Willem Einthoven è nato il 21 maggio 1860, sull’isola di Giava, precedentemente parte delle Indie Orientali olandesi e ora Indonesia. Era il figlio maggiore di Jacob Einthoven e Louise M. M. C. de Vogel. Quando Willem Einthoven aveva solo 6 anni, suo padre morì. Sua madre trasferì la famiglia, tra cui il giovane Einthoven e i suoi cinque fratelli, a Utrecht, nei Paesi Bassi, pochi anni dopo. All’età di 18 anni, Einthoven entrò all’università, con l’intenzione di studiare medicina come suo padre, che era stato sia un medico che un ufficiale medico militare. Einthoven era uno studente eccezionale e ha ricevuto il suo dottorato nel 1885 dopo aver completato una tesi sulla stereoscopia.
Einthoven accettò una posizione come professore di fisiologia presso l’Università di Leida nel 1886, e lo stesso anno sposò sua cugina Frédérique Jeanne Louise de Vogel, con la quale avrebbe avuto quattro figli. I suoi interessi professionali erano focalizzati sull’ottica, sulla respirazione e sul cuore. Intorno al 1889, Einthoven partecipò al Primo Congresso Internazionale di fisiologi, dove vide il fisiologo britannico Augustus Waller dimostrare l’uso di un elettrometro capillare Lippmann per registrare l’attività elettrica del cuore. L’elettrometro capillare registrava variazioni di potenziale, ma a causa del suo lungo tempo di regolazione, le misurazioni effettuate dal dispositivo non riflettevano direttamente i tempi dei potenziali cambiamenti nel muscolo cardiaco che batteva. Einthoven ha intrapreso un’analisi dell’elettrometro e delle curve che ha prodotto, risultando nella sua formulazione di un mezzo per correggere i risultati dello strumento al fine di ottenere una registrazione accurata del ciclo cardiaco. Usando questo metodo, nel 1895 Einthoven identificò cinque deflessioni di corrente elettrica che appaiono in un elettrocardiogramma, che realizzò corrispondevano a variazioni degli impulsi elettrici in determinati punti durante il ciclo cardiaco e che designò P, Q, R, S e T.
Nonostante questo risultato, Einthoven si rese conto che per le valutazioni mediche regolari degli esseri umani l’elettrometro capillare era impraticabile a causa del tempo impiegato nel calcolo delle correzioni. Iniziò a sviluppare un nuovo strumento che sarebbe stato in grado di registrare direttamente le potenziali variazioni nel tempo, con conseguente galvanometro a corde di Einthoven, che inventò nel 1901. Il dispositivo era simile per molti aspetti ai galvanometri a corda già in uso per amplificare i segnali trasmessi attraverso cavi sottomarini a lunga distanza, ma era molto più sensibile. Il galvanometro Einthoven impiegava una sottile stringa di quarzo bilanciata verticalmente tra i due poli di un magnete in modo che fosse deviata ogni volta che si verificava una variazione del potenziale elettrico. Le deviazioni potrebbero essere amplificate e registrate fotograficamente o direttamente tracciate su carta. Einthoven ha testato il nuovo strumento e analizzato i risultati ottenuti nel corso di molti anni al fine di garantire la sua precisione e praticità per il lavoro medico. Lo strumento fu un elemento chiave nella sua invenzione dell’elettrocardiografo nel 1903.
Einthoven pubblicò la prima descrizione dettagliata del suo galvanometro nel 1909, e l’interesse per il dispositivo era notevole. A quel punto, Einthoven aveva già confermato che la rappresentazione grafica ottenuta dal suo lavoro corretto con l’elettrometro capillare era quasi identica alle forme d’onda elettriche mostrate dal suo galvanometro, confermando di aver scoperto un modo per produrre un vero elettrocardiogramma. Einthoven aveva anche già scoperto che gli elettrocardiogrammi generalmente sono conformi a un tipo di base, che gli individui producono i propri elettrocardiogrammi caratteristici tipicamente conformi a questo tipo e che le deviazioni sono spesso associate a malattie cardiache. Nel 1906 e nel 1908 pubblicò articoli che includevano numerosi esempi di elettrocardiogrammi ottenuti da pazienti con vari tipi di anomalie cardiache. Poi, dal 1908 al 1913 ha reindirizzato i suoi sforzi, concentrandosi sul cuore sano al fine di riconoscere meglio i modelli di attività elettrica che produce e quindi sviluppare una migliore capacità di rilevare le differenze legate alla malattia dai modelli.
Una volta che i galvanometri di Einthoven divennero disponibili in commercio, gli strumenti iniziarono rapidamente ad apparire nei laboratori fisiologici e alla fine nella maggior parte degli ospedali. Ciò ha permesso ad altri ricercatori di condurre studi simili a quelli di Einthoven, migliorando notevolmente la capacità dei professionisti medici di diagnosticare problemi cardiaci. Quando Thomas Lewis ha pubblicato il suo testo classico sul meccanismo del battito cardiaco, ha giustamente riconosciuto il suo debito con Einthoven dedicando il lavoro al fisiologo pionieristico. I medici del cuore e gli investigatori fisiologici di tutto il mondo continuano a dover credito simile a Einthoven. Sebbene le moderne macchine elettrocardiografiche si siano evolute dall’inizio del 20 ° secolo, funzionano ancora sugli stessi principi di base sfruttati da Einthoven.
Per la sua scoperta del meccanismo dell’elettrocardiogramma, Einthoven ricevette il premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina nel 1924. Quando accettò il grande onore, riconobbe modestamente i contributi di molti altri che avevano contribuito a rendere possibile l’opera. Fino al momento della sua morte nel 1927, Einthoven, che era un membro della Royal Academy of Sciences olandese, ha continuato come professore presso l’Università di Leida.