Норман Джеффри Холтер

Самые выдающиеся ученые, сделавшие великие открытия, подобны художникам, доверяющим интуиции не меньше, чем логике.
Норман Холтер

Норман Холтер может по праву считаться гением. Известный в истории как инженер, изобретатель, физик, химик, он увлекался фотографией, биотелеметрией, но что самое ценное — внес неоценимый вклад в развитие медицины. Этот человек создал прибор, без которого мы с трудом можем представить современную диагностику различных нарушений ритма сердца и проводимости.

Норман Джеффри («Джефф») Холтер (Norman Jefferis «Jeff» Holter) (1914–1983) родился 1 февраля 1914 г. в городе Хелена, штат Монтана, США.

Огромный вклад в становление Н. Холтера как личности, безусловно, внесла его семья. Дедушка и отец Нормана были предпринимателями, владели рудниками. Мать ученого страдала от ревматоидного артрита и часто подолгу путешествовала в поисках эффективного лекарства от своей болезни [1]. Это, видимо, и подтолкнуло Н. Холтера к развитию его таланта в области медицины. Ученая Elaine Scarry писала: «…имея страсть к науке и высоко развитый творческий потенциал, сострадание, Н. Холтер был полон решимости внести реальный вклад в области здравоохранения, чтобы помочь больным людям» [1].

Норман Холтер учился в Кэрролльском колледже, а затем в Калифорнийском университете (Лос-Анджелес), получил степень магистра физики в 1937 г., а в 1938 г., после окончания университета Южной Калифорнии, — степень магистра химии. Перед защитой диссертации его руководитель Emil Starz сказал: «Знаю, вы будете делать открытия в выбранной профессии, сознавая тот факт, что наука еще услышит о вас в ближайшие годы. Я желаю вам успеха и стойкости, чтобы окончательно доказать ваши знания» [1].

В 1937 году во время путешествия в Германию Н. Холтер увлекся фотографией [4]. Он занимался этим искусством под руководством Анселя Адамса, выдающегося мастера научной фотографии природы.

Норман Холтер отличался особой настойчивостью и упорством в овладении новыми знаниями. Каждый раз, получая очередной диплом, он продолжал совершенствовать себя, никогда не останавливаясь на достигнутом: закончил Гейдельбергский университет в Германии, Чикагский университет, Окриджский институт ядерных исследований и Орегонскую медицинскую школу. В годы Второй мировой войны Холтер служил старшим физиком в американском флоте, изучая физические особенности океанских волн.

В 1946 году он возглавлял правительственную исследовательскую группу, тестировавшую атомную бомбу на атолле Бикини. Вернувшись домой, Норман занялся составлением карты радиоактивных осадков — последствий ядерных испытаний США и СССР. Впоследствии Комиссия по атомной энергии привлекла Холтера к исследованиям водородной бомбы на атолле Эниветок [1].

В послевоенное время мощный интеллектуальный потенциал переключился на мирные нужды, поэтому в середине XX века в медицине произошел революционный перелом, связанный с появлением принципиально новых методов исследования, коренным образом изменивший всю систему диагностики в медицине. В 1952 году в клиническую практику вошло ультразвуковое исследование, в 1956 году началось развитие ядерной медицины — впервые были использованы радиоизотопные методы диагностики [6]. Однако медицинская общественность не была готова сразу внедрить новые методы лечения в практическую медицину, так как существовали некоторые сомнения в эффективности лечения гипертиреоза с помощью радио­активного йода, в перспективности использования фосфора-32 в гематологии и др. [1]. Н. Холтер был одним из первых, кто осознал терапевтические возможности радиации. Он верил в целесообразность применения радиоактивных веществ в медицине, наверное, поэтому и решил организовать Общество ядерной медицины Монтаны (идея названия отрасли «ядерная медицина» принадлежит именно Холтеру). Вскоре он понял, что интерес к организации растет. В январе 1954 года в отеле «Дэвенпорт» (Спокан, штат Вашингтон) состоялось собрание группы ученых, в котором приняли участие радиологи, физики, физиологи и патофизиологи. Было принято официальное название — «Общество ядерной медицины». В мае 1954 года в Сиэтле состоялась первая конференция, в которой приняли участие 109 человек (врачи, физики, химики, техники) — представители 12 штатов. Холтер был президентом Общества ядерной медицины с 1954 по 1967 г. [1, 4].

Электронный мир неуклонно развивался, что повлекло за собой появление новых методов лечения в кардиологии: электрической дефибрилляции — в 1956 году и имплантации искусственного водителя ритма сердца — в 1958-м. Существенным оказался прорыв в области электрокардиографии — этот период был назван «большим взрывом». Одним из наиболее ярких представителей данного времени в кардиологии стал Норман Холтер [6].

По его словам, его путь к биотелеметрии начался в 1936 году «с апельсинового сока и лягушачьих лапок». В то время молодой ученый совместно с доктором Лоуренсом Детриком (Lawrence Detrick) изучал влияние витамина С на утомляемость мышц лягушки в Калифорнийском университете (Лос-Анджелес). Задача Холтера состояла в создании необходимого оборудования, но его очень заинтересовали эксперименты. В 1939 году Холтер начал работать с Джозефом Э. Дженгерелли (Joseph A. Gengerelli). Суть работы заключалась в возможности вызвать сокращение мышцы без механических или электрических контактов. Ученые воспроизвели мышечное сокращение, воздействуя на нерв переменным электрическим полем. Подтвердив свою идею, они пришли к выводу, что электрическое поле возбуждает нерв, а он сам создает магнитное поле, которое можно зарегистрировать. В 1961 году появились технические возможности подтверждения их теории [8]. Дж.Э. Дженгерелли и Н. Холтер проводили свои опыты на крысах, стимулируя их мозг на расстоянии: они имплантировали электроды в череп и прикрепили миниатюрный радиоприемник, а затем наблюдали за поведением испытуемых животных при воспроизведении с помощью радио на различных частотах [10–12]. Нестандартность мышления привела Холтера к разработке метода длительной регистрации электрокардиограммы с сохранением данных и возможностью их анализа в будущем. Именно благодаря этому его имя известно миллионам врачей и пациентов [1, 14, 15].

Сравнивая значение стандартной ЭКГ с предложенным методом, Н. Холтер писал: «Горный инженер не анализирует горные руды путем проведения испытаний на скале» [12]. Говоря о своем изобретении, ученый рассуждал: «Я подбираю камень у основания горы Хелена, отдаю его на анализ в химическую лабораторию и получаю ответ: 37 % цинка, 11 % свинца… И я делаю вывод: вся гора Хелена имеет именно такой минеральный состав. Но это же смешно! Разве можно с уверенностью судить о целом по крошечной его части?! А ведь именно этим вы занимаетесь, снимая стандартную электрокардиограмму. На пленку записывается 12–14 комплексов, в то время как за сутки сердце сокращается 120 000 раз. Вы смотрите на 12 из них и говорите: «О, вы совершенно здоровы» или «Вы очень больной человек. Не курите, пожалуйста». И добавил: «Разве жизнь состоит только в неподвижном возлежании? А как насчет лыжников и парашютистов? Людей, которые завтракают, обедают и ужинают? Людей, которые спускаются по лестнице? Людей, которые напиваются до невменяемого состояния?.. Все это остается за кадром, когда лежишь на кушетке» [4].

В 1947 году Норман на собственные средства основал Холтеровский фонд исследований (Holter Research Foundation). Цель, которую он себе поставил, — «…на расстоянии с помощью радиопередатчика осуществить четкую запись электрофизиологических процессов, чтобы дать пациенту свободу заниматься во время исследования чем угодно, лишь бы не привязывать его к кушетке» [8].

Первый холтеровский монитор в 1947 году состоял из громоздкого ЭКГ-радиотрансмиттера и двух тяжелых батарей общим весом 38 кг (рис. 1).

В 1952 году появились технические возможности, позволившие уменьшить вес прибора до 1 кг, размеры — до 19,5 х 9,8 х 4,6 см. Это стало возможным благодаря созданию транзисторов, замене записи на магнитные носители радиотрансмиссией. Холтер с сотрудниками разработали также систему воспроизведения, что позволило отображать записанную ЭКГ на дисплее [2, 5, 13, 17]. В создании прибора наравне с Норманом участвовал Wilford R. Glasscock [3, 5, 10–13]. В 1954 году в журнале Канадской медицинской ассоциации опубликована статья, в которой обсуждались клинические перспективы нового метода [7]. В начале 50-х годов ХХ века лабораторию Холтера в Хелене посетил Пол Дудли Уайт (Paul Dudley White), известный кардиолог того времени. Уайт был потрясен работой Холтера

и сказал: «Ваше изобретение продлит миллионы жизней!» Именно этот человек способствовал получению Н. Холтером финансовой поддержки от Национального института здоровья, а позже — и из частных фондов [2].

Официальной датой создания нового метода является 1961 год, когда в американском журнале Science была опубликована статья Холтера под названием «Новый метод исследования сердца. Практическое использование длительной электрокардиографии у пациентов в активном периоде» [5]. Кассеты и элементы питания, применявшиеся в то время, давали возможность осуществлять непрерывную запись одного канала ЭКГ в течение 10 часов. Анализ записанной ленты проводился с помощью оригинальной аудиовизуальной системы суперимпозиции (AVSEP — audio-visual superimposed ECG presentation), которая позволяла не только оценивать традиционную ЭКГ, но и автоматически анализировать отдельные компоненты вариабельности ритма сердца [5, 6].

В 1962 году началась совместная работа с доктором Элиотом Кордеем в больнице Cedars-Sinai (Лос-Анджелес), где проводились испытания первого клинического прототипа холтеровского монитора. Прибор был протестирован на 200 пациентах, у которых были выявлены ишемические изменения и экстрасистолия. Результатом работы явилась классическая публикация в 1965 г. в журнале Американской медицинской ассоциации (JAMA) — «Detection of phantom arrhythmias and evanescent electrocardiographic abnormalities» («Выявление скрытых аритмий и преходящих электрокардиографических нарушений») [9]. Холтер познакомился с Брюсом Дель Маром (компания Del Mar Avionics), благодаря которому оригинальная система стала первой коммерческой, и в 1963 году метод начали активно использовать в клинической практике [2, 3, 6, 13].

Новое изобретение открывало широкие возможности в медицине. Количество спасенных благодаря ему жизней не сосчитать. Ученый создавал свои изобретения, работая практически исключительно у себя дома. По мнению его жены Джоан, «относительная изоляция (и, таким образом, относительная свобода) как раз позволила Холтеру сделать больше научных заключений, но, оказавшись в академической среде, он чувствовал себя неуютно, хотя косность мышления, зависть коллег были ему чужды». За выдающийся вклад в науку Н. Холтер получил почетную докторскую степень Кэрролльского колледжа и Университета Монтаны; в 1964 году Норману присвоено звание профессора Института геофизики и планетарной физики Калифорнийского университета [1, 4].

Холтер любил общаться с людьми, однако известность тяготила его. Он рассказывал: «Однажды врачи попросили у меня автограф. Я ответил: «О чем вы говорите? Разве я похож на кинозвезду?» — и предложил пропустить по стаканчику».

Н. Холтер был влюблен в науку и искусство, особенно в скульптуру, джаз и фотографию, обладал пытливым умом. Он верил в силу образования, труда и творческой независимости [4].

Прожив 69 лет, Норман Холтер скончался 21 июля 1983 года. На памятнике выдающемуся изобретателю высечены слова его жены: «Одна вещь, которую никто не может отнять у вас, это то, что вы знаете» [1]. После смерти ученого главный редактор Американского кардиологического журнала (The American Journal of Cardiology) Уильям Робертс (William C. Roberts) написал: «Опубликовано около 7000 статей по холтеровскому мониторированию, издается специализированный журнал Biotelemetry and Patient Monitoring («Биотелеметрия и мониторирование». — Прим. ред.)… Неплохие достижения для человека, который не имел ни степени доктора медицины, ни доктора философии, основал собственную научную лабораторию на заброшенной железнодорожной станции в городе с населением менее 30 000 человек, вдали от каких-либо медицинских исследовательских центров».

Дело Холтера продолжало развиваться. В 1984 году группа врачей и ученых учредила Международное общество холтеровской и неинвазивной электрокардиологии (International Society for Holter and Noninvasive Electrocardiology), выпускающее журнал «Анналы неинвазивной электрокардиологии» (Annals of Noninvasive Electrocardiology) [4]. Творческий склад и многогранность личности Холтера лучше всего иллюстрируются его же словами: «…прогрессивная мысль шагает по пути нецеленаправленных исследований, по дороге, полной неожиданных открытий. Никто ведь не скажет: «Вот сейчас я возьму и изобрету биотелеметрию». Процесс формирования идей следует окольными путями и часто приводит к результатам, которых никто не ожидал и не предполагал. Новая идея может оказаться правильной или провальной, но часто приводит к успеху независимо от исходной цели. Такой результат наиболее вероятен в нецеленаправленных исследованиях» [8, 16]. Если такие рассуждения способны приводить к созданию столь важных вещей, то, вероятно, они имеют смысл. «Посредством обучения и наблюдения, я узнал, что честность и порядочность — это не просто слова, но источник самоуважения и осознанного интереса к своей личности».

Ученый жил, следуя этим принципам [1]. Норман Холтер говорил: «Я всегда занимался любимым делом: я изучал неизвестное» [16].

Список литературы

1. http://molbiol.ru/forums/index.php?showtopic=339646
2. Brucer M. Norman «Jeff» Holter (1914–1983): А Historical Note and, as It Must be, an Obituary // J. Nucl. Med. — 1984. — Vol. 25 — P. 132-133.
3. Barold S.S. Norman J. «Jeff» Holter — «Father» of ambulatory ECG monitoring // J. Interv. Card. Electrophysiol. — 2005. — Vol. 14, № 2. — P. 117-118.
4. Del Mar B. The history of clinical Holter Monitoring // Ann. Noninvasive Electrocardiol. — 2005. — Vol. 10, № 2. — P. 226-230.
5. Newby R. From Norman Jefferis «Jeff» Holter. A Serendipitous Life: An Essay in Biography // Drumlummon Views. — 2008 Fall. — P. 224-256.
6. Holter N.J. New method for heart studies // Science. — 1961. — Vol. 20, № 134. — P. 1214-1220.
7. Макаров Л.М. Холтеровское мониторирование. — 2-е изд. — М.: Медпрактика-М, 2003.— С. 340.
8. MacInnis H.F. The clinical application of radioelectrocardiography // Can. Med. Assoc. J. — 1954. — Vol. 70, № 5. — P. 574-576.
9. Roberts W.C. Norman Jefferis Holter and ambulatory ECG monitoring / W.C. Roberts, M.A. Silver // Am. J. Cardiol. — 1983. — 52(7). — P. 903-906.
10. Detection of phantom arrhythmias and evanescent electrocardiographic abnormalities / E. Corday, V. Bazika, T.W. Lang et al. // JAMA. — 1965. — Vol. 193, № 6. — P. 417-421.
11. Gengerelli J.A. Experiments on stimulation of nerves by alternating electrical fields / J.A. Gengerelli, N.J. Holter // Proc. Soc. Exp. Biol. Med. — 1941. — Vol. 46. — P. 532-534.
12. Magnetic fields accompanying transmission of nerve impulses in the frog’s sciatic / J.A. Gengerelli, N.J. Holter, W.R. Glasscock // J. Psychology. — 1961. — Vol. 52. — P. 317-326.
13. Holter N.J. Remote recording of physiological data by radio / N.J. Holter, J.A. Gengerelli // Rocky Mountain Med. J. — 1949. — Vol. 46. — P. 747-751.
14. Kennedy H.L. The history, science and innovation of Holter technology // Ann. Noninvas. Electrocardiol. — 2006. — Vol. 11. — P. 85-94.
15. Holter N.J. Historical background and development of ambulatory monitoring // The nature of research, ambulatory ECG monitoring / Ed. by Jacobsen N.K, Yarnall S.R. — Seattle, WА: MCSA,1976. — P. 1-9.
16. Corday E. Historical vignette celebrating the 30th anniversary of diagnostic ambulatory electrocardiographic monitoring and data reduction systems // J. Am. Coll. Cardiol. — 1991. — Vol. 17. — P. 286-292.
17. Clinical observations using the electrocardiocorder — AVSEP continuous electrocardiographic system. Tentative standards and typical patterns / J.S. Gibson, N.J. Hоlter, W.R. Glasscock // Am. J. Cardiol. — 1964. — Vol. 14. — P. 204-217.
18. Maclnnis H.F. The clinical application of radioelectrocardiography // Can. Med. Assoc. J. — 1954. — Vol. 70. — P. 574-576.
19. www.cardiologyjournal.org