¿Cómo surgió el ECG?

Para entender como funciona el electrocardiograma debemos conocer la historia que permitió hacer uso de la electricidad en el cuerpo humano.

• Grecia
• El descubrimiento de los fenómenos causados por la electricidad se remonta a la Grecia clásica. 
• Suele atribuirse a Tales de Mileto (620 – 546 A.C.), quien se dio cuenta que al frotar una barra de ámbar (resina vegetal fosilizada) con lana o una piel, esta adquiría la propiedad de atraer el polvo y objetos ligeros.
• Teofrasto (371 – 287 A.C.): Descubrió que diversas substancias se comportaban como el ámbar al ser frotadas, pero ni él ni Tales fueron capaces de proponer alguna explicación a estos fenómenos.

http://www.gmcon.net/cirlog/lec01.html

El ámbar, “electron” en griego, y principal protagonista de esta etapa temprana, fue el origen de nuestra palabra “electricidad” y sus derivados.

• 1.600 D.c William Gilbert: Se sabe desde antiguo que el ámbar, si se frotaba, era capaz de levantar objetos ligeros. Gilbert agregó otros ejemplos como el azufre y describió lo que más tarde se conocería como 'electricidad estática'.
• 1775 Abildgaard : Demuestra que puede matar gallinas con impulsos eléctricos y que pueden restaurar el pulso con descargas eléctricas a través del pecho. "Con una descarga en la cabeza, el animal se quedó sin vida, que recuperó con una segunda descarga al pecho; sin embargo, después de que el experimento se repitiera varias veces.
• 1780 Galvani: Sus estudios le permitieron descifrar la naturaleza eléctrica del impulso nervioso.En una de estas experiencias, el científico demostró que, aplicando una pequeña corriente eléctrica a la médula espinal de una rana muerta, se producían grandes contracciones musculares en los miembros de la misma. Estas descargas podían lograr que las patas (incluso separadas del cuerpo) saltaran igual que cuando el animal estaba vivo. " Electricidad animal"

http://www.afinidadelectrica.com.ar/articulo.php?IdArticulo=55

• 1794 Volta se enteró de los hallazgos de su amigo Galvani y inició su investigación en el mismo sentido prescindiendo, casi desde el principio, de la desdichada rana para centrarse únicamente en los metales. Concluyó que no se necesitaba la intervención de animales para generar corriente eléctrica.

  

  Experimentos de Volta
  http://www.cell.com/trends/neurosciences/fulltext/S0166-2236(00)02003-
  
  

  El fisiólogo llamó a esta forma de producir energía "bioelectrogénesis". A través de numerosos y espectaculares experimentos —como electrocutar cadáveres humanos para hacerlos bailar la "danza de las convulsiones tónicas"— llegó a la conclusión de que la electricidad necesaria no provenía del exterior, sino que era generada en el interior del propio organismo vivo, que, una vez muerto, seguía conservando la capacidad de conducir el impulso y reaccionar a él consecuentemente.
• 1842: Carlo Mateucci: Al proporcionar una fuente de electricidad útil y constante Volta revolucionó la física pero, curiosamente, también detuvo los experimentos sobre la electricidad animal. Así, no fue sino cuarenta años más tarde que Carlo Matteucci demostró en forma convincente su existencia. Matteuci usó el galvanómetro diseñado veinte años antes por Leopold Nobili para demostrar que había una corriente eléctrica entre un segmento dañado y una parte intacta de un músculo.
• 1843 El fisiologo alemán Emil Dubois Reymond describe un potencial de acción que acompaña cada contracción muscular. Detecto la presencia de un pequeño voltaje en el músculo relajado y notó que este disminuía con la contracción del músculo. Para llegar a esta conclusión había desarrollado uno de los galvanómetros más sensibles de su tiempo.

A este instrumento le faltaba sensibilidad y las mejoras implementadas llevaron al desarrollo del Electrómetro Capilar, hecho por Gabriel Lippmann en 1872. 

Augustus De'sire Waller descubrió que la actividad eléctrica del corazón humano podría ser registrada por el Electrómetro Capilar sin necesidad de abrir el pecho para exponer el corazón. Fue el primero en grabar la actividad eléctrica del corazón en 1887. En un artículo inicial que él escribió, llamó a este registro "Electrograma". Un año después, le cambió el nombre a "Cardiograma". Einthoven luego introdujo el nombre que hoy se conoce como "Electrocardiograma". 

http://tecnologiahumanidades.blogspot.com.co/2014/06/el-electrocardiografo-en-el-siglo-xvii.html

Einthoven empezó a desarrollar su propio galvanómetro en el año 1900, luego de comprobar que el Electrómetro Capilar no le satisfacía para lo que necesitaba. El aparato se conoció como Galvanómetro de cuerda y fue introducido en 1903. 

https://electromedicinacr.wordpress.com/historia-de-la-ingenieria-biomedica/

Durante el desarrollo de este instrumento, el tamaño disminuyó radicalmente.

Los dispositivos terminales se mejoraron, los electrodos se hicieron en plata para situarlos directamente en la piel del paciente a través de correas. El electrodo de succión se le debe a Rudolph Berger en 1932, para sujetar el terminal que va en el pecho. Se implementó también el tubo de vacío para la amplificación. La primera compañía en usar ésto fue General Electric®. 

El dispositivo hecho por Einthoven fue la base para los fisiógrafos análogos implementados desde 1903.

Einthoven encontró la forma de graficar las corrientes que el corazón genera al funcionar. Él sabía que las corrientes eléctricas del corazón se movían a través del fluido extracelular, entonces, efectuando una medición de las diferencias de potencial entre partes diferentes del cuerpo se obtiene una corriente eléctrica cambiante que podría ser representada gráficamente.

Cada derivación simplemente mide diferencia de voltaje. El problema que surgió fue la sensibilidad. Un galvanómetro estándar no tiene la sensibilidad suficiente para detectar los milivoltios que se generan en el cuerpo. 

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/magnetic/galvan.html

El galvanómetro se compone de dos imanes permanentes y un conductor. La corriente que pasa a través del conductor causa una interacción con los magnetos y por lo tanto la aguja se mueve. Éste movimiento es proporcional a la corriente que pasa a través del conductor. Puesto que el sistema no es muy sensible para ser usado en detección de señales cardíacas, Einthoven hizo un aparato similar pero en vez de un conductor grueso, usó un hilo metálico muy delgado y liviano que fuera capaz de moverse incluso con corrientes muy pequeñas.

La aguja del galvanómetro era iluminada por un haz de luz. Se creaba una sombra que barría de un lado a otro dependiendo de la corriente que pasaba por el hilo metálico. La sombra se exponía a través de una ranura delgada y se producía un punto, el cual daba contra una película fotosensible registrando la señal electrocardiográfica. 

El electrocardiógrafo es un galvanómetro que permite registrar la actividad eléctrica cardíaca a partir de una serie de terminales o electrodos conectados en la superficie de cuerpo del paciente. La señal es amplificada y posteriormente enviada a un oscilógrafo capaz de hacer modificar la posición de un elemento de registro gráfico que se mueve al paso de un papel milimetrado. 

Las diferencias de potencial se interpretan con movimientos de la aguja hacia arriba o hacia abajo en consonancia con la polaridad registrada y la magnitud del potencial, mientras que en el papel se obtiene un trazo con ondas positivas y negativas que reflejan la actividad cardíaca observada desde los diferentes terminales o electrodos.