William Bennett Kouwenhoven byl americký elektrotechnický inženýr, jehož průkopnický výzkum a vynálezy zachránily miliony životů po celém světě. Přestože jeho jméno nemusí být obecně známé, jeho odkaz žije dál v podobě technik a zařízení, které se každý den používají v nemocnicích, sanitkách a na veřejných místech – kardiopulmonální resuscitace (KPR) a defibrilátor. Pojďme se podívat na život a dílo tohoto mimořádného člověka, právem nazývaného "otcem kardiopulmonální resuscitace" a "dědečkem biomedicínského inženýrství".
Rané roky a vzdělání
William Bennett Kouwenhoven se narodil 13. ledna 1886 v Brooklynu v New Yorku. Byl potomkem jedné z nejstarších nizozemských rodin, které se usadily v New Yorku – jeho předkové přišli do Ameriky již v roce 1623. Vysokoškolské vzdělání získal na Brooklyn Polytechnic University (dnes Polytechnic Institute of New York University), kde obdržel titul B.E. (bakalář inženýrství) v roce 1906.
Po získání bakalářského titulu pokračoval Kouwenhoven ve studiu v Evropě. Zamířil do Německa na Karlsruhe Technische Hochschule, kde v roce 1913 získal doktorát v oboru elektrotechnického inženýrství.
Kariéra na Johns Hopkins University
V roce 1914, krátce po návratu z Evropy, nastoupil Kouwenhoven jako profesor na School of Engineering na Johns Hopkins University v Baltimore. Na této instituci strávil prakticky celý svůj profesní život. Zaměřoval se na výzkum účinků elektřiny na lidské tělo a srdeční zástavu – oblast, která se měla stát jeho celoživotním posláním.
Postupně si budoval akademickou kariéru – v roce 1919 byl povýšen na docenta a v roce 1930 na řádného profesora. Tuto pozici zastával po dobu 24 let. Díky úspěchům svého výzkumu byl v roce 1938 povýšen do administrativní funkce děkana School of Engineering na Johns Hopkins University, kterou zastával až do roku 1954.
Začátek výzkumu: Významný zlom v Kouwenhovenově kariéře přišel v roce 1925, kdy energetická společnost Consolidated Edison z New Yorku pověřila School of Hygiene and Public Health na Johns Hopkins, aby studovala účinky elektřiny na lidské tělo. Kouwenhoven se připojil k týmu pracujícímu na tomto projektu, což určilo směr jeho dalšího výzkumu.
Průlomové objevy
Defibrilace srdce
První výzkumy Kouwenhovenova týmu začaly v roce 1928 na krysách. Výzkumníci zjistili, že silné elektrické šoky mohou zastavit dýchání a srdeční činnost. Do roku 1933 prokázali v experimentech se psy, že střídavý elektrický proud aplikovaný přímo na srdce může obnovit srdeční tep – ale metoda vyžadovala otevření hrudníku zvířete.
Skutečný průlom přišel, když Kouwenhoven a jeho tým náhodou objevili, že elektrické šoky mohou obnovit normální srdeční rytmus po fibrilaci komor (stavu, kdy srdce rychle a nekoordinovaně tepe). Zjistili, že aplikace druhého elektrického výboje, známého jako "protišok", vedla k obnovení sinusového rytmu a normálního srdečního stahu.
Cesta k přenosnému defibrilátoru: Po úspěších s otevřeným hrudníkem pokračoval Kouwenhoven ve vylepšování svého vynálezu. V roce 1950 ho Edison Electric Institute pověřil vývojem defibrilátoru s uzavřeným hrudníkem. V roce 1957, po letech výzkumu, Kouwenhoven a jeho tým představili svůj prototyp – Hopkins A-C Closed Chest Defibrillator. První verze vážila asi 90 kg a byla transportována na kolečkovém vozíku.
Do roku 1961 se Kouwenhovenovu týmu podařilo vyvinout skutečně přenosný defibrilátor s podporou společnosti Mine Safety Appliance Company z Pittsburghu. Toto nové přenosné zařízení vážilo pouhých 20 kg a vešlo se do malého plastového kufříku.
Objev KPR (kardiopulmonální resuscitace)
Jedním z nejpřekvapivějších objevů, který vzešel z Kouwenhovenova výzkumu, byla technika známá jako kardiopulmonální resuscitace (KPR). Tento objev přišel náhodou, když Guy Knickerbocker, elektroinženýr pracující v Kouwenhovenově laboratoři, zjistil, že měděné elektrody způsobily zvýšení krevního tlaku ve zbytku těla, když byly přitlačeny na hrudník psa, dokonce i před průchodem elektrického proudu.
Knickerbocker vyslovil hypotézu, že rytmické stlačování hrudníku způsobuje cirkulaci krve. Toto pozorování otevřelo cestu k třetímu zásadnímu objevu Kouwenhovenova týmu – kardiopulmonální resuscitaci.
Kombinace technik: V roce 1958 Kouwenhovenův tým objevil kombinaci postupů pro resuscitaci pacientů se srdeční zástavou, kterou nazvali KPR. Téhož roku bylo dvacet pacientů Johns Hopkins v srdeční zástavě resuscitováno pomocí KPR a všichni byli úspěšně oživeni. Kouwenhoven, kterému bylo tehdy 74 let, to označil za "průlom, který jsme hledali".
Ocenění a uznání
Za své významné příspěvky medicíně a elektrotechnice obdržel Kouwenhoven řadu prestižních ocenění:
• V roce 1961 získal IEEE Edison Medal od Amerického institutu elektrotechnických inženýrů (AIEE, nyní IEEE) "za jeho inspirativní vedení ve vzdělávání, za jeho příspěvky v oblasti elektrické izolace, elektrických měření a elektrické vědy aplikované na medicínu"
• Obdržel Hektoen Gold Medal od Americké lékařské asociace
• V roce 1973, dva roky před svou smrtí, mu byla udělena Albert Lasker Award for Clinical Medical Research, jedna z nejprestižnějších biomedicínských cen v Americe
• V roce 1969 získal první čestný doktorát, který kdy udělila Lékařská fakulta Johns Hopkins University, což podtrhuje mimořádnost jeho přínosu pro lékařskou vědu, přestože nebyl lékařem
Profesní organizace a administrativa
Kouwenhoven byl aktivním členem Amerického institutu elektrotechnických inženýrů (AIEE), kde v letech 1931-1933 působil jako viceprezident. V roce 1934 se stal členem (Fellow) Institutu a od roku 1935 do roku 1939 byl členem představenstva.
Během druhé světové války přerušil Kouwenhoven svůj výzkum defibrilace a spolupracoval s Národním institutem standardů a technologie (NIST) na standardech baterií. Po válce se vrátil ke svému nápadu na defibrilátor.
Osobnost a odkaz
Přes všechna oficiální uznání a tituly byl Kouwenhoven znám svou přímočarostí a osobitostí. Jeho kolegové a studenti mu říkali "Wild Bill" (Divoký Bill). Jako rodilý Brooklyňan si zachoval charakteristický brooklynský přízvuk ve své řeči. Když v roce 1962 přebíral prestižní Edison Medal od Amerického institutu elektrotechnických inženýrů, poznamenal, že vždy cítil spřízněnost s Thomasem Edisonem, protože oba byli holandského původu.
William Bennett Kouwenhoven zemřel 10. listopadu 1975 ve věku 89 let. Jeho odkaz však žije dál ve formě technologií a postupů, které zachraňují životy každý den po celém světě.
KPR a defibrilátory dnes: V současnosti zažívá více než 350 000 lidí srdeční zástavu mimo nemocniční prostředí ročně, přičemž asi 40 % z nich obdrží KPR od kolemjdoucích. Každoročně se ve Spojených státech prodá více než 200 000 přenosných defibrilátorů, které zachrání odhadem 1 700 životů.
Závěr
William Bennett Kouwenhoven (1886-1975) byl mimořádným inženýrem, jehož práce propojila elektrotechniku s medicínou způsobem, který natrvalo změnil postupy při záchraně životů. Jeho vynálezy – zejména defibrilátor a technika KPR – jsou každodenně používány po celém světě a zachránily bezpočet lidských životů.
Jako "otec kardiopulmonální resuscitace" a "dědeček biomedicínského inženýrství" Kouwenhoven demonstroval, jak mohou základní vědecké principy a inženýrské inovace vést k dramatickému pokroku v medicíně. Jeho příběh je inspirativní připomínkou toho, že výzkum motivovaný touhou pomáhat lidem může mít hluboký a trvalý dopad na lidstvo.