Дарсонвализация – методика физиотерапевтического воздействия на поверхностные ткани и слизистые оболочки организма человека импульсными токами высокой частоты. Названа по фамилии французского физика, физиолога, врача, изобретателя Жака Арсена д’Арсонваля.
Жак Арсен д’Арсонваль (фр. Jacques Arsène d’Arsonval) родился 8 июня 1851 года в Ла-Поршери (Верхняя Вьенна, Франция). Его прадед, дед и отец были врачами. Арсен рано проявил способности к точным наукам и готовился к карьере инженера. После начального обучения в муниципальной школе он учился в лицее Лиможа, затем отправился поступать в коллеж Сент-Барб в Париже. Однако отмена экзамена из-за начала франко-германского конфликта в 1870 году вынудила его вернуться домой, где отец решил зачислить его в медицинскую школу Лиможа. Дальнейшим изучением медицины он занимался в Коллеж де Франс, где избрал своей специальностью физиологию.
Его страсть к научным исследованиям окончательно закрепилась после знакомства с основоположником экспериментальной физиологии Клодом Бернаром, который преподавал в Коллеж де Франс. С 1873 по 1878 год Арсен был его ассистентом, а после смерти своего учителя д’Арсонваль стал ассистентом Шарля Браун-Секара, который сменил Бернара на кафедре экспериментальной медицины. В 1877 году д’Арсонваль защитил докторскую диссертацию по теме «Теоретические и экспериментальные исследования роли эластичности легких в явлениях кровообращения».
В 1882–1910 годах он возглавлял лабораторию биофизики, а в 1894–1930 годах – кафедру экспериментальной медицины в Коллеж де Франс. Одновременно с 1910 по 1931 год руководил специально созданной для его исследований лабораторией в Ножан-сюр-Марн.
В 1888 году он был избран членом Французской медицинской академии, а в 1894 – членом Французской академии наук. В 1894 году стал профессором экспериментальной медицины в Коллеж де Франс.
Своей склонностью к точным наукам и изобретательству д’Арсонваль обогатил медицинскую практику и экспериментальную физиологию рядом ценных нововведений и изобретений. Многие из них вошли в повседневный обиход медиков.
Первые проекты д’Арсонваля в качестве помощника Бернара были посвящены температуре тела животных и человека. Д’Арсонваль осознавал, что термометрические измерения могут дать точную информацию о распределении тепла внутри живых организмов, но только калориметрический метод позволит измерить его колебания. Для изучения этой проблемы им был разработан двухкамерный калориметр.
Д’Арсонвалем были сконструированы термоэлектрические иглы. Ртутный термометр был пригоден для измерения температуры тела, но не для измерения температуры тканей и крови в прилегающих сосудах. Эти измерения требовали других видов инструментов. Полагая, что электричество является наиболее совершенным и тонким средством исследования, д’Арсонваль занялся усовершенствованием термоэлектрических игл. Иглы могли проникать внутрь самых глубоких органов и тканей, не причиняя боли, и использовались, например, для сравнения температур артериальной и венозной крови, температур крови перед прохождением и после прохождения через печень или разницу температуры мышцы в состоянии покоя и работы.
В 1870-е годы д’Арсонваль, как и другие специалисты, задумался о потенциале использования недавно изобретенного телефона не только в качестве аппарата для передачи и приема звука на расстоянии, но и в качестве диагностического инструмента в медицинской практике. Помимо его использования в качестве стетоскопа, некоторые специалисты задавались вопросом, может ли телефон быть полезен в качестве устройства для обнаружения тока в мышечной ткани. Д’Арсонваль был одним из первых, кто осознал большую чувствительность телефона Белла и его способность обнаруживать очень слабые электрические токи. В 1877 году он занялся изучением возможности использования телефона в своих исследованиях электрических свойств мышечного сокращения.
Убедившись, что телефон представляет собой идеальный инструмент для обнаружения тока в мышечных тканях, но для его использования в этой области все же требуется несколько существенных модификаций, д’Арсонваль очень быстро увлекся этим новым предметом исследования. Совместно с физиологом Полем Бером он занялся доработкой микрофона. Д’Арсонваль и Бер представили новый образец Французской академии наук на заседании 15 марта 1880 года. Они также участвовали в усовершенствовании телефонных трубок, чтобы повысить эффективность инструмента и облегчить его конструкцию. Различные модели усовершенствованных настенных и настольных телефонных станций, включающих в себя как приемные, так и передающие устройства, были выбраны Французским управлением почт и телеграфов для установления первых междугородных телефонных связей между Парижем и городами Реймс, Лион и Марсель, начиная с 1888 года.
В 1881 году д’Арсонваль предложил использовать тепловую энергию океана. Разработанная им технология получила название «Энергия температурного градиента морской воды» (англ. Ocean Thermal Energy Conversion — OTEC). Она позволила получать электроэнергию, используя разницу температур на поверхности и в глубине мирового океана. Один из его любимых учеников – инженер и изобретатель Жорж Клод – построил в 1930 г. первую работающую установку по получению электроэнергии из океана на Кубе.
Совместная работа Д’Арсонваля и Жоржа Клода по сжижению газов привела к созданию во Франции промышленности сжиженного воздуха и разработке технологии хранения жидкостей в стеклянном контейнере с двойными стенками, межстеночное пространство которого было заполнено вакуумом. По своему принципу этот контейнер является прототипом термоса.
В поисках точных измерительных приборов и с целью введения их в медицинскую и физиологическую практику Арсеном д’Арсонвалем совместно с инженером и физиком Марселем Депре в 1882 году была разработана конструкция специального гальванометра с подвижной катушкой, в котором измеряемый ток проходит через легкую подвижную катушку, помещенную в магнитное поле. Гальванометр д’Арсонваля-Депре, в отличие от более ранних конструкций, имеет равномерную шкалу. Этот прибор послужил первым образцом магнитоэлектрического измерительного механизма и стал огромным шагом вперед не только для электрофизиологии. Он использовался в физических лабораториях и для нужд промышленности. Хотя прибор подвергался множеству модификаций самим д’Арсонвалем, а также другими учеными и инженерами, его основной принцип – хитроумное объединение подвижной катушки, локального магнитного поля и зеркала для индикации отклонения в одном и том же приборе – сделал этот гальванометр фаворитом в лабораториях для высокоточных измерений на десятилетия.
Вместе с физиологом и медиком Брауном-Секаром д’Арсонваль занимался исследованиями органических экстрактов и желез внутренней секреции, что послужило отправной точкой для опотерапии – раздела медицины, использующего в лечебных целях экстракты органов и тканей животных, которые при введении в организм служат для регулирования многочисленных метаболических функций. Спустя годы эти исследования станут началом научной эндокринологии.
Д’Арсонваль лично отвечал за подготовку экстрактов и их стерилизацию. Стерилизующие фильтры и автоклавы – это два типа оборудования, которые он предоставил для своей и других лабораторий. В случае вышеупомянутого исследования стерилизующие фильтры использовались для получения жидких органических экстрактов, абсолютно свободных от микробов или других опасных частиц твердых веществ. Автоклавы были альтернативным устройством, например, для очистки органических экстрактов путем погружения углекислого газа в атмосферный воздух под высоким давлением (предшественник метода, известного в настоящее время как сверхкритическая экстракция диоксидом углерода).
Его конструкции саморегулирующихся печей, оснащенных высокочувствительным регулятором (с возможностью изменения температуры на менее чем 1/100 градуса), водяные бани для роста микробов и печь с двойными стенками для коагуляции сыворотки широко применялись в бактериологических лабораториях.
Двухмембранные воздушные терморегуляторы, приборы типа «гильотина» для контроля температуры газов или жидкостей в целях нагрева или охлаждения, а также регуляторы давления горючих газов в регенераторах, которые впоследствии облегчили работу такого ученого, как химик и бактериолог Луи Пастер, послужили предшественниками современных регуляторов (редукторов) давления.
Жак Арсен д’Арсонваль посвятил много лет изучению действия переменных токов на биологические объекты. В 1888-1889 годах были опубликованы первые работы немецкого физика Генриха Герца, который с помощью искрового генератора доказал существование электромагнитных волн. Д’Арсонваль узнал об экспериментах Герца и в декабре 1890 года применил свой модифицированный генератор с частотой около 1 МГц. Однако генератор не обеспечивал достаточно интенсивных токов, что заставило его искать другие возможности.
Примерно в то же время изобретатель Никола Тесла проводил аналогичные эксперименты в Северной Америке. В то время как он больше внимания уделял проблемам электрического освещения, основной интерес д’Арсонваля был сосредоточен на физиологических эффектах токов. В 1889 году он провел первые исследования воздействия переменного тока на организм. Ученый обратил внимание на способность токов высокой частоты проходить через живой организм, не вызывая раздражения тканей, а вместо этого имеют целебный эффект, в зависимости от способа применения и характера этих токов. Его выводы были новы и шли вразрез с установившимися взглядами о действии электрического тока. Статья, которую он отправил во Французскую медицинскую академию в 1891 году, была воспринята скептически и отклонена. В апреле 1891 года в Парижском биологическом обществе д’Арсонваль сделал свой первый доклад «Физиологическое действие переменных токов», что знаменует рождение высокочастотной электротерапии.
Эксперименты д’Арсонваля привлекли внимание не только научных кругов, но и широкой публики. Для демонстрации своих опытов он совершил турне по ряду европейских стран, посетил Россию, выступив в Академии наук в Петрограде. В дальнейших своих исследованиях д’Арсонваль установил, что токи высокой частоты обладают бактерицидным действием, сосудодвигательными и обезболивающими свойствами. Аппараты д’Арсонваля применялись начиная с конца XIX века и получили широкую популярность к 1930-м годам. В 1899 году австро-венгерский врач Мориц Бенедикт предложил назвать этот новый вид электротерапии «дарсонвализацией» в честь человека, впервые использовавшего токи высокой частоты в медицине.
В настоящее время дарсонвализация представляет собой обобщенное название целого ряда процедур в физиотерапии и косметологии, основанных на локальном воздействии высокочастотного импульсного переменного тока и напряжения на разные участки тела, что помогает стимулировать процессы регенерации, повышает клеточный тонус, способствует усилению кровотока и оказывает благотворное влияние на организм.
Прямым наследием дарсонвализации стал новый вид высокочастотной электротерапии – диатермия, целью которой является нагревание тканей за счет использования незатухающих синусоидальных волн более высокой интенсивности и частоты.
Признанный одними современниками физиком, другими – физиологом, третьими – врачом, а некоторыми – инженером, д’Арсонваль в первую очередь был блестящим ученым и изобретателем. Его вклад в науку и технику не сводится лишь к перечисленным изобретениям. Франция обязана ему развитием ряда отраслей промышленности. Он сыграл важную роль в электрификации страны, в развитии промышленности высоких давлений, участвовал в конструировании первых автомобилей во Франции и первых рентгеновских аппаратов. Во время Первой мировой войны, работая над оборудованием для передачи электроэнергии, он показал, что поражение электрическим током высокого напряжения не обязательно приводит к немедленной смерти, и что реанимация возможна путем искусственного дыхания.
Д’Арсонваль был равнодушен к притязаниям на приоритет и получал почести, которых никогда не добивался. Французская академия наук в 1881 году присудила ему премию Монтиона в области экспериментальной физиологии. В 1884 году он был удостоен звания кавалера ордена Почетного легиона в знак признания его заслуг в области телефонии, а в 1893 году – премии Лаказа за свои исследования в области физиологии. Семь лет спустя он получил Большую золотую медаль, присуждаемую Промышленным обществом Северной Франции за заслуги перед наукой и промышленностью. В 1931 году был награжден Большим крестом ордена Почетного легиона. В 1934 году удостоен Большой золотой медали Общества поощрения прогресса. Престижная награда, носящая его имя, состоящая из серебряного медальона, серебряного значка на лацкане и гонорара в размере 2000 долларов, время от времени присуждается Международным обществом биоэлектромагнетиков (BEMS) в знак признания выдающихся достижений в исследованиях по этой теме.
С 1892 года и до начала ХХ века д’Арсонваль наряду с наукой занимался политикой, будучи избранным мэром своего родного города Ла-Поршери. Он много сделал для его модернизации. Добившись и осуществив строительство школы, ратуши и железнодорожного вокзала, а также обеспечив строительство дорог, водных каналов и электрификацию города, он ушел из политики в 1900 году, но продолжал заниматься наукой. В 1910 году он переехал в новую лабораторию в Ножан-сюр-Марн, построенную на средства, собранные по общественной подписке, которой он руководил до выхода на пенсию в 1931 году.
Арсен д’Арсонваль умер 31 декабря 1940 года в возрасте 89 лет на своей малой родине. В Ла-Поршери работает музей д’Арсонваля, на главной площади установлен его бюст.
Как и в любой области знаний, в биомедицинской инженерии сложно установить всех, кто занимался тем, что мы сейчас называем электрофизиологией и электротерапией. Некоторые изобретатели часто остаются в тени.
Одним из представителей этой плеяды ученых был наш земляк – белорусский физик, биолог, доктор медицины Якуб Оттонович Наркевич-Иодко. Он занимался исследованием воздействия полей диапазона СВЧ на биоткань, за что в 1900 г. на международном конгрессе ему было присвоено звание профессора электрографии и магнетизма, был автором лечебного электромассажа и метода электротерапии, получившего известность как «система Иодко».
Подробнее о жизни и деятельности Я.О. Наркевича-Иодко – в базе данных РНТБ «Белорусские имена в мировой науке и технике».
Познакомиться с изобретениями Арсена д’Арсонваля приглашаем в читальный зал отдела патентных документов РНТБ в будние дни – с 9:00 до 20:00, в субботу – с 10:00 до 18:00, воскресенье – выходной (5-й этаж, комн. 503, тел. для справок +375 17 226 65 05).
При подготовке информации использованы: база данных патентных документов Orbit Intelligence, электронный ресурс «Proceedings of the IEEE».
