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介入放射学的诞生

时间:2021-10-23 22:17来源:www.ynjr.net 作者:杨宁介入医学网
经皮血管穿刺的发明者,Sven Ivar Seldinger (1921-1999),生于瑞典的Mora,从Karolinska 学院获得了医学学位。在1953年Acta Radiologica杂志发表的此项技术(经皮肤入路技术)可以简单归纳为入针,入导丝,出针,入导管,出导丝。Seldinge r创立了经皮股动

 

  

         经皮血管穿刺的发明者,Sven Ivar Seldinger (1921-1999),生于瑞典的Mora,从Karolinska 学院获得了医学学位。在1953年Acta Radiologica杂志发表的此项技术(经皮肤入路技术)可以简单归纳为“入针,入导丝,出针,入导管,出导丝”。Seldinge r创立了经皮股动脉穿刺插管术,它的出现结束了血管造影需要血管外科医师协助的历史,成为介入医师可独立完成的1种简便,安全的血管插管技术,沿用至今。并扩展至非血管治疗领域。
 
 
 

 

         血管和介入放射学的历史是有趣的,不仅仅因为认为其是一般而言的医学上不可思议的创新的观点,还因为这些操作发展成放射学上一个新的亚专业(科)。在血管选择性造影的研究上,导管的使用是一个关键性的进步。1905年 Fritz Bleichroeder 发展了把导管置入狗血管中(动脉和静脉)的技术,尽管他没有使用X线。几年后,在1912年,为了药物更快的传输,Bleichroeder 尝试把化疗药物直接注射入心脏。他在犬动脉中插入导管,并保持几小时。没有记录到并发症或血凝块。该结果导致了一个在4个患有产后脓毒病的妇女中进行的临床试验,这种疾病是非常严重,常常致命。任何可能的治疗甚至是试验都是值得进行的。在这些病人中,通过置于股动脉中的一根导管注射药物;导管已经向上到达主动脉分叉部分。

 


 Fritz Bleichroeder

 

       德国的Werner Forssmann可能是第一个普及导管插入术的研究者。1929年,当Forssman还只是Eberswald一家小医院的低级别外科医生时,他在自己的手臂上开放了一条静脉并在透视控制下将一根导管向上插入至右心房。这个试验为Forssmann 赢得了主管的尊重,并曾为此一个在城中“最好的饭店”举行的庆祝晚宴。

 

 
Werner Forssmann

 

       如dos Santos 所完成的那样,胸主动脉直接穿刺由意大利外科医生Innocenzo Nuvoli普及。因为这项技术是盲插的,并且存在潜在的风险,因此又研究了其它的方法。1932年Makato Saito和K. Kamikawa第一次报道了逆行性动脉造影。这项技术非常精细,除股动脉之外还可用于其他血管。例如,1939年A. Castellanos和R. Pereiras描述了经由肱动脉通路的逆行性胸主动脉造影。1951年E. Converse Pierce发展了经皮向股动脉导入一次性聚乙烯导管并以逆行方式将其置到胸腹主动脉任何希望水平的方法。同一时间,D. C. Dnonald和他的同事们用一个大孔针进行颈总动脉插管,置于一个薄壁聚乙烯导管,这带来了更好的弹性。

 


Makato Saito 日本血管造影的先辈
 
 
       很快很多研究者们开始使用Seldinger 技术。加热成形、不透光的导管,使得腹部不同器官的选择性动脉造影具备可行性。F. M. Stones、E. K. Shirey和W. L. Proudfit 描绘了电影冠状动脉造影后不久,1962年J. H. Ricketts 和 Herbert L. Abrams 描述了使用Seldinger 技术的经皮选择性冠状动脉电影造影。在心脏放射学一章中可以找到对这些发展的描写。

 

F. M. Stones   F. M. Stones
Albert V. G. et al  A Half Century of Selective Coronary Arteriography  JACC Vol. 54, No. 23, 2009


 

一个偶然的机会Mason发现冠状动脉造影技术。 "I knew that we finally had a tool that would define the anatomic nature of coronary artery disease at that night in human history."
 

       腹部和胸部很多实质脏器的血管造影诊断,跟四肢和脑血管评估一样,被认为是格外有价值的,因为其辅助了术前诊断。然而一些血管造影的先驱感到沮丧,是因为他们如此地接近病变而不能进行治疗。介入放射学历史性的突破发生在1964年。完全闭塞的髂动脉再通巧合的在出现诊断影像学形成之前,即进行血管造影的时候,导管有时会偶然通过闭塞的动脉段,这激发了Charles Dotter产生经皮腔内血管成形术(PTA)的想法。并由此诞生了一场医学领域内的革命。
 

介入放射学之父:Charles T. Dotter (1920-1985)

  
 
       Dotter 出生于马萨诸塞州的波士顿市。在纽约医院接受放射学培训后,他进入了康奈尔医学院。最终成为在波特兰(美国俄勒冈西北部港市)俄勒冈州立大学的血管放射学家,。1952年,32岁时他成为Oregon医学院教授和放射科主任。他首先改变了Seldinger技术,使之用于治疗的目的。1964年1月他使用创新的扩张导管在一个84岁妇女身上进行了股浅动脉一个短的闭塞节段的成功血管再通。经皮腔内血管成形术由此创立,一场医学领域里的革命就这样静静悄悄地开始了[1]。

 
       这种最后被称为“经腔血管成形术 (transluminal angioplasty)”技术是通过在股动脉使用多个不断增加直径的导管扩张动脉阻塞病变以改善病人下肢动脉的血流。这项在现代介入医生看来非常“老土”技术,却是具有里程碑意义的事件。因为它从此开创了血管介入性放射学的发展历程。

 
 
 

 

       1935年Sven I.Seldinger在其发表在放射学学报(Acta Radiologica)的经典文章中,创立了经皮血管造影术,现在叫做Seldinger技术。Seldinger技术的相对简易和安全,使得人们对诊断目的的动脉造影术的使用产生了几乎爆炸性的兴趣。Seldinger 给出了多个理由来说明为什么导管远远优于老方法。他认为该方法先进的4个主要观点为:(1)造影剂能够注射到任何水平;(2)造影剂血管外注射的风险更小;(3)病人能适当地摆好体位;(4)考虑到良好的质量控制,在图像产生的同时,导管可以留在血管中。

1964年1月16日
      1964年1月16日,Charles T. Dotter 和他的学生后来成为著名介入医生的 Melvin P. Judkins 进行了历史上第一例经皮股动脉狭窄血管扩张术。从此周围动脉硬化性血管疾病治疗进入了一个新的时代。无论后续经皮血管治疗取得如何的进展,这一天是基础,也是开端。
 
 

 

      1994年Helen Redman (曾经RSNA主席)这样评论“我认为现代人不会知道完成 Dotter 扩张需要手指多大的力量。”1986年在明尼苏达大学 Willfrido R. Castaneda-Zuniga 的讲座上,讨论了关于Dotter技术的其他一些观点。T. W. Staple 和 G. J. van Andel 发现 Dotter 技术产生的叫做雪犁效应(snow-plowing effect)的过度切应力显著地损伤血管。

       不管怎样,实际上,Dotter 技术几乎是立即流行,在欧洲和美国完成了上千例手术(特别是股动脉)。在欧洲,van Andel,Eberhard Zeitler,W. Porstmann,W. Schoop还有其他一些人报告了良好的结果。1973年,Porstmann 对 Dotter 技术进行改进尝试,描述了一种外层由乳胶制作的封闭成笼状的或围束起来的气囊式导管。它本质上是一个被包在聚乙烯树脂扩张器里的乳胶气球。然而,因为庞大的尺寸和高度致血栓性,在美国该导管并没有被外科医生或放射学家广泛应用。

 


 

        像很多的发明家一样,Dotter 医生是个劲头十足,个性迥异,想象力丰富,不受潮流左右(Out of main stream)的家伙。他的个人爱好包括爬山和摄影。传统偏见,特别是来自外科学界的阻力,使他的技术在美国被忽视和反对了近15年。

        但是Dotter 的技术却在欧洲找到了它的信奉者和传播者。特别是德国医生Eberhart Zeitler ,是他介绍 Dotter的技术给Andreas Gruentzig(发明球囊导管者,建立了心血管介入性放射学)。Dotter 医生前无古人的创新使传统的放射学超出了影像诊断领域, 向非外科性治疗血管性疾病的领域进军。


 


Eberhard Zeitler 和夫人在CIRSE

       当Dotter‘s应用经腔血管成形术后, 在纽伦堡 Andreas Gruentzig,一名德国年轻的内科医生在瑞士苏黎士一家大学医院工作,并开始设想在Dotter导管上加一个球囊,在自己的厨房设计了原型并寻找可应用得材料和设计。1975年他制造了以后导致了一场医学革命的聚氯乙烯球囊的双腔导管。该气囊被证明对狭窄血管的扩张是安全有效的。


 


 Andreas Roland Grüntzig (June 25, 1939–October 27, 1985)

      Grüntzig 出生在1939年6月25日,5岁时其父亲,德国军队在第二次世界大战时期的指挥官,死于与当时苏联军队的一次战斗中。 那以后他去了萨克森州的罗赫利茨(或洛彻利兹)读小学,并在阿根廷待了一个时期后,他去了莱比锡的Thoma College 并于1957年毕业,主要学习古典语言。按照东德的社会主义制度,他应该成为一个瓦匠(bricklayer)。但是他和他勇敢的妈妈和兄弟们在1957年柏林墙建立之前逃到了西德。1958年,在海德堡他重复其毕业考试后,在海德堡大学开始学习医学课程。他在曼海姆实习外科,在汉诺威实习妇科,在巴德 - 哈尔茨堡实习内科,在达姆施塔特的路德维希港和拉茨柯夫医院实习血管外科。

 


Thomas College - Silver Street Campus, 1956 - 1971

 


现今的Thomas College - West River Road Campus, 1972 - 2001
 
 
       Andreas Grüntzig 曾经在海德堡的社会和工业医学研究所作助理。1969年,为Robert Hegglin 教授的《内科鉴别诊断学》所吸引来到苏黎世医学院(Medical Polyclinic)开始了其在血管科(Division of Angiology)的工作,从师于 Wilhelm Rutishauser 开始了一步步的血管医学的学习和研究

 

Andreas R. Gruentzig年轻时代 Robert Hegglin 教授,德国著名内科医生  Wilhelm Rutishauser

                                  

Andreas Grüntzig 在进行临床检查

       Andreas Grüntzig 是一个非常敏感的观察者。他观察到间歇性跛行的患者间歇性跛行载荷后跟腱反射(Achilles tendon reflex )放缓。这一发现促使他的心内科同事首次临床测量三支血管病变病人左室-dp/dt(等容舒张期左心室压力下降),这是缺血时显著下降的参数。
 
      Andreas Grüntzig 对Dotter 和 Judkins 周围血管疾病患者的治疗也非常感兴趣,并亲眼所见Zeitler 和 Schoop 在德国古默斯巴赫Aggertal 医院实际临床操作。应用直径逐渐增加的同轴导管,经皮穿刺股动脉后,主要依赖导管的纵向力量“挤搓”(scratching)掉动脉斑块,除了造成股动脉穿刺部位一个与导管直径相适应的“大洞”,还导致斑块脱落导致动脉远端的栓塞。这以现代的观点这种操作有点粗暴,但却是个进步。Grüntzig 设想应用球囊导管,将球囊前进到动脉狭窄的病变部位,用过充盈扩张球囊,仅仅应用径向扩张力量压缩狭窄病变,使血管再通。
 
 

 

       使用气囊导管来扩张狭窄血管的实际想法最初由 Dotter 和 Porstmann 提出。如先前所述,Porstmann 用的是包装在半硬式聚乙烯树脂罩里的乳胶气球。Gruntzig 在改进血管成形术新的气囊导管的尝试中,明显受到了Porstmann 和 Dotter,还有Zeitler的影响。 

 介入历史的巨人们在研究球囊导管,翘腿的是Andreas Grüntzig ,光头的是Dotter。

 

        我们现在知道的球囊导管最初是由 Gruentzig和 Hopff ,一个来自苏黎世联邦工学院(Eidgenossischen Technischen Hoshshule)已退休的有机化学教授,共同开发出的聚氯乙烯(PVC)球囊PTA导管。这是由聚氯乙烯袖套,以同心圆的方式塑造到软导管上。其前端膨胀的部分在加压情况下可以对血管狭窄的病变实施径向扩张的压力。在不扩张时,扩张的部分可以被卷曲在软导管上减少扩张导管的剖面直径。实际上实验的工作是 Andreas Grüntzig  和他的助手Maria Schlumpf,一起在Grüntzig 苏黎士家厨房中的一张桌子上进行的。Maria Schlumpf 丈夫Walter Schlumpf 很巧合的是个有机化学家,也加入他们工作。Gruentzig 用于病人外周PTA的第一个PVC球囊导管实际上是Gruentzig 助手Maria Schlumpf 的丈夫Walter Schlumpf 制造的。使用新的PVC 球囊导管(1974年)治疗的第一组病人是一组下肢动脉粥样硬化堵塞的病人。1976年和1977年,这些新导管开始用于扩张病人狭窄的冠状动脉,1977年9月16日,Gruentzig实施了第一例经皮腔内冠状动脉成形术(PTCA)。他在给《柳叶刀》杂志编辑的信中报道了他最初的五例病人,这封信于1978年2月发表。到1980年时,在美国血管成形术再次引起人们的兴趣,这为我们所见证的所有后续进展开拓了道路。这个由Gruentzig 和他的助手Maria Schlumpf 和其丈夫Walter Schlumpf 完成的突破试验无疑是介入放射学发展中的里程牌。

 

在厨房内发生的医学革命

 
 厨房里的桌子作为工作台  Maria Schlumpf 在工作
 
 Dr. Gruentzig is the doctor who performed an angioplasty on comedian George Carlin in the early 1980s. Back in the early 1980s, I had the honor to work with Dr. Gruentzig at Emory University Hospital. He referred to me as his "Office Manager" although that was not the position that originally brought me to Emory. I got to know him personally and as a doctor along with his wonderful staff that formed his "nucleus." To have known this remarkable man, for even a short time, has indeed added some of the fondest memories to my life.

Andreas Grüntzig (right) in happy company after a day's skiing in the Austrian Alps,Maria Schlumpf 中间者和她的丈夫。 

 

       Gruntzig气囊导管对多种类型的闭塞性血管疾病来说,是相当安全和有效的治疗方式,现在介入放射学家们,在作为诊断性血管造影医生的同时,也把自己看作是重要治疗手段的提供者。Gruntzig医生外周血管成形术早期病例系列中的原始病人仍然由Schlumpf在苏黎士Kantonsspiel医院随访,在那里她继续发展这些原始病例的随访数据。

 


Andreas Gruntzig 在查房 
 
 
 

 

        Andreas Gruntzig 20世纪80年代中期死于空难,尽管他的生命短暂,但他的影响在介入放射学领域仍然仍人注目。他被认为是介入领域伟大的医生之一,20世纪90年代早期一个以他名字命名的协会建立,每年聚会一次。

 


Andreas Gruntzig 在办公室 

        径向力对抗动脉壁斑块的应用有着持续的效果。因此,许多不同的团队开始使用Gruntzig导管和它的后继品进行扩张手术。随着经皮腔内血管成形术(PTA)和经皮穿刺冠状动脉成形术(PTCA)的产生,研究者们,如 Kurt Amplatz、A. Formanek、J. E. Edwards 和 Christoph L. Zollikofer研究了动脉腔管径的改善机理。1978年他们描述了内膜断裂和基层伸展。把内膜重塑和收缩作为改善机理是血管腔最终变化的病理学和生理学解释的标志。

  
 

       
Andreas R. Gruentzig (1939-1985),发生在厨房内的医学革命
 
 

厨房中的工作台
 

球囊导管的发明实际上是在Andreas Gruntzig 家里的厨房内的一张桌子上,
 

         Andreas Gruentzig,一名瑞士的心血管学家。他与当时Medi-Tech的创始人John Abele 紧密合作,制作了用于血管重建的双腔球囊导管。他还引入登记的概念来追踪程序发展,并在1977年5月于San Francisco进行了首次冠状动脉血管重建。



John Abele(Medi-Tech的创始人)

        1974年,Zeitler的一个学生Andreas Gruntzig和他的同事H.Hopff在纽伦堡发明了一个可多次使用的双腔气囊,该气囊被证明对狭窄血管的扩张是安全有效的。使用气囊导管来扩张狭窄血管的实际想法最初由Dotter和Porstmann提出。如先前所述,Porstmann用的是包装在半硬式聚乙烯树脂罩里的乳胶气球。Gruntzig在尝试改进血管成形术新的气囊导管的尝试中,明显受到了Porstmann和Dotter,还有Zeitler的影响。在最近的一次交流中,亚特兰大Emory大学知名的血管造影学家William. J. Casarella 叙述了Gruntzig 对气球的改进。

 


 

        20世纪70年代早期,他和他的助手Maria Schlumpf,助手的丈夫(很巧合的是个有机化学家)一起在苏黎士家中工作,他们发展了一种把聚氧乙烯塑造到可用的血管成形术气球中的方法。他在软导管上使用聚氧乙烯袖,这样导管扩张就是可以预测的并且扩张时压力不会直接作用在腔内….这个由他的助手—一个年轻的心脏病学同事和其丈夫完成的突破试验无疑是介入放射学发展中的里程牌。Gruntzig气囊导管对多种类型的闭塞性血管疾病来说,是相当安全和有效的治疗方式,现在介入放射学家们,在作为诊断性血管造影医生的同时,也把自己看作是重要治疗手段的提供者。Gruntzig医生外周血管成形术早期病例系列中的原始病人仍然由Schlumpf在苏黎士Kantonsspiel医院随访,在那里她继续发展这些原始病例的随访数据

 


 

        Andreas Gruntzig 20世纪80年代中期死于空难,尽管他的生命短暂,但他的影响在介入放射学领域仍然仍人注目。他被认为是介入领域伟大的医生之一,20世纪90年代早期一个以他名字命名的协会建立,每年聚会一次。

 

       

  

1. DOTTER CT, JUDKINS MP. TRANSLUMINAL TREATMENT OF ARTERIOSCLEROTIC OBSTRUCTION. DESCRIPTION OF A NEW TECHNIC AND A PRELIMINARY REPORT OF ITS APPLICATION. Circulation. 1964 Nov;30:654-70.

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