История развития ангиографической диагностики заболеваний сердца

8 ноября 1895 г. профессор физики Вюртцбургского университета W. C. Röntgen (рис. 1), проводя опыты с катодным излучением в вакууме, открыл неизвестные дотоле лучи, названные им Х-лучами, и создал первые рентгеновские трубки [1]. Интересно, что ни одно открытие в медицине такого масштаба не было реализовано столь быстро. Только за 1896 г. в мире было опубликовано более 50 книг и 1000 статей, посвященных применению лучей Рентгена в самых различных областях медицины.

Как это ни удивительно, но практически в то же самое время было предсказано и открытие ангиографии. Выступая в феврале 1896 г. на заседании врачей клиники нервных и душевных болезней в С. -Петербурге выдающийся русский невролог В. М. Бехтерев (рис. 2) как бы между делом заметил: «Раз стало известно, что некоторые растворы не пропускают лучи Рентгена, то сосуды мозга могут быть заполнены ими и сфотографированы in situ…». Однако понадобилось почти четверть века, чтобы эти чрезвычайно смелые предложения были реализованы на практике [2].

Человеком, впервые целенаправленно выполнившим ангиографию в клинической практике, по праву считают A. E. Moniz из Лиссабонского университета. Осенью 1923 г. он впервые описал технику пункционной церебральной ангиографии и данные первого в мире контрастного исследования сосудов головы у больного c опухолью мозга [3]. В последующие годы ряду других специалистов удалось выполнить контрастную ангиографию аорты и различных периферических артерий [4, 5].

Эпоха внутрисердечных клинических исследований началась в июле 1929 г. , когда выпускник Берлинского университета W. Forssmann (рис. 3, 4) произвел катетеризацию полости своего правого предсердия мочеточниковым катетером длиной 65 см, введенным в левую кубитальную вену под контролем флюороскопа (рис. 5). Как вспоминал впоследствии сам ученый, им двигало стремление разработать новый метод селективного введения лекарств в легочную артерию для лечения заболеваний легких [6]. Несмотря на запрет дальнейших попыток катетеризации собственного сердца и угрозы изгнания из клиники, он повторил эксперимент на себе по меньшей мере еще несколько раз. В статье «Катетеризация правого сердца» (1929), дерзкий естествоиспытатель подробно описал свои наблюдения, сообщив ревнителям медицинской этики о предварительно проведенных им экспериментах на трупах [7].

Но судьба не всегда благосклонна к первопроходцам. После последовавшего за этими феноменальными результатами громогласного отлучения пионера катетеризации сердца от кардиологии, озвученное знаменитым F. Sauerbruch: «Ваш метод хорош для демонстрации в цирке, а не в респектабельной клинике!»), W. Forssmann начал диагностировать и лечить заболевания мочевой системы. Будучи членом нацистской партии, он участвовал во Второй мировой войне. В 1945 г. чудом избежал советского плена, но угодил в плен к американцам, а после освобождения всю жизнь работал врачом-урологом в небольшой больнице.

Так возникли первые контрастные и эндоваскулярные методы исследования сердечно-сосудистой системы. Причем метод W. Forssmann впервые позволил доставлять контраст непосредственно к месту предполагаемых патологических изменений сердца или сосуда.

Разработка методов рентгеноэндоваскулярной диагностики заболеваний сердца

Открытием W. Forssmann заинтересовались американские физиологи, решавшие в годы Второй мировой войны задачу контроля за гемодинамикой у пациентов с острым геморрагическим шоком. Одними из первых дальнейшей разработкой метода катетеризации сердца занялись сотрудники университета Эмори из Атланты под руководством E. Stead. В качестве клинической базы ученые избрали госпиталь Бельвю, где тогда трудился A. Cournand. Первые исследования были проведены в 1941 г. , а уже к концу 40-х годов сотрудники A. Cournand (D. Richards, H. Ranges, R. Riley и др. ) сделали огромный вклад в изучение внутрисердечной гемодинамики и сердечного выброса в различных физиологических условиях [9] и первыми в мире стали проводить исследования у больных, диагностируя несложные септальные дефекты.

Когда спустя 27 лет после отчаянного эксперимента W. Forssmann A. Cournand (рис. 6) и D. Richards (рис. 7) были номинированы на Нобелевскую премию «за открытия, связанные с катетеризацией сердца и патологическими изменениями в системе кровообращения», они предложили Нобелевскому комитету включить в список соискателей и своего немецкого коллегу, отметив, что начали свои исследования под влиянием его работ 20-х – 30-х годов. В итоге было принято решение вручить Нобелевскую премию всем троим ученым.

Как сказал в своей Нобелевской лекции 11 декабря 1956 г. один из основоположников метода A. Cournand: «катетеризация сердца... была ключом в замке», повернув который вначале физиологи, а затем и хирурги открыли дверь в новую эпоху понимания нормальной и патологической физиологии кровообращения и сердечно-сосудистой системы в целом [8].

По иронии судьбы после смерти W. Forssmann в 1979 г. клиника в г. Эберсвальд близ Берлина, откуда его «попросили» за 50 лет до этого, получила имя W. Forssmann.

Говоря об истории катетеризации сердца, нельзя не вспомнить еще один коллектив, стоявший у истоков этой проблемы. В 1947 г. после нескольких экспериментов на собаках и длительных консультаций с пионером методов непрямой реваскуляризации миокарда и шефом Кливлендской клиники C. Beck его ученику, радиологу H. Zimmerman удалось впервые ввести катетер в левый желудочек сердца через локтевую артерию пациента с клинически установленной недостаточностью аортального клапана. Диагноз был блестяще подтвержден отсутствием систолического градиента давления на аорте, что подвигло H. Zimmerman на следующий шаг – одномоментную катетеризацию правых и левых отделов сердца [10]. После серии успешных клинических экспериментов Кливлендская клиника первой в США получила правительственный грант на развитие программы катетеризации сердца.

В СССР изучение проблемы катетеризации полостей сердца с целью изучения его функции началось в 30-х годах ХХ в. В 1936–1947 гг. А. Е. Плутенко и в 1937–1949 гг. П. Н. Мазаев (рис. 8) в экспериментах на животных подробно изучили методику контрастного исследования полостей сердца и магистральных сосудов. Параллельно этим ученым в стенах 2-го МГМИ им. И. В. Сталина будущий академик АМН СССР В. В. Кованов (рис. 9) проводил исследования, посвященные внутрисердечному, внутриартериальному и внутритканевому введению лекарственных веществ [11]. Все три работы завершились докторскими диссертациями. 1946 г. стал доктором наук В. В. Кованов, годом позже – А. Е. Плутенко [12], а еще 2 года спустя диссертацию «Прижизненная кардиовазография» в Институте хирургии им. А. В. Вишневского АМН СССР защитил П. Н. Мазаев, в последующем – один из основоположников ангиографии в СССР [13].

Первые в СССР прижизненные контрастные исследования полостей сердца с целью диагностики его пороков были выполнены в конце 1950 – начале 1951 года на кафедре факультетской хирургии лечебного факультета 2-го МГМИ им. И. В. Сталина под руководством А. Н. Бакулева [14, 15]. В 1953 г. его ученик Е. Н. Мешалкин (рис. 10) защитил докторскую диссертацию под названием «Ангиокардиография у больных с врожденными пороками сердца», которую на следующий год опубликовал в виде монографии [16]. В 1959 г. диссертацию под названием «Гемодинамика при врожденных пороках сердца», основанную на многочисленных наблюдениях, полученных катетерным методом, представил еще один ученик А. Н. Бакулева – В. С. Савельев, а в 1960–1961 гг. совместно с М. А. Иваницкой он опубликовал сразу две монографии, посвященные контрастным исследованиям в кардиохирургии [17, 18].

В 1956 г. на базе рентгенологического отделения Института грудной хирургии АМН СССР была организована вначале группа, а в 1966 г. – первая в стране лаборатория внутрисердечных методов исследования, которую возглавил Ю. С. Петросян (рис. 11). В 1971 г. лаборатория была переименована в отделение рентгенохирургических методов исследования сердца и сосудов, к названию которого в 1982 г. следом за «исследования» добавилось слово «и лечения» [19].

Следующим крупным шагом в рентгенодиагностике заболеваний сердца стало изобретение аксиальной ангиокардиографии, о которой в 1977 г. впервые сообщили L. Bargeron и L. Eliott [20]. Получение снимков в различных проекциях помогло значительно продвинуть вперед дооперационную диагностику врожденных и приобретенных пороков сердца и крупных сосудов и явилось предтечей вначале двухмерной рентгенотомографии (начало 80-х годов), а затем и современной объемной компьютерной ангиокардиографии.

Разработка селективной коронарографии

До появления селективной ангиографии для контрастирования коронарных артерий использовали метод пункционной аортографии восходящего отдела аорты по Guillerno и Guttadauro [1] , метод фазного введения контраста во время диастолы при помощи электроинъектора, синхронизированного с сердечным ритмом по D. Richards, а также коронарографию в условиях временной остановки сердца ацетилхолином по G. Arnulf. В 1952 г. итальянец L. Di Guglielmo выполнил первую полуселективную прижизненную коронарографию на работающем сердце собаки, введя контраст в восходящую аорту под давлением непосредственно около устьев коронарных артерий [10]. Начиная с 1955 года получил развитие метод, предложенный I. Boerema, и заключавшийся во введении контраста в аорту в условиях перекрытия верхней полой вены [21]. Были и другие решения. Например, Сh. Dotter из Портленда использовал двухпросветный баллонный катетер, который проводил в восходящую аорту и вводил контраст в момент неполной окклюзии аорты дистальнее коронарных синусов раздуванием баллона [22].

Переломным моментом в разработке селективной коронарографии явилась ошибка F. Sones из Кливленда (рис. 12-13), который впервые получил четкое изображение коронарной артерии, случайно введя кончик катетера в устье сосуда в октябре 1958 г. [23]. Наверное, другие бы просто замяли эту врачебную ошибку, но F. Sones был честен. Когда он доложил о своем наблюдении на очередном заседании Американского хирургического колледжа в Филадельфии и показал сделанные с высочайшим для того времени качеством снимки, ему аплодировали стоя. Начиная с этого времени, хирурги Кливлендской клиники стали получать уникальный визуальный материал, анализ которого и привел их в последующем к идее обходного коронарного шунтирования [23]. Вскоре F. Sones и E. Shirey сконструировали катетер для селективной коронарографии с суживающимся кончиком, который был предназначен для введения в избранное устье артерии, и показали, что даже тугое заполнение коронарных артерий достаточно безопасно.

В 1962 г. F. Sones сформулировал показания к коронарографии, подробно описал ее технику, установил стандарты качества исследования и указал на возможные осложнения. Основанием для этого стал собственный опыт автора и его сотрудников, выполнивших к тому времени более 3500 исследований коронарного кровотока у 1020 больных прямым введением контраста (90%-го гипака или 85%-го кардиографина) в коронарные артерии, с частотой летальных исходов всего лишь 0, 29% [22]. Только двум больным потребовалось проведение торакотомии и прямого массажа сердца, еще у одного пациента развился острый инфаркт миокарда. Другим важнейшим изобретением F. Sones, ставшим предтечей современной видеоангиографии, явилась запись коронарографии на кинопленку – кинокоронарная ангиография [22].

В 1967 г. М. Judkins (рис. 14) и K. Amplatz, отталкиваясь от работ F. Sones, впервые применили катетеры с изогнутым кончиком, которые в буквальном смысле этого слова «искали и находили» устье нужной коронарной артерии. Подчеркнем, что для катетеризации авторы использовали трансфеморальный, а не трансбрахиальный доступ [24].

Значимость работ F. Sones для коронарной хирургии очень эмоционально оценил один из его коллег F. Loop: «Все достижения кардиологии ХХ в. бледнеют по сравнению с тем, что сделал один F. Sones!». И хотя с этим можно спорить, значение селективной ангиографии в развитии сосудистой хирургии в целом и коронарной, в частности, переоценить действительно трудно.

Начиная с 1961 г. к систематическому экспериментальному и клиническому изучению возможностей рентгендиагностики окклюзионных поражений коронарных артерий в СССР приступили Ю. С. Петросян в Институте сердечно-сосудистой хирургии АМН СССР и его ученик Л. С. Зингерман. В 1971 г. они выполнили первую в стране селективную коронарографию. Исследования завершились публикацией в 1974 г. первой в стране монографии по коронарографии, в которой авторы сравнили различные методики коронарографии, выделили ангиографические признаки поражений коронарных артерий, провели сравнение рентгенологических данных с результатами ЭКГ и катетеризацией полостей сердца, а также сопоставили данные гемодинамики и фазовой структуры систолы у больных коронарной недостаточностью, осложнившейся инфарктом миокарда [25].

ЛИТЕРАТУРА

1. Röntgen, W.: Ueber eine neue Art von Strahlen. Fortsetzung // Sitzungsberichte der Würzburger Physik. - medic. Gesellschaft. Würzburg. – 1896. - P. 1-9.
2. Бехтерев В. М. О возможности применения рентгеновых лучей к нервным и душевным больным // Труды Клиники нервных и душевных болезней С. -Петербурга. – 1898. – №1.
3. Moniz E. La radioarteriographie et la topographie cranioencaphalique // J Radiol Electrol Med Nucl. – 1928. – Vol. 12. – P. 72.
4. Bourassa M. et al. The history of cardiac catheterization // Can J Cardiol. – 2005. – Vol. 21 (12). – P. 1011–1014.
5. dos Santos R, Lamas A C, Pereira-Caldas J. Arteriografia da aorta e dos vasos abdominais // Bull Mem Soc Natl Chir. – 1929. – Vol. 47. – P. 93.
6. Forssmann W. Experime on Myself: Memories of a Surgeon in Germany // N. -Y.: St. Martin’s Press. - 1974.
7. Forssmann W. Die Sondierung des rechten Herzen // Klin. Munch. Med. Wochenschr. – 1929. – B. 8. – S. 2085–9.
8. Cournand A. F. Nobel lecture. December 11, 1956. Nobel lectures, Physiology and Medicine. 1942–1956 // Amsterdam: Elsevier, 1964. – P. 529–561.
9. Cournand A. F. , Ranges H, S. Catheterization of the right auricle in man // Proc. Soc. Exp. Biol. Med. – 1941. – Vol. 46. – P. 462–70.
10. Myler R. Coronary and peripheral angioplasty: historical perspective // E. Topol (ed. ) Textbook of Interventional Cardioligy. – WB Saunders, 1999. – P. 127–41.
11. Кованов В. В. Внутрисердечное, внутриартериальное и внутритканевое введение лекарственных веществ: Дисс... докт. мед. наук. – М. , 1946.
12. Плутенко А. Е. Экспериментальные рентгенологические наблюдения над сердцем и малым кругом кровообращения у собаки: Дисс... докт. мед. наук. – М. , 1947.
13. Мазаев П. Н. Прижизненная кардиовазография: Дисс... докт. мед. наук. – М. , 1949.
14. Бакулев А. Н. , Мешалкин Е. Н. Опыт применения контрастной ангиокардиографии в грудной хирургии // Вестник хирургии им. И. И. Грекова. – 1951. – Т. 71, № 4. – С. 66.
15. Мешалкин Е. Н. Демонстрация контрастных ангиокардиограмм трех больных в Московском хирургическом обществе 8 декабря 1950 г. // Хирургия. – 1951. – №5. – С. 93–94.
16. Мешалкин E. H. Ангиокардиография у больных с ВПС: Дисс… док. мед. наук. - М. , 1953.
17. Савельев В. С. Зондирование и ангиокардиография при врожденных пороках сердца. – М.: Медгиз, 1961.
18. Иваницкая М. А, Савельев В. С. Рентгенологические исследования при врожденных пороках сердца // М.: Медицина. - 1960.
19. Алекян Б. Г. Отделение рентгенохиругических методов исследования и лечения сердца и сосудов // Бокерия Л. А. , Спиридонов А. А. , ред. История НЦССХ им. А. Н. Бакулева РАМН. – М.: Изд-во НЦССХ им. А. Н. Бакулева РАМН, 1998.
20. Bargeron L. M. , Elliott L. P. , Soto B. et al. Axial cineangiography in congenital heart disease, section I: concept, technical and anatomic consideration // Circulation. – 1977. – Vol. 56. – P. 1075–83.
21. Boerema I. et al. Reduced intrathoracic circulation as an aid in angiocoronarography // J Thoracic Surg. – 1955. – Vol. 30. – P. 129.
22. Mueller R. , Sanborn T. History of Interventional Cardiology // Amer. Heart J. - 1995. – Vol. 129. – P. 146–72.
23. Sones F. M. Cine coronary arteriography // Circulation. – 1959. – Vol. 20. – P. 773.
24. Judkins MP et al. Selective coronary angiography. A percutaneous transfemoral technic // Radiology – 1967. – Vol. 89. – P. 815-824.
25. Петросян Ю. С. , Зингерман Л. С. Коронарография // М.: Медицина. - 1974.