История изучения сосудов сердца

История изучения кровообращения. Сердечный выброс

В 1844 году К.Бернар (C.I.Bernard) прокатеризировал полости сердце и измерил в них температуру и давление крови. В 1851 году он открыл стимулирующий сердечную деятельность эффект симпатического нерва (тормозящий эффект блуждающего нерва был открыт несколько ранее).

В 1970 году А.Фик (A.Fick) на заседании Вюрцбургского Физического и Медицинского Общества сообщил о возможности измерения сердечного выброса (метод Фика).

В 1882 году он же установил, что сила сокращения скелетной мышцы пропорциональна ее длине перед началом сокращения, а О.Франк (O.Frank) показал, что эта закономерность характерна и для сердечной мышцы.

В 1897 году Е.Старлинг (E.Starling) в британском журнале «Ланцет» опубликовал статью, в которой сформулировал основной постулат кровообращения, названный законом сердца: сила сокращения желудочков сердца пропорциональна объему их заполнения перед систолой. Работа Е.Старлинга открыла широкие возможности дальнейшему изучению этого закона, с успехом осуществленного сотрудниками лаборатории американского физиолога А.Гайтона (A.Guy ton)

1856 году А.Келликер и Г.Мюллер (A.Koelliker, H.Muller) обнаружили в сокращающемся миокарде слабые электрические токи, а А.Уоллеру (A.D.Waller) в 1873 году впервые удалось записать электрическую активность миокарда.

В 1903 году Биллем Эйнтховен (W.Einthoven) с помощью созданного им струнного гальванометра впервые записал электрокардиограмму сердца. Им же была разработана теория электрокардиографии, удостоенная в 1924 году Нобелевской премии.

Первая электрокардиограмма в России была записана профессором Казанского университета А.Ф.Самойловым в 1908 году. Им же была создана первая в России электрокардиографическая лаборатория.

Таковы некоторые вехи истории изучения кровообращения. Они позволяют хотя бы приблизительно оценить тот великий путь, который прошла эта наука почти за 400 лет. Удивительно, что и сегодня физиология кровообращения изучает те же функции (насосная функция сердца, артериальное и венозное давление, биоэлектрические явления в миокарде и др.), основы которых были заложены еще в далеком прошлом.

Ранее мы неоднократно подчеркивали, что сердечный выброс (минутный объем сердца – МОС) является основной функцией системы кровообращения, что обусловливает настоятельную необходимость его мониторинга. Между тем мониторинг именно сердечного выброса сопряжен с рядом серьезных трудностей, связанных, в основном, с технологией регистрации этой функции. Свидетельством этому является наличие более десятка только основных методик регистрации сердечного выброса.

– Также рекомендуем “История изучения сердечного выброса. Адольф Фик о потоке крови”

Оглавление темы “Оценка сердечного выброса”:

1. Возможности датчика потока воздуха. Пневмотахографические синдромы

2. График давление/объем и поток/объем в норме. Синдром сниженного комплаинса

3. Синдром гиперинфляции. Синдром утечки дыхательного объема

4. История изучения кровообращения. Сердечный выброс

5. История изучения сердечного выброса. Адольф Фик о потоке крови

6. Сердечный выброс по Фику. Катетеризация полостей сердца

7. Тепловая термоделюция. Методы исследования сердечного выброса

8. Технология измерения сердечного выброса. Метод измерения сердечного выброса по Фику

9. Определение сердечного выброса закисью азота. Непрямой метод Фика

10. Принцип реверсивного дыхания. Частичное реверсивное дыхание и его недостатки

Источник

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. Fomann (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. Fomann 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. Fomann впервые позволил доставлять контраст непосредственно к месту предполагаемых патологических изменений сердца или сосуда.

Разработка методов рентгеноэндоваскулярной диагностики заболеваний сердца

Открытием W. Fomann 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. Fomann 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. Fomann в 1979 г. клиника в г. Эберсвальд близ Берлина, откуда его «попросили» за 50 лет до этого, получила имя W. Fomann.

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. Fomann W. Experime on Myself: Memories of a Surgeon in Germany // N. -Y.: St. Martin’s Press. – 1974.
7. Fomann 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.

Статья добавлена 20 февраля 2016 г.

Источник