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M e d i c a l H i s t o r y , 1 9 7 9 , 2 3 : 9 6 - 1 0 1 .S h o r t A r t i c l e s

PHYSIOLOGICAL APPARATUS I NTHE WELLCOME MUSEUM2 . TH E DUDGEON S P H Y GM O G R A P HA ND I T S DESCENDANTS

b yCHRISTOPHER LAWRENCE*

T I e FsT c o n v e n i e n t s p h y g m o g r a p h t h a t r e c o r d e d t h e p u l s e c u r v e w i t h o u t t h e n e e dt o b r e a k t h e s k i n w a s p r o d u c e d b y E . J . M a r e y i n 1 8 6 0 . 1 I n B r i t a i n i t w a s s o o n t a k e nu p b y t h e y o u n g men w h o w e r e t o f o u n d t h e s c i e n c e o f e x p e r i m e n t a l p h y s i o l o g y . 2C l i n i c i a n s i n g e n e r a l i g n o r e d t h e i n s t r u m e n t , p r e f e r r i n g t h e i r own t r a d i t i o n a l d i g i t a ld i s c r i m i n a t i o n o f t h e v a r i e t i e s o f t h e p u l s e . W i t h s o m e n o t a b l e e x c e p t i o n s t h i s r e m a i n e dt r u e u n t i l t h e s p h y g m o g r a p h w a s f i n a l l y e c l i p s e d b y t e c h n i q u e s s u c h a s e l e c t r o -c a r d i o g r a p h y .T h e M a r e y i n s t r u m e n t w a s i n f a c t r a t h e r c u m b e r s o m e a n d p h y s i c i a n s s o o n i n t r o -d u c e d m o d i f i c a t i o n s a n d e v e n t u a l l y d e v i s e d new i n s t r u m e n t s a l t o g e t h e r . O n e m e t h o dw h i c h h a d a l s o o r i g i n a t e d f r o m M a r e y w a s t o u s e a t a m b o u r r a t h e r t h a n a l e v e r , t op r o d u c e a t r a n s m i s s i o n r a t h e r t h a n a d i r e c t s p h y g m o g r a p h ( F i g . 1 ) . 3 B y a t t a c h i n ga m i c r o p h o n e t o t h e s p h y g m o g r a p h i n v e n t e d b y P o n d , B e n j a m i n Ward R i c h a r d s o nr e n d e r e d t h e p u l s e a u d i b l e . 4 T h e m o s t s i g n i f i c a n t d e v e l o p m e n t , h o w e v e r , w a s t h ei n v e n t i o n o f a new c o m p a c t s p h y g m o g r a p h b y R o b e r t E l l i s D u d g e o n ( F i g . 2 ) . 5 Hew a s b o r n i n 1 8 2 0 a n d o b t a i n e d h i s M . D . a t E d i n b u r g h , t h o u g h h e s o o n l e f t m o r eo r t h o d o x m e d i c i n e t o b e c o m e a h o m e o p a t h . He e d i t e d t h e B r i t i s h J o u r n a l o f H o m e o -p a t h y a n d s e r v e d o n t h e s t a f f o f t h e L o n d o n H o m e o p a t h i c H o s p i t a l . H i s i n v e n t i v e n e s sw a s n o t c o n f i n e d t o t h e s p h y g m o g r a p h , f o r h e a l s o d e v i s e d a p a i r o f s p e c t a c l e s f o r* C h r i s t o p h e r L a w r e n c e , M . B . , C h . B . , M . S c . , M e d i c a l H i s t o r i a n t o t h e W e l l c o m e Museum a t t h eS c i e n c e M u s e u m , S o u t h K e n s i n g t o n , L o n d o n SW7 2DD.

1 C h r i s t o p h e r L a w r e n c e , ' P h y s i o l o g i c a l a p p a r a t u s i n t h e W e l l c o m e M u s e u m : 1 . T h e M a r e ys p h y g m o g r a p h ' , M e d . H i s t . , 1 9 7 8 , 2 2 : 1 9 6 - 2 0 0 .' A s e r i e s o f b r i l l i a n t p h y s i o l o g i c a l e x p e r i m e n t s w e r e p e r f o r m e d w i t h t h e i n s t r u m e n t b y A l f r e dH e n r y G a r r o d . I h o p e t o p u b l i s h a n a c c o u n t o f t h e m s h o r t l y .' An e v e n s i m p l e r f o r m o f t r a n s m i s s i o n s p h y g m o g r a p h w a s d e s c r i b e d b y W. J . F l e m i n g , l e c t u r e ro n p h y s i o l o g y a t t h e G l a s g o w R o y a l I n f i r m a r y . S e e ' A s i m p l e f o r m o f t r a n s m i s s i o n s p h y g m o g r a p h ' ,J . A n a t . P h y s i o l . , 1 8 7 7 - 7 8 , 1 2 : 1 4 4 - 1 4 6 . T h e s p h y g m o g r a p h f i g u r e d h e r e i s l i t t l e more t h a n a t a m b o u ro n a s t a n d .' P o n d w a s p r o b a b l y E r a s m u s A . P o n d o f V e r m o n t . S e e P o n d ' s p e r f e c t e d s p h y g m o g r a p h , M i c h i g a n ,P a r k e , D a v i s , l n . d . ] ; B e n j a m i n Ward R i c h a r d s o n , ' N o t e on t h e i n v e n t i o n o f a m e t h o d f o r m a k i n gt h e m o v e m e n t s o f t h e p u l s e a u d i b l e b y t e l e p h o n e . T h e s p h y g m o p h o n e ' , P r o c . R o y . S o c . , 1 8 7 9 , 3 9 :7 0 ; a n d ' T h e s p h y g m o p h o n e a n d p u l s e s t e t h o s c o p e ' , A s c i e p i a d , 1 8 8 6 , 3 : 3 3 8 - 3 3 9 . D a v i d E d w a r dH u g h e s h a d d e s c r i b e d t h e f i r s t m i c r o p h o n e o n l y a y e a r e a r l i e r t h a n R i c h a r d s o n ' s a p p l i c a t i o n o f i t .( D . E . H u g h e s , ' O n t h e a c t i o n o f s o n o r o u s v i b r a t i o n s i n v a r y i n g t h e f o r c e o f a n e l e c t r i c c u r r e n t ' ,P r o c . R o y . S o c . , 1 8 7 8 , 2 7 : 3 6 2 - 3 6 9 . ) O n H u g h e s s e e Ne w S c i e n t i s t , 1 1 M a y 1 9 7 8 , p p . 3 7 8 - 3 7 9 .6 R . E . D u d g e o n , T h e s p h y g m o g r a p h , L o n d o n , B a i l l i e r e , T i n d a l l & C o x , 1 8 8 2 .

9 6

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F i g u r e 1 .A t r a n s m i s s i o n s p h y g m o g r a p h . S e e A p p e n d i x B . I n s t r u m e n t I . ( C r o w n c o p y r i g h t . )

F i g u r e 2 .A D u d g e o n s p h y g m o g r a p h . From L . L a n d o i s , A t e x t b o o k o f h u m a n p h y s i o l o g y , t r a n s l a t e d b yW i l l i a m S t i r l i n g , 4 t h e d . , L o n d o n , C h a r l e s G r i f f i n , 1 8 8 5 , v o l . 1 , p . 1 3 1 . ( B y c o u r t e s y o f t h eW e l l c o m e T r u s t e e s . )

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IH

F

N

F i g u r e 3 .S c h e m a t i c r e p r e s e n t a t i o n o f t h e m e c h a n i s m o f a D u d g e o n s p h y g m o g r a p h .From R . E . D u d g e o n , T h e s p h y g m o g r a p h , L o n d o n , B a i l l i e r e , T i n d a l l &C o x , 1 8 8 2 , f i g . 2 . ( B y c o u r t e s y o f t h e W e l l c o m e T r u s t e e s . )

F i g u r e 4 .R i c h a r d s o n ' s o r i g i n a l i l l u s t r a t i o n o f h i s s p h y g m o g r a p h . From B e n j a m i n Ward R i c h a r d s o n ,' S t a n d a r d p u l s e r e a d i n g s ' , A s c l e p i a d , 1 8 8 5 2 : 1 9 4 . ( B y c o u r t e s y o f t h e W e l l c o m e T r u s t e e s . )

1 K

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F i g u r e 5 .A s p h y g m o g r a p h d e s i g n e d b y M o r t i m e r G r a n v i l l e . S e e A p p e n d i x A . I n s t r u m e n t V .( C r o w n c o p y r i g h t . )

F I G . 1 . 6 P . M . - D e e e m b e r 5 . - R i g l t r a d i a l ; n p a t e n t l y i n g .

From t l h i l s we s e e t h a t t h e p u l s e i s i r r e g u l a r a n d i n t e r m i t t e n t . T h l e 1n ed ' e n s e m b l e , o r l i n e w h i c l h w o n l l d c o n n e e t t h e t o p s a n d b a s e s o f e a c l h b e a t t , i n s t e a do f b e i n g r s t r a i g A i t , i s c u r r e d , R . D o w i n g t h a t t h e a r t e r i a l t e n s i o n i s m o r e i n f l u e n c e dt b a n u s u a l b y r e s p i r a t i o n . T h e p u l s e i s d i c h r o t i c , t h i s b e i n g e s p e c i a l l y m a r k e di n t h e l a s t p u l s a t i o n on t h e t r a c i n g . T h i s d i c h r o t i s m i s n o t p e r c e p t i b l e , o r o n l yt o a v e r y s l i g h t e x t e n t i n s u b s e q u e n t t r a c i n g s , s h o w i t g t h a t h l i e t e n s i o n i o f t h ep u l s e , w h l e n t h e p r e s e n t t r a c i n g wa s t a k e n w a s n o t o n l y l o w i n i t s e l f , b u 1 t m t c l Ib e l o w t h e o r d i n a r y a r t e r i a l t e n s i o n o f t h e p a t i e n t . * H e g o t 3 o z s . m o r e b r a n d y ,a n d a d i a p l o r e t i e m i x t u r e ( s p t . a m a m o n . a r o m a t i c u s ) , w h i c h l e s s e n e d t h e d i m .n e s s o f v i s i o n .

F i g u r e 6 .T h e p u l s e i n a c a s e o f d i g i t a l i s p o i s o n i n g r e c o r d e d b y L a u d e r B r u n t o n . From S i r L a u d e r B r u n t o n ,C o l l e c t e d p a p e r s o n c i r c u l a t i o n a n d r e s p i r a t i o n , L o n d o n , M a c m i l l a n , 1 9 0 7 , p . 1 0 0 . ( B y c o u r t e s y o f t h eW e l l c o m e T r u s t e e s . )

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F i g u r e 7 .M a c k e n z i e ' s c l i n i c a l p o l y g r a p h . From J a m e s M a c k e n z i e , D i s e a s e s o f t h e h e a r t , 4 t h e d . , L o n d o n ,O x f o r d U n i v e r s i t y P r e s s , 1 9 2 5 , p . 4 2 0 . ( B y c o u r t e s y o f t h e W e l l c o m e T r u s t e e s . )

. . . .

. . . . . . ' I

F i g u r e 8 .M a c k e n z i e ' s o r i g i n a l i n k p o l y g r a p h . S e e A p p e n d i x C . I n s t r u m e n t I I I . ( B y c o u r t e s y o f t h e W e l l c o m eT r u s t e e s . )

. . . .

. . . . I

A... .

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S h o r t A r t i c l e su s e u n d e r w a t e r . He d i e d i n 1 9 0 4 . D u d g e o n e x h i b i t e d h i s s p h y g m o g r a p h i n 1 8 8 1 a n dp u b l i s h e d a n a c c o u n t o f i t t h e f o l l o w i n g y e a r . I t s g r e a t a d v a n t a g e w a s i t s c o n v e n i e n c e :i t w a s " t w o a n d a h a l f b y t w o i n c h e s ; w e i g h t f o u r o u n c e s . When p a c k e d i n i t s l e a t h e rc a s e i t c a n e a s i l y b e c a r r i e d i n t h e p o c k e t . " 6D u d g e o n ' s i n s t r u m e n t , l i k e M a r e y ' s , w a s o f t h e d i r e c t t y p e ( F i g . 3 ) . T h e r o u n d e db u t t o n B t r a n s m i t s t h e p u l s e w a v e t h r o u g h t h e s t e m , F , a t t h e t o p o f w h i c h i s a l o o pi n w h i c h l i e s a c o u n t e r p o i s e d r o d , K , t o t h e l o w e r e n d o f w h i c h t h e n e e d l e , L , i sa t t a c h e d , t h e p o i n t o f w h i c h d e s c r i b e s t h e c u r v e o n s m o k e d p a p e r . T h i s a r r a n g e m e n ts u b s t i t u t e d a l i g h t c o m p o u n d l e v e r w i t h a g r a v i t y a c t i o n p e n f o r t h e s i m p l e l e v e r a n ds i d e w r i t i n g p e n o f M a r e y . T h e r e s u l t w a s t h a t t h e s h o r t e r l i g h t e r p e n arm h a d ah i g h e r f r e q u e n c y o f v i b r a t i o n f o r t h e s a m e m a g n i f i c a t i o n , a n d t h e l e v e r , s i n c e i t w r i t e so n a h o r i z o n t a l s u r f a c e , i n s c r i b e s t h e r i s e a n d f a l l o f t h e p u l s e w i t h o u t a n a r c . D u d g e o nt o o k f r o m Mahomed t h e i d e a o f a n e c c e n t r i c , N , f o r a l t e r i n g t h e p r e s s u r e a p p l i e dt o t h e a r t e r y .T h e D u d g e o n s o o n b e c a m e t h e m o s t p o p u l a r i n s t r u m e n t i n B r i t a i n , r a p i d l y d i s -p l a c i n g t h e M a r e y t y p e . T h e W e l l c o m e M u s e u m * * c o n t a i n s t w e l v e i n s t r u m e n t s o ft h e o r i g i n a l D u d g e o n v a r i e t y ( s e e A p p e n d i x A ) . I t w a s f i g u r e d i n m o s t i n s t r u m e n tc a t a l o g u e s a n d t h e m a j o r p h y s i o l o g i c a l t e x t s o f t h e l a t e n i n e t e e n t h c e n t u r y . 7 I t sp o p u l a r i t y , o f c o u r s e , c o i n c i d e d w i t h t h e r a p i d g r o w t h o f e x p e r i m e n t a l p h y s i o l o g y .L i k e t h e M a r e y i n s t r u m e n t b e f o r e , i t s o o n b e c a m e t h e f o c u s o f i n n o v a t i o n , t h e m o s ts i g n i f i c a n t o f w h i c h w a s t h a t o f B e n j a m i n W a r d R i c h a r d s o n . 8 R i c h a r d s o n ' s v a r i a t i o nc o n s i s t e d e s s e n t i a l l y o f r e m o v i n g t h e e c c e n t r i c p r e s s u r e g a u g e a n d r e p l a c i n g i t w i t ha s t e e l - y a r d b a l a n c e w h i c h p r o j e c t e d a s a w e i g h i n g b a r f r o m t h e f o r e p a r t o f t h ei n s t r u m e n t . R i c h a r d s o n c o n s i d e r e d t h i s i n n o v a t i o n p r o d u c e d e a s y a n d a c c u r a t e l yr e a d a b l e m e a s u r e o f p r e s s u r e c h a n g e . H i s o t h e r m o d i f i c a t i o n w a s t o s e r r a t e t h e s m o o t hr o d t h a t c a r r i e d t h e c a r b o n i z e d p a p e r , t h u s p r o d u c i n g a t t h e s a m e t i m e a s t h e p u l s ec u r v e s a s e r i e s o f v e r t i c a l a n d h o r i z o n t a l l i n e s o n t h e r e c o r d i n g ( F i g . 4 ) . I n e f f e c tt h e n , h e p r o d u c e d a s c a l e p e r m i t t i n g a c c u r a t e m e a s u r e m e n t o f t h e t r a c i n g s . N o t a l lm o d e l s p o s s e s s t h i s s e r r a t e d r o d ( s e e A p p e n d i x A ) .R i c h a r d s o n ' s m o d e l s o o n j o i n e d D u d g e o n ' s a s t h e m o s t p o p u l a r i n B r i t a i n , a s as u r v e y o f i n s t r u m e n t c a t a l o g u e s d e m o n s t r a t e s . T h e i r s u c c e s s d i d n o t d e t e r i n n o v a t o r sf r o m d e v i s i n g d e t a i l e d m o d i f i c a t i o n s o f t h e s e i n s t r u m e n t s , s u c h a s n e w m e t h o d s o fr e g u l a t i n g t h e p r e s s u r e o r d i f f e r e n t t i m e m a r k e r s . 9 T h e o n l y o t h e r r a d i c a l m o d i f i c a t i o np r o d u c e d i n B r i t a i n w a s a n e w d e s i g n b y M o r t i m e r G r a n v i l l e . B o r n i n 1 8 3 3 , G r a n v i l l ew a s a M e m b e r o f t h e R o y a l C o l l e g e o f P h y s i c i a n s o f L o n d o n , a c o n t r i b u t o r t o t h ee d i t o r i a l c o l u m n s o f t h e L a n c e t , a n d a n a u t h o r o f s e v e r a l t r e a t i s e s o n " n e r v o u sd i s o r d e r s " . He d i e d i n 1 9 0 0 . 1 0 G r a n v i l l e ' s s p h y g m o g r a p h w a s o f t h e d i r e c t t y p e , t h e* * T h e M u s e u m o f t h e W e l l c o m e I n s t i t u t e f o r t h e H i s t o r y o f M e d i c i n e i s c u r r e n t l y b e i n g t r a n s f e r r e dt o t h e S c i e n c e M u s e u m , S o u t h K e n s i n g t o n , L o n d o n , on i n d e f i n i t e l o a n , w h e r e i t w i l l f o r m t h eW e l l c o m e Museum o f t h e H i s t o r y o f M e d i c i n e .

' I b i d . , p . 2 9 .7 S e e f o r e x a m p l e L . L a n d o i s , A t e x t b o o k o f h u m a n p h y s i o l o g y , t r a n s l a t e d b y W i l l i a m S t i r l i n g ,4 t h e d . , L o n d o n , C h a r l e s G r i f f i n , 1 8 8 5 , v o l . 1 , p . 1 3 1 .n B e n j a m i n Ward R i c h a r d s o n , ' S t a n d a r d p u l s e r e a d i n g s ' , A y c l e p i a d , 1 8 8 5 , 2 : 1 9 3 - 2 0 3 .9 J . F l e t c h e r L i t t l e , ' I m p r o v e d R i c h a r d s o n ' s s p h y g m o g r a p h ' , L a n c e t , 1 9 0 3 , i : 2 4 7 ; a n d L . N . H e s k e t h

B i g g s , ' T i m e m a r k e r a t t a c h m e n t f o r D u d g e o n s p h y g m o g r a p h ' , i b i d . , 1 9 0 8 , 1 : 7 9 7 .1 0 O b i t u a r y , B r . m e d . J . , 1 9 0 0 , H u : 1 6 1 9 .9 7

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S h o r t A r t i c l e sc o m p a c t n e s s o f h i s i n s t r u m e n t w a s o b t a i n e d b y u s i n g D u d g e o n ' s t r a n s m i s s i o nm e c h a n i s m a n d h i n g i n g i t t o l i e f l a t w h e n n o t i n u s e . I t a l s o i n c o r p o r a t e d a s e t o ft e e t h f o r m a r k i n g a s c a l e o n t h e p a p e r ( F i g . 5 ) .

L i k e t h e M a r e y i n s t r u m e n t b e f o r e t h e m , t h e s p h y g m o g r a p h s o f D u d g e o n a n dR i c h a r d s o n s o o n b e c a m e p a r t o f t h e p h y s i o l o g i s t ' s a r s e n a l . T h o m a s L e w i s , whoh i m s e l f d e v i s e d a b a l a n c i n g a d j u s t m e n t f o r t h e D u d g e o n i n s t r u m e n t , r e c o m m e n d e di t f o r i t s " c o n s i d e r a b l e d e l i c a c y a n d a c c u r a c y " . 1 1 S o m e o f L e w i s ' s v e r y f i r s t c a r d i o -l o g i c a l i n v e s t i g a t i o n s w e r e o n t h e n a t u r e o f t h e s p h y g m o g r a p h i c t r a c e . ' 2 T h e i n s t r u -m e n t s , h o w e v e r , s t i l l f a i l e d t o m a k e a s i g n i f i c a n t i m p r e s s i o n o n c l i n i c a l p r a c t i t i o n e r s .S i r W i l l i a m B r o a d b e n t i n h i s m a n u a l T h e p u l s e r e m a r k e d o f t h e s p h y g m o g r a p h " t h er e a d i n g s o f i t s t r a c i n g s c a n o n l y b e s a f e l y u n d e r t a k e n b y o n e c o n v e r s a n t w i t h t h eu s e o f t h e s p h y g m o g r a p h a n d t h e v a g a r i e s t h e r e o f , a n d i f a n y s p e c i a l r e s u l t i s e x p e c t e do r w i s h e d f o r , a n e n t h u s i a s t i c i n v e s t i g a t o r c a n o b t a i n i t a n d m a y , w i t h o u t t h e l e a s tc o n s c i o u s i n t e n t i o n , t w i s t f a c t s i n t h e d e s i r e d d i r e c t i o n . " ' " P h y s i c i a n s w e r e t a u g h t t oe s c h e w i n s t r u m e n t a l a i d s a n d e d u c a t e t h e " ' f i n g e r " ' . " 4

T h e r e w e r e , h o w e v e r , a f e w p h y s i c i a n s w h o u s e d t h e s p h y g m o g r a p h a s a m a j o rr e s e a r c h t o o l i n c l i n i c a l m e d i c i n e . F . A . Mahomed u s e d t h e M a r e y s p h y g m o g r a p hs o o n a f t e r i t s i n v e n t i o n , b u t h i s c a r e e r w a s t r a g i c a l l y c u t s h o r t a t t h e a g e o f t h i r t y -t h r e e i n 1 8 8 4 . I h a v e d e s c r i b e d M a h o m e d ' s r e s e a r c h e s i n a n e a r l i e r p a p e r . ' 5 T h o m a sL a u d e r B r u n t o n a l s o u s e d t h e M a r e y s p h y g m o g r a p h i n i t s e a r l y d a y s a n d l a t e r t h eo t h e r m o d e l s t h a t b e c a m e a v a i l a b l e . S i r J a m e s M a c k e n z i e ' s c a r d i o l o g i c a l i n v e s t i g a -t i o n s w e r e p e r f o r m e d a t t h e e n d o f t h e c e n t u r y , b y w h i c h t i m e t h e D u d g e o n h a db e c o m e t h e m o s t p o p u l a r i n s t r u m e n t . T h e W e l l c o m e Museum c o n t a i n s a l a r g e c o l l e c -t i o n o f m e d i c a l a n d p h y s i o l o g i c a l i n s t r u m e n t s a s s o c i a t e d w i t h L a u d e r B r u n t o n a n ds e v e r a l i m p o r t a n t i t e m s p r e s e n t e d b y L a d y M a c k e n z i e ( s e e A p p e n d i c e s ) .T h o m a s L a u d e r B r u n t o n w a s b o r n i n 1 8 4 4 a n d d i e d i n 1 9 1 6 . A m a j o r f i g u r e i nl a t e n i n e t e e n t h - c e n t u r y B r i t i s h m e d i c i n e , c u r i o u s l y h e h a s f a i l e d t o a t t r a c t a b i o -g r a p h e r . He g r a d u a t e d M . D . a t E d i n b u r g h i n 1 8 6 8 , a n d w e n t o n t o s p e n d t w o y e a r si n c o n t i n e n t a l l a b o r a t o r i e s i n c l u d i n g L u d w i g ' s a t L e i p z i g . He r e t u r n e d t o L o n d o na n d f o r t h e r e s t o f h i s c a r e e r w a s a s s o c i a t e d w i t h S t . B a r t h o l o m e w ' s H o s p i t a l . ' 6B r u n t o n b e g a n h i s c a r e e r i n e x p e r i m e n t a l m e d i c i n e w i t h h i s t h e s i s i n w h i c h h ei n v e s t i g a t e d t h e a c t i o n o f d i g i t a l i s . ' 7 T h e w o r k c o n s i s t e d o f o b s e r v a t i o n s o f t h e e f f e c t

1 1 T h o m a s L e w i s , ' T h e i n t e r p r e t a t i o n o f s p h y g m o g r a p h t r a c i n g s , a n d o f t r a c i n g s p r o d u c e d b yc o m p r e s s i n g t h e b r a c h i a l a r t e r y ' , P r a c t i t i o n e r , 1 9 0 7 , 3 9 : 2 0 7 .1 T h o m a s L e w i s , ' T h e i n t e r p r e t a t i o n o f t h e p r i m a r y a n d f i r s t s e c o n d a r y w a v e i n s p h y g m o g r a p ht r a c i n g s ' , J . A n a t . P h y s i o l . , 1 9 0 7 , 4 1 : 1 3 7 - 1 4 0 .1 3 W. H . B r o a d b e n t , T h e p u l s e , L o n d o n C a s s e l l , 1 8 9 0 , p . 3 3 . B r o a d b e n t ' s 3 0 0 - p a g e b o o k w a si n t e n d e d " t o d e s c r i b e t h e v a r i a t i o n s i n c h a r a c t e r o f t h e p u l s e a s t h e y a r e f e l t b y t h e f i n g e r " ( p . 3 2 ) .He d i d n o t o b j e c t t o t h e i n s t r u m e n t i n r e s e a r c h , o n l y i n c l i n i c a l p r a c t i c e . I n t e r e s t i n g l y , h e p r e f e r r e dt h e o r i g i n a l M a r e y t o t h e D u d g e o n f o r h e t h o u g h t t h e r e e x i s t e d i n t h e l a t t e r a " g r a t u i t o u s p r o v i s i o nf o r e x a g g e r a t i o n s " ( p . 3 3 ) .1 4 Graham S t e e l l , T h e u s e o f t h e s p h y g m o g r a p h i n c l i n i c a l m e d i c i n e , M a n c h e s t e r , S h e r r a t t & H u g h e s ,1 8 9 9 , p . 5 . F o r s i m i l a r c o m m e n t s s e e J . L . W a t e r s , ' S o m e r e m a r k s a n e n t t h e s p h y g m o g r a p h ' , C a l e d .m e d . J . , 1 8 9 4 - 9 6 , 2 : 1 6 6 - 1 7 3 .1 r L a w r e n c e , o p . c i t . , n o t e 1 a b o v e .1 6 O b i t u a r y , B r . m e d . J . , 1 9 1 6 , i i : 4 4 0 .1 7 ' O n d i g i t a l i s , w i t h some o b s e r v a t i o n s o n t h e u r i n e ' , E d i n b u r g h U n i v e r s i t y T h e s i s , 1 8 6 6 - c o n -v e n i e n t l y f o u n d i n S i r L a u d e r B r u n t o n , C o l l e c t e d p a p e r s o n c i r c u l a t i o n a n d r e s p i r a t i o n , L o n d o n ,M a c m i l l a n , 1 9 0 7 , p p . 2 9 - 1 3 6 .

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S h o r t A r t i c l e so f t h e d r u g o n h i s own u r i n e o u t p u t a n d u r i n a r y c o n s t i t u e n t s u n d e r c a r e f u l l y c o n -t r o l l e d c o n d i t i o n s . He d i s c o v e r e d l i t t l e e f f e c t w i t h n o r m a l d o s e s b u t m a r k e d d i u r e s i sa t l e v e l s a p p r o a c h i n g p o i s o n i n g . He t o o k v a r i o u s s p h y g m o g r a p h i c t r a c e s o f h i sp u l s e a n d a l s o m a d e r e c o r d i n g s i n a c a s e o f d i g i t a l i s p o i s o n i n g ( F i g . 6 ) . 1 8 I n t h eL a u d e r B r u n t o n c o l l e c t i o n a t t h e W e l l c o m e Museum o f t h e H i s t o r y o f M e d i c i n e i sa t r a n s m i s s i o n i n s t r u m e n t o f t h e M a r e y t y p e ; i t w a s p o s s i b l y t h i s d e v i c e B r u n t o nu s e d r a t h e r t h a n t h e m o r e common d i r e c t v a r i e t y ( F i g . 1 ) . B r u n t o n ' s m o s t f a m o u si n v e s t i g a t i o n s , h o w e v e r , w e r e p e r f o r m e d w h i l s t s t i l l a h o u s e m a n a t t h e E d i n b u r g hR o y a l I n f i r m a r y . 1 9 On t h e e v i d e n c e o f o n e p a t i e n t w i t h r e s t i n g a n g i n a , p l u s o t h e r sa p p a r e n t l y c o n f i r m i n g h i s v i e w s , B r u n t o n b e l i e v e d t h e p a i n t o b e c a u s e d b y t r a n s i e n th y p e r t e n s i o n , a n d s p e c u l a t e d t h a t a m y l n i t r i t e , a k n o w n v a s o d i l a t o r , w o u l d r e d u c et h e b l o o d p r e s s u r e a n d t h u s r e l i e v e t h e s y m p t o m . He t o o k s p h y g m o g r a p h i c t r a c e s o fp a t i e n t s w i t h a n g i n a b e f o r e a n d a f t e r i n h a l a t i o n o f t h e d r u g a n d d e m o n s t r a t e d ar e d u c e d p u l s e r a t e a n d d i m i n i s h e d t e n s i o n a s s o c i a t e d w i t h s y m p t o m a t i c r e l i e f .B r u n t o n d i d n o t , h o w e v e r , g i v e d e t a i l s o f h i s p a t i e n t s o r r e p r o d u c e t h e t r a c i n g s o nw h i c h h i s i n f e r e n c e s w e r e b a s e d . I t i s h a r d a t f i r s t t o s e e w h y o n e x p e r i m e n t a l e v i d e n c ea s o p p o s e d t o t h e o r y B r u n t o n t h o u g h t a n g i n a t o b e d u e t o t r a n s i e n t h y p e r t e n s i o n ,f o r h i s t r a c i n g s c o u l d s h o w t h e f a l l i n b l o o d p r e s s u r e a m y l n i t r i t e p r o d u c e s b u t n o tt y p i c a l l y a r i s e a s s o c i a t e d w i t h t h e a t t a c k . A n g i n a i s u s u a l l y c a u s e d b y i s c h a e m i ar e s u l t i n g f r o m c o r o n a r y a r t e r y d i s e a s e , a n d i s n o t c o r r e l a t e d w i t h a h y p e r t e n s i v ee p i s o d e . I n 1 8 7 0 B r u n t o n d e s c r i b e d i n d e t a i l o n e o f t h e p a t i e n t s h e h a d e x a m i n e d i n1 8 6 6 . 2 0 He w a s a t w e n t y - s i x - y e a r - o l d b l a c k s m i t h w i t h s e v e r e r h e u m a t i c a o r t i c v a l v ed i s e a s e . He w a s c l e a r l y t h e p r i n c i p a l p a t i e n t o n wh om B r u n t o n h a d p e r f o r m e d h i sr e s e a r c h e s , f o r h e h a d s e v e r e r e s t i n g a n g i n a r e l i e v e d b y a m y l n i t r i t e a n d h i s s p h y g m o -g r a p h i c t r a c e s s h o w e d a r a i s e d b l o o d p r e s s u r e a s s o c i a t e d w i t h t h e e p i s o d e s . A o r t i cr e g u r g i t a t i o n may i n f a c t b e t h e o r i g i n o f s e v e r e r e s t i n g a n g i n a , d u r i n g w h i c h t h eb l o o d p r e s s u r e r i s e s , o f t e n e v e n b e f o r e t h e a t t a c k b e g i n s . S u c h p a t i e n t s , o f c o u r s e ,may w e l l n o t h a v e c o r o n a r y a r t e r y d i s e a s e . I t w a s c e r t a i n l y t h e e x p e r i e n c e d e r i v e df r o m t h i s c a s e w h i c h e n c o u r a g e d B r u n t o n i n h i s b e l i e f t h a t a n g i n a f o l l o w e d t r a n s i e n th y p e r t e n s i o n .

I n h i s l a t e r c a r e e r B r u n t o n t u r n e d h i s a t t e n t i o n t o t h e d i g e s t i v e t r a c t a n d p h a r m a -c o l o g y . D u r i n g t h e 1 8 7 0 s a n d 1 8 8 0 s , h o w e v e r , h e c o n t i n u e d t o p u b l i s h p a p e r s o nc a r d i o v a s c u l a r a n d r e s p i r a t o r y p h y s i o l o g y a n d p a t h o l o g y . H i s p e r s o n a l c o l l e c t i o n o fi n s t r u m e n t s c o n t a i n s s p h y g m o g r a p h s o f s e v e r a l d i f f e r e n t t y p e s d a t i n g f r o m t h e s ey e a r s ( s e e A p p e n d i x B ) .S i r J a m e s M a c k e n z i e ( 1 8 5 3 - 1 9 2 5 ) i s p r o b a b l y t h e m o s t f a m o u s p e r s o n a s s o c i a t e dw i t h t h e n o n - i n v a s i v e i n s t r u m e n t a l i n v e s t i g a t i o n o f n o r m a l a n d p a t h o l o g i c a l c a r d i o -v a s c u l a r p h e n o m e n a . Much o f h i s i m p o r t a n t c l i n i c a l w o r k w a s d o n e w h i l s t a g e n e r a lp r a c t i t i o n e r i n B u r n l e y ; l a t e r h e b e c a m e d i r e c t o r o f a n i n s t i t u t e f o r c l i n i c a l r e s e a r c ha t S t . A n d r e w s U n i v e r s i t y . U n l i k e B r u n t o n h e h a s a p p e a l e d t o b i o g r a p h e r s , who

1 8 I b i d . , p p . 9 9 - 1 0 3 .1 9 T . L a u d e r B r u n t o n , ' O n t h e u s e o f n i t r i t e o f a m y l i n a n g i n a p e c t o r i s ' , L a n c e t , 1 8 6 7 , i l : 9 7 ; o ri n B r u n t o n , o p . c i t . , n o t e 1 7 a b o v e , p p . 1 3 7 - 1 3 9 .0h o m a s L a u d e r B r u n t o n , ' O n n i t r i t e o f a m y l i n a n g i n a p e c t o r i s ' , C l i n . S o c . R e p . , 1 8 7 0 , 3 : o r i nB r u n t o n , o p . c i t . , n o t e 1 7 a b o v e , p p . 1 8 5 - 1 9 6 .9 9

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S h o r t A r t i c l e sm a y b e t u r n e d t o f o r d e t a i l s o f h i s l i f e . ' 2 M o s t e a r l i e r w o r k e r s b o t h i n p h y s i o l o g y a n dc l i n i c a l m e d i c i n e h a d d i r e c t e d t h e i r a t t e n t i o n t o t h e r a t e o f t h e p u l s e , t h e f o r c e o f t h eh e a r t b e a t , a n d c o n s e q u e n t l y t h e s h a p e a n d a m p l i t u d e o f t h e s p h y g m o g r a p h i c t r a c i n g .M a c k e n z i e w a s o n e o f t h e f i r s t w o r k e r s t o b e i n t e r e s t e d i n t h e r e g u l a r i t y o r o t h e r w i s eo f t h e p u l s e . T h i s i n t e r e s t r e s u l t e d e v e n t u a l l y i n t h e i d e n t i f i c a t i o n o f a u r i c u l a r f i b r i l l a -t i o n a n d t h e v e n t r i c u l a r e x t r a s y s t o l e . He a l s o l a i d t h e f o u n d a t i o n o f t h e modemc o n c e p t o f h e a r t f a i l u r e . M a c k e n z i e ' s e a r l i e s t i n v e s t i g a t i o n s e m p l o y e d t h e D u d g e o ns p h y g m o g r a p h w h i c h h e f o u n d " t h e h a n d i e s t a n d t h e m o s t u s e f u l " . 2 2 T o e l u c i d a t ef u r t h e r t h e h e a r t ' s a c t i o n , M a c k e n z i e i n t h e 1 8 9 0 s t u r n e d h i s a t t e n t i o n t o t h e j u g u l a rv e n o u s p u l s e ; h i s s o l u t i o n t o t h e p r o b l e m o f r e c o r d i n g b o t h t h e v e n o u s p u l s e a n d t h ea r t e r i a l c y c l e s i m u l t a n e o u s l y w a s t h e c l i n i c a l p o l y g r a p h ( F i g . 7 ) . " T h i s m e t h o d c o n -s i s t s i n p l a c i n g a h o l l o w l e a d c o n e o r f u n n e l o v e r a n y p u l s a t i n g p a r t w h e r e t h es u r f a c e o f t h e s k i n p e r m i t s t h e c a v i t y o f t h e f u n n e l t o b e h e r m e t i c a l l y c l o s e d . . .t h i s r e c e i v e r i s c o n n e c t e d b y m e a n s o f a n i n d i a r u b b e r t u b e t o a M a r e y ' s t a m b o u ra n d l e v e r t h e l a t t e r o f w h i c h c a n b e m a d e t o w r i t e o n t h e s m o k e d p a p e r o f a D u d g e o n ' ss p h y g m o g r a p h . " ' 2 M a c k e n z i e f o u n d t h a t t h e p o l y g r a p h w a s " n o t c o n v e n i e n t w h e nm o v e m e n t s h a d t o b e r e c o r d e d o v e r l o n g p e r i o d s " . 2 4 T h e r e s u l t w a s t h e f a m o u s i n kp o l y g r a p h w h i c h a l l o w e d a p e n t o w r i t e o n a r o l l o f p a p e r a s i t w a s b e i n g u n w o u n d( F i g . 8 ) . T h e W e l l c o m e C o l l e c t i o n c o n t a i n s M a c k e n z i e ' s s p h y g m o g r a p h , t a m b o u r ,a n d o r i g i n a l i n k p o l y g r a p h ( A p p e n d i x C ) .

T h e s p h y g m o g r a p h e n t e r e d B r i t i s h m e d i c i n e a s o n e o f t h e t o o l s o f e x p e r i m e n t a lp h y s i o l o g y , i n w h i c h f i e l d i t s t i l l s u r v i v e s . T h e r e a s o n s f o r i t s f a i l u r e t o m a k e muchh e a d w a y i n c l i n i c a l p r a c t i c e w e r e r e l a t e d t o t h e c o n c e p t o f t h e m e d i c a l a r t h e l d b ym o s t p r a c t i t i o n e r s a n d t h e d e m a n d s o f t h e i n s t r u m e n t i t s e l f : i t w a s , i n s h o r t , d i f f i c u l tt o h a n d l e . 2 ' B y t h e 1 8 8 0 s , w i t h t h e i n v e n t i o n o f n o n - i n v a s i v e m a n o m e t r y , i t s u s e a sa n i n s t r u m e n t f o r e s t i m a t i n g b l o o d p r e s s u r e d i s a p p e a r e d . I n t h e e a r l y y e a r s o f t h i sc e n t u r y e l e c t r o c a r d i o g r a p h y u s u r p e d a l m o s t a l l i t s o t h e r f u n c t i o n s . S p h y g m o g r a p h yw a s a t e c h n i q u e t r a n s i t i o n a l b e t w e e n t w o v i e w s o f m e d i c i n e , o n e b a s e d o n a n a t o m ya n d t h e c l i n i c a l a r t a n d t h e o t h e r o n e x p e r i m e n t a l i n v e s t i g a t i o n . I n t h e h a n d s o f af e w s o p h i s t i c a t e d p r a c t i t i o n e r s i t d e m o n s t r a t e d u n e q u i v o c a l l y t h e p a r t i c u l a r e x p l a n a -t o r y p o w e r o f t h e l a t t e r , a n d , n o d o u b t , f a c i l i t a t e d i t s t r i u m p h .

APPENDIX AI . D u d g e o n s p h y g m o g r a p h . D u d g e o n ' s o r i g i n a l m o d e l m a d e b y J . G a n t e r , L o n d o n .C o m p l e t e a n d i n g o o d c o n d i t i o n . A 6 0 0 2 8 3 .I I . An i n s t r u m e n t o f t h e D u d g e o n t y p e b u t l a r g e r a n d h e a v i e r , w i t h t h e p r e s s u r ea d j u s t e r a t t a c h e d t o t h e b a c k o f t h e m o t o r . I n g o o d c o n d i t i o n t h o u g h m o t o r n o t

1 1 R . M a c N a i r W i l s o n , T h e b e l o v e d p h y s i c i a n : S i r J a m e s M a c k e n z i e , L o n d o n , J o h n M u r r a y ,1 9 2 6 . A l e x M a i r , S i r J a m e s M a c k e n z i e M . D . 1 8 5 3 - 1 9 2 5 , g e n e r a l p r a c t i t i o n e r , E d i n b u r g h , C h u r c h i l lL i v i n g s t o n e , 1 9 7 3 .I ' J a m e s M a c k e n z i e , T h e s t u d y o f t h e p u l s e , E d i n b u r g h , Y o u n g J . P e n t l a n d , 1 9 0 2 , p . 8 .' Q u o t e d i n M a i r , o p . c i t . , n o t e 2 1 a b o v e , p . 9 0 ." J a m e s M a c k e n z i e , D i s e a s e s o f t h e h e a r t , 4 t h e d . , L o n d o n , O x f o r d U n i v e r s i t y P r e s s , 1 9 2 5 , p . 4 2 1 ."For a c c o u n t s o f t h e t w o s o r t s o f m e d i c i n e s e e G e r a l d L y n n G e i s o n , S i r M i c h a e l F o s t e r a n d t h er i s e o f t h e C a m b r i d g e S c h o o l o f P h y s i o l o g y 1 8 7 0 - 1 9 0 0 , P r i n c e t o n U n i v e r s i t y P r e s s , 1 9 7 8 ; a n d

R i c h a r d D . F r e n c h , A n t i v i v i s e c t i o n a n d m e d i c a l s c i e n c e i n V i c t o r i a n s o c i e t y , P r i n c e t o n U n i v e r s i t yP r e s s , 1 9 7 5 .1 0 0

7/29/2019 medhist00100-0107

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S h o r t A r t i c l e sw o r k i n g . Made b y G . B o u l i t t e o f P a r i s . No d a t e b u t p r o b a b l y l a t e n i n e t e e n t hc e n t u r y . A 6 0 0 3 8 6 .H I . R i c h a r d s o n s p h y g m o g r a p h . H a s s t e e l y a r d a n d t o o t h e d r o l l e r , m o t o r n o t w o r k i n g .No m a k e r ' s n a m e . A 6 0 0 2 8 1 .I V . R i c h a r d s o n s p h y g m o g r a p h , w i t h o u t t o o t h e d r o l l e r . I n w o r k i n g o r d e r . Made b yJ . R i c h a r d s o n & C o . , L e i c e s t e r . A 6 0 0 3 7 4 .

V . S p h y g m o g r a p h d e s i g n e d b y M o r t i m e r G r a n v i l l e . Made b y W a l t e r s & C o . ,L o n d o n . T h e m o v i n g p a r t s a r e s t i f f a n d t h e m o t o r n o t w o r k i n g . A 6 0 0 3 7 6 .S e e F i g . 5 .

APPENDIX BPULSE-REGISTERING INSTRUMENTS BELONGING TOT H OM A S LAUDER B RUN TONI . T r a n s m i s s i o n s p h y g m o g r a p h . D e s i g n e d b y E . J . M a r e y . Made b y C . V e r d i n ,P a r i s . No t u b i n g o r r e c o r d i n g a p p a r a t u s b u t i n g o o d c o n d i t i o n . A 6 0 0 2 8 2 .

S e e F i g . 1 .I I . D i r e c t s p h y g m o g r a p h . S i m i l a r t o t h e m o d e l d e s c r i b e d b y v o n F r e y . 2 6 Made b yP e t z h o l d o f L e i p z i g , i t may d a t e f r o m B r u n t o n ' s s t a y w i t h L u d w i g , i n w h i c hc a s e i t a n t e d a t e s v o n F r e y ' s m o d e l . L a c k s m o t o r a n d c a r r i a g e . A 6 0 0 3 6 8 .I l l . D u d g e o n s p h y g m o g r a p h i n e x c e l l e n t w o r k i n g o r d e r . No m a k e r ' s n a m e . A 6 0 0 3 6 9 .

APPENDIX CPULSE-REGISTERING APPARATUS BELONGING TOS I R JAMES MACKENZIEI . D u d g e o n s p h y g m o g r a p h i n e x c e l l e n t w o r k i n g o r d e r . M a d e b y G a r d n e r & S o n ,E d i n b u r g h . A 5 6 2 6 9 .I I . T a m b o u r , m a d e o f l e a d w i t h a p a r c h m e n t s k i n . A 5 6 2 6 6 .I H . M a c k e n z i e ' s o r i g i n a l i n k p o l y g r a p h . 2 7 C o n s i s t s o f a r e c e i v e r f o r a p p l i c a t i o n t ot h e j u g u l a r p u l s e ; a w r i s t t a m b o u r , w h i c h l a c k s t h e s m a l l k n o b w h i c h t r a n s m i t st h e i m p u l s e f r o m t h e s p r i n g ; t r a n s m i s s i o n t u b i n g a n d t a m b o u r a t t a c h e d t or e c o r d i n g a r m s . T h e c a s e c o n t a i n s s e p a r a t e c l o c k w o r k f o r t h e r o l l e r a n d t h e t i m em a r k i n g p e n s . T h e k e y f o r t h e l a t t e r i s b r o k e n , o t h e r w i s e c o m p l e t e . No m a k e r ' s

n a m e . A 5 5 2 8 8 . S e e F i g . 8 .' M a x v o n F r e y , D i e U n t e r s u c h u n g d e s P u l s e s , B e r l i n , S p r i n g e r , 1 8 9 2 .2 7 F o r a f u l d e s c r i p t i o n s e e M a c k e n z i e , o p . c i t . , n o t e 2 4 a b o v e , p . 4 2 2 .

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