Сегодня мы расскажем об истории измерения артериального давления. Первый успешный эксперимент по измерению давления в кровеносных сосудах был проведён в 1733 году. Далее мы подробно рассмотрим, кто стоял у истоков этого открытия.
Измерение кровяного давления осуществляется двумя основными способами: прямым и непрямым. К непрямым относятся все неинвазивные методы, среди которых наиболее распространёнными и широко используемыми являются цифровые и механические тонометры. Однако с развитием технологий в сфере носимых устройств, такие элементы, как груши и манжеты, перестали быть единственными инструментами для контроля давления.
О будущем методов измерения кровяного давления можно только предполагать, однако мы обратимся к истокам. Первым, кто измерил кровяное давление, был Стивен Хейлс — фигура, в которой сочетались религиозные и научные взгляды без конфликта между ними.
Родившийся в 1677 году в многодетной семье, Хейлс получил образование в области теологии и естественных наук. Позже он занимал должность викария в одном из английских графств.
Стивен Хейлс известен не столько как теолог, сколько как учёный-естествоиспытатель, чей вклад охватывает ботанику, изобретательство и физические эксперименты. В частности, именно он провёл первые исследования, связанные с измерением давления в кровеносных сосудах. Результаты этих экспериментов подробно изложены во второй части его работы " Statical Essays ", где содержатся описания методов и таблицы с первыми зарегистрированными значениями.
Важно отметить, что первые опыты по измерению давления с помощью введения трубки в сосуды проводились не на людях, что вызвало критику со стороны современников Хейлса. Одним из критиков был поэт Александр Поуп, известный своей любовью к собакам.
Сохранилось изображение одного из первых экспериментов Хейлса, выполненного на лошадях:
Хотя такой подход вызывал споры, именно он сделал Стивена Хейлса первооткрывателем в области измерения кровяного давления. Его книга «Гемостатика», являющаяся частью труда "Statical Essays", служит историческим подтверждением этих достижений. Эксперименты Хейлса датируются приблизительно 1709 годом.
В первой части «Statical Essays» Хейлс рассматривал роль воздуха в жизнедеятельности животных и растений, описывал селективное поглощение минералов корнями растений, а также влияние качества воздуха на продолжительность жизни организмов. Эти наблюдения привели его к изобретению вентилятора, который позже начал применяться в тюрьмах, на промышленных предприятиях и в портах, что существенно улучшило условия труда и проживания людей того времени.
Прошло около ста лет...
Стоит отметить, что открытия Хейлса долгое время не нашли широкого применения в клинической практике. Только спустя почти столетие исследования измерения кровяного давления возобновил физик Жан Луи Мари Пуазёйль.
Вклад Пуазёйля в гемодинамику тесно связан с его физическими экспериментами. В частности, в результате исследований он сформулировал закон Пуазёйля — фундаментальное физическое правило, описывающее ламинарное течение жидкости, а также изучил один из видов ламинарного течения.
Исследования Пуазёйля, касающиеся истечения жидкости через тонкие цилиндрические трубки, стали основой для определения вязкости и скорости кровотока в капиллярах. Впервые для измерения давления он использовал ртутный манометр — U-образное устройство, с помощью которого фиксировал давление у человека. Этот эксперимент был проведён во время операции ампутации бедра и показал давление в 120 мм ртутного столба. Традиция измерения давления в миллиметрах ртутного столба берет начало именно от использования ртутного манометра Пуазёйля. Его медицинские открытия относятся к концу 1830-х годов.
Физиолог Карл Людвиг внёс значительные усовершенствования в методику измерения артериального давления. Он известен множеством важных открытий в медицине, включая исследования сердечно-сосудистой и нервной систем.
Для регистрации давления Людвиг предложил использовать кимограф — прибор, представлявший собой усовершенствованный ртутный манометр, позволяющий графически фиксировать изменения давления в различных условиях.
Поскольку основой прибора служил ртутный манометр, применённый ранее Пуазёйлем, метод Людвига оставался инвазивным. Одна из трубок вводилась непосредственно в артерию и фиксировалась там катетером. Исследования на животных позволили выявить связь между дыхательными процессами и артериальным давлением. Впоследствии был разработан прибор, известный как кровяные часы Людвига , предназначенный для измерения регионарного кровотока и сердечного выброса. Это произошло примерно в 1847 году.
Данные эксперименты, в отличие от чисто теоретических исследований Хейлса, обладали практической значимостью для медицины. Однако для широкой клинической практики методы измерения артериального давления получили развитие позже, с появлением неинвазивных технологий, связанным с именем Карла Вирордта , работавшего в середине XIX века.
Вирордт занимался разработкой методов измерения кровотока и создал прибор — сфигмограф, положивший начало развитию сфигмографии как диагностического метода в медицине. Его метод основывался на гипотезе, что артериальное давление может быть косвенно определено через «противодавление», при котором пульсация прекращается. На изображении ниже представлены первые записи, сделанные с помощью сфигмографа.
Идея, связанная с пульсацией или биением сосудов при измерении давления, сохраняет свою актуальность и в современном клиническом инструменте.
Усовершенствованием сфигмографа Вирордта занимался Этьен-Жюль Марэ, известный как физиолог, кардиолог и пионер хронофотографии .
Марэ внедрил в клиническую практику первую версию сфигмографа, созданного в сотрудничестве с часовщиками фирмы «Бреге». Кроме того, он применял метод плетизмографии для получения данных о кровяном давлении.
В своей работе «Давление и скорость потока крови», опубликованной в 1876 году, Марэ описал механизм расслабления артериальной стенки и впервые зарегистрировал на своём приборе показатели как систолического, так и диастолического давления, что стало важным шагом в развитии клинической диагностики артериальной гипертензии и других заболеваний сердечно-сосудистой системы.
После изначального метода измерения артериального давления путем помещения руки в стеклянную колбу, известного как метод Марэ, был предложен усовершенствованный вариант. В 1881 году Самуэль Зигфрид Карл Риттер фон Баш заменил колбу резиновым мешочком с водой, который оборачивали вокруг руки. Данный метод уже напоминал современные тонометры, однако позволял измерять только систолическое, то есть верхнее артериальное давление.
Дальнейшее развитие этого прибора осуществил выдающийся кардиолог Пьер Потэн. В 1899 году он заменил воду в резиновом мешочке на воздух. Воздушное давление, оказываемое на руку, изменяло положение ртутного столба в сфигмоманометре, что позволяло регистрировать систолическое давление.
Для измерения артериального давления была также применена полая резиновая манжета, которую использовал Густав Гартнер. Именно он впервые ввел в обиход термин «тонометр», который и сегодня применяется для обозначения приборов данного типа.
В 1896 году был предложен новый метод измерения давления, связанный с тем же названием оборудования, который принадлежит Рива-Роччи.
Суть метода заключалась в следующем: резиновая шина, обвивавшая руку, наполнялась воздухом. Показания ртутного столба в момент прекращения пульсации соответствовали систолическому давлению. После постепенного выпуска воздуха появление пульсации фиксировалось как диастолическое давление.
Далее изобретение Рива-Роччи было усовершенствовано немецким врачом Генрихом фон Реклингхаузеном. Он заменил ртутную шкалу на пружинную, а резиновую шину — на манжету, более близкую к современным образцам.
Метод Короткова
Данный метод, активно применяемый в современной клинической практике, был открыт в 1905 году российским военным врачом. Во время накачивания манжеты воздуха выявлялись специфические шумы, появление которых и позволило определить уровни систолического и диастолического давления. Хотя открытие этого явления было случайным, теоретическое обоснование метода приписывается другому профессору, из-за чего метод некоторое время называли «Коротково-Яновского».
Согласно этому методу, давление в манжете, зафиксированное в момент появления первого шума, соответствует систолическому давлению. Когда шумы постепенно исчезают, фиксируется уровень диастолического давления.
Дальнейшее развитие методик измерения артериального давления связано с совершенствованием технических характеристик приборов, включая тонометры и другие устройства, применяемые в медицине. Основные нововведения в этом направлении связаны с именами перечисленных выше специалистов.