které projevily slib, že budou chodit do školy. „Další prohlášení Nicka ukazují, že William Kouwenhoven“ byl komplikovaný muž; mohl být okouzlující a poté odhalit svou základní tvrdohlavou povahu. [Nicméně] se vždy snažil zlepšit svou práci. Mnoho rodinných večeří zahrnovalo jeho postgraduální studenty a konverzace se často zaměřovala na předmět jejich práce. “Gil Kaisler byl jedním z těchto postgraduálních studentů a pomohl navrhnout originální přenosný generátor střídavého proudu, který se používal k výrobě defibrilátoru s uzavřeným hrudníkem. Kaisler, Kouwenhoven byl „dráteník, stavitel věcí od základů. Vynikal také jako učitel a administrátor, ale v daleko větším měřítku udělal něco, čím pomohl bezpočtu lidí. “
Elektrický srdeční defibrilátor
Defibrilátor s otevřeným hrudníkem
Do 20. století byla elektřina postupně integrována do společnosti. Vzhledem ke svému zájmu o pole začal William Kouwenhoven přepracovávat staré domy elektřinou, když byl absolventem vysoké školy. Problém však nastal, když obslužní linemen, kteří stavěli elektrické vedení, začali umírat na ventrikulární fibrilaci (VF).
Výzkum Williama Kouwenhovena se zaměřil na účinky elektřiny na srdce a chtěl vyvinout nástroj, který by srdce oživil nebo šokoval bez invazivní operace. První postupy byly prováděny na potkanech a psech, ale obě vyšetřování nepřinesla průkopnické výsledky. Poté, v roce 1925, získala škola hygieny a veřejného zdraví Johna Hopkinse cenu 10 000 dolarů od Consolidated Edison z New Yorku ve spolupráci se Simonem Flexnerem a Rockefellerovým institutem za zkoumání a zkoumání účinků elektřiny na lidské tělo. Hlavní řešitel této konsolidované Edisonovy studie, neurolog Johns Hopkins Othello Langworthy, přivedl do tohoto týmu Williama Kouwenhovena, který byl v současné době profesorem elektrotechniky. Do roku 1928 byli Kouwenhoven a jeho tým schopni pozorovat účinky DC a AC šoku na srdce. Všimli si, že když byly na srdce aplikovány šoky nízkého napětí, byla vyvolána ventrikulární fibrilace. Kouwenhoven také zjistil, že šoky vysokého napětí z elektrod umístěných na hlavách krys vedly k tomu, že srdce přestalo pumpovat krev, protože plíce se úplně vypnuly.
Další metodou, kterou Kouwenhoven použil k oživení srdcí potkanů, bylo provedení KPR a masírování hrudníku. To se však nezdařilo, protože masírování hrudníku mělo za následek ochrnutí krys v důsledku jejich rozdrcených krčních trnů. Do roku 1933 změnil Kouwenhoven své výzkumné zaměření na psy. Zjistil, že dodávka druhého nárazu elektřiny, známého také jako protiopatření, vedla k obnovení sinusového rytmu a normální kontrakci srdce. Srdce psa původně prošlo komorovou fibrilací, ke které dochází, když srdce prochází rychlými elektrickými impulsy. Prostřednictvím procesu zvaného defibrilace se však srdce podařilo oživit.
Zprávy o Kouwenhovenově nálezu začaly měnit přístup k péči o srdce. Navzdory vysokým rizikům zákroku jej použili lékaři na Case Western School of Medicine . V roce 1947 se Claude Beck , MD, stal prvním chirurgem, který kdy umístil elektrody přímo na srdce, které bylo během operace ve ventrikulární fibrilaci. Kouwenhovenova studia také ovlivnila oddělení anesteziologie na Lékařské fakultě Johna Hopkinse . Ve 40. letech 20. století zdokonalili vědci James Elam a Peter Safir nouzovou metodu plicní ventilace z úst do úst, která je nezbytná pro okysličování krve, když srdce již nefunguje.
Defibrilátor s uzavřeným hrudníkem
V roce 1950 zahájil Kouwenhoven výzkum defibrilátoru s uzavřeným hrudníkem. Alfred Blalock , v té době hlavní chirurgický pracovník, měl zpočátku pochybnosti o Kouwenhovenových nápadech. Brzy však souhlasil s poskytnutím laboratorního prostoru a vybavení pro Kouwenhovenovy studie. Kouwenhoven a jeho tým nejprve sledovali účinek elektrod na opačných stranách hrudníku. Poznamenali, že krátký střídavý proud 20 ampér byl schopen vytrhnout srdce z ventrikulární fibrilace zpět do normálního sinusového rytmu. Samuel Talbot, chirurg, který v té době studoval srdeční arytmie u psů, požádal Kouwenhovena, aby spojil svůj výzkum defibrilátoru s Talbotovými studiemi. Poté Kouwenhoven poznamenal, že při průchodu srdcem psa proudil nejlépe svisle místo vodorovně. Když si toho všiml, dokázal snížit intenzitu šoku o 50 procent.
Do roku 1957 vytvořil Kouwenhoven a jeho tým prototyp speciálně pro práci na lidech. Toto nové zařízení vážilo přibližně 200 liber a sestávalo z malé krabice se dvěma izolovanými kabely s měděnými elektrodami, které napájely střídavý proud. Jedna elektroda měla být umístěna nad suprasternálním zářezem a druhá elektroda měla být umístěna nad vrcholem srdce. V roce 1961 dokázal Kouwenhoven a jeho tým uvést na trh první skutečně přenosný defibrilátor s pomocí a podporou společnosti Mine Safety Appliance Company z Pittsburgu. Toto nové přenosné zařízení vážilo 45 liber a vešlo se do malého plastového kufru.
Guy Knickerbocker, elektrotechnik pracující v Kouwenhovenově laboratoři, zjistil, že měděné elektrody způsobily zvýšení krevního tlaku ve zbytku těla, když byly přitlačeny na hrudník psa ještě předtím, než jimi prošel proud. Předpokládal, že rytmické masírování hrudníku způsobuje cirkulaci krve. Toto pozorování vydláždilo cestu pro třetí hlavní objev Kouwenhovenova týmu: kardiopulmonální resuscitace známá také jako CPR .
První úspěšný případ
V roce 1957 byl defibrilátor poprvé použit k záchraně života pacienta trpícího komorovou defibrilací na operačním sále v nemocnici Johns Hopkins . Kolem 2 hodiny ráno vstoupil pacient na pohotovost Hopkins a stěžoval si na zažívací potíže. Když se svlékl na své vyšetření, pacient se zhroutil, když jeho srdce vstoupilo do komorové fibrilace. V té době rezident, MUDr. Gottlieb Friesinger, pomáhal Kouwenhovenovi v některých jeho studiích zabývajících se defibrilátorem s uzavřeným hrudníkem. Když stážista provedl KPR na hrudi pacienta, Friesinger spěchal do laboratoře v 11. patře nemocnice. Podařilo se mu přesvědčit bezpečnostního důstojníka, aby ho nechal vzít defibrilátor, který byl namontován na kolovém vozíku. Po příjezdu zpět na pohotovost provedl Friesinger první šok, který nedokázal restartovat srdce pacienta. Druhý šok však dokázal oživit srdce pacienta zpět do normálního sinusového rytmu. Poté bylo zjištěno, že pacient utrpěl přední infarkt myokardu. Tento případ se stal známým jako první nouzová defibrilace na světě při srdeční zástavě. Friesinger později poznamenal, že „byl docela dramatickým představením sobotních ranních Grand Rounds.“
Ocenění a úspěchy
Poté, co byl jmenován proděkanem Vysoké školy technické na Univerzitě Johnse Hopkinse, byla Kouwenhovenovi nabídnuta také pozice viceprezidenta Amerického institutu elektrotechniků (AIEE). V letech 1931 až 1933 působil jako viceprezident a o dva roky později se stal členem představenstva AIEE. V roce 1961 obdržel Kouwenhoven medaili IEEE Edisona, kterou uděluje AIEE (nyní IEEE ) „za inspirativní vedení ve vzdělávání, za přínos v oblasti elektrické izolace, elektrických měření a elektrotechniky aplikovaných v medicíně“. V roce 1969 se Kouwenhoven stal vůbec prvním držitelem čestného titulu, který mu za jeho přínos v lékařské vědě předložila Lékařská fakulta Johna Hopkinse . Dva roky před svou smrtí, v roce 1973, dostal Kouwenhoven jednu z nejprestižnějších biomedicínských cen v Americe: cenu Alberta Laskera za klinický lékařský výzkum. Když zemřel v roce 1975, nekrolog New York Times uznal Kouwenhovenovy úspěchy a příspěvky tím, že uvedl, že „vyvinul základní přístroje a postupy pro léčbu srdce používané po celém světě“.
Na počest a památku Kouwenhovena zřídila Whitingova inženýrská škola na Univerzitě Johna Hopkinse v roce 1981 profesora Williama B. Kouwenhovena v elektrotechnice. Současným držitelem této Kouwenhovenovy profesury je Jerry L. Prince, zástupce ředitele pro výzkum v Centru Počítačově integrované chirurgické systémy a technologie. Prince pracoval na společném vývoji HARP MRI, která poskytuje lékařům schopnost posoudit stav srdečních svalů během několika sekund. V současné době také zkoumá zpracování obrazu a počítačové vidění s primární aplikací na lékařské zobrazování.
Publikace
Hooker DR, Kouwenhoven WB, Langworthy NEBO. Účinek střídavých elektrických proudů na srdce. American Journal of Physiology 1933; 103: 444–454
Jude JR, Kouwenhoven WB, Knickerbocker GG. Externí srdeční resuscitace. Monografie v chirurgické vědě 1964; I: 65
Kouwenhoven WB, Jude JR, Knickerbocker GG. Srdeční masáž uzavřeného hrudníku. Journal of the American Medical Association 1960; 173: 94–97.