介入医学是在医学影像引导下进行非直视下诊疗的新学科,是与内科、外科并驾齐驱的第三大学科,也是心脏、血管、肿瘤等疾病的三大治疗手段之一。介入治疗以其微创、简便、安全、有效、并发症少和可明显缩短住院时间等优点,促进了患者疾病的诊治,成为众多疾病的主要治疗方式。介入医学的历史是传统理论与现代技术结合的创新发展过程,今天我们一起回顾这一段传奇中的重要时刻。
早期萌芽
1895年,威廉·康拉德·伦琴发现了x射线,使医生无需手术就能看到人体内部,从而彻底改变了诊断医学。
1927年,葡萄牙神经学家埃加斯·莫尼兹(Egas Moniz)进行了第一次脑血管造影术,将造影剂注入脑血管并捕捉x射线图像。该技术为血管成像奠定了基础。
1929年,25岁的德国医师Forssrnann开始尝试在临床进行心导管检查,并首先在自己身上进行了人类首例心导管检查术。
1953年,瑞典放射学家斯文-伊瓦尔·塞丁格(Sven-Ivar Seldinger)介绍了塞丁格技术,一种将导管安全插入血管的方法。这项技术成为许多介入治疗的基础。
介入放射学的开始
1964年,美国放射学家查尔斯·多特(Charles Dotter)实施了第一个经皮腔内血管成形术(PTA),使用导管扩张病人腿部狭窄的动脉。这一具有里程碑意义的操作标志着介入放射学的开始。
成长与发展
1977年,德国放射学家Andreas Gruentzig在人类冠状动脉上进行了第一次成功的球囊血管成形术。这一技术很快获得了人们的认可,并成为心血管介入治疗的基石。
20世纪70年代,栓塞技术的发展使靶向阻断血管成为可能,从而治疗肿瘤和血管畸形等疾病。
20世纪80年代,数字减影血管造影(Digital Subtraction Angiography, DSA)问世,通过将增强后的图像减去增强前的图像,提供更清晰、更详细的血管图像。该技术显著提高了血管介入的准确性。
1982年,第一次经颈静脉肝内门体分流术(TIPS),在门静脉和肝静脉之间建立了一条通路,以治疗门静脉高压的并发症。
20世纪90年代,介入放射学扩展到包括非血管操作,如图像引导活检、脓肿引流和肿瘤消融术。血管成形术后,为了保持血管开放,支架的使用越来越广泛。
20世纪90年代,CT、MRI和超声技术的进步提高了介入手术的精确性和安全性。
升级与持续进化(2000年-)
支架:药物洗脱支架以及生物可降解支架进步,通过释放药物来预防再狭窄(动脉再狭窄),恢复血管自然生理功能。
能量平台:射频消融(RFA)、冷冻消融和微波消融等技术出现,促进了有源器械治疗的发展,声光电气等能量用于疾病的诊断和治疗。
血管内动脉瘤修复技术(EVAR)的发展,已成为许多腹主动脉瘤患者的标准治疗方法,针对升主动脉的介入治疗也在探索,为患者提供了比开放手术创伤更小的替代方法。
经动脉化疗栓塞(TACE)和选择性内放疗(SIRT)等手术成为肝癌的标准治疗方法,近年来,新的介入材料和能量技术的应用促进介入肿瘤学发展起来。
腔内影像学和功能学进展:血管内超声(IVUS)、光学相干断层扫描(OCT) 和近红外光谱(NIRS)的发展,提高了血管介入的精度和安全性。
当前,随着先进的成像技术、机器人技术和人工智能的融合,该领域不断发展,智能介入生态配备了先进的成像系统,促进了智能化、信息化、数据化和标准化的生态建设。
冠脉
1929年,德国内科医生维尔纳·福斯曼(Werner Forssmann)在自己身上进行了第一次人类心导管检查。
1953年,斯文·伊瓦尔·塞丁格(Sven-Ivar Seldinger)发明了塞丁格技术,这是一种将导管安全插入血管的方法。这项技术成为许多介入治疗的基础。
1977年,Andreas Gruentzig第一次成功地为人类患者实施了经皮腔内冠状动脉成形术(PTCA)。
20世纪80年代,数字减影血管造影(DSA)的发展和广泛应用提高了手术中血管的可视化,提高了介入治疗的准确性和安全性。
1986年,Jacques Puel和Ulrich Sigwart植入了第一个冠状动脉支架(金属裸支架)。
1999年,第一个药物洗脱支架(DES)被开发并植入。与裸金属支架相比,DES可释放抑制瘢痕组织生长的药物,显著降低再狭窄率。
2000年,血管内超声(IVUS)和光学相干断层扫描(OCT)为介入干预提供了更好的指导并改善了结局。
电生理学
1967年,Melvin Scheinman完成了首例成功的导管消融手术,标志着介入电生理学的开始。
20世纪80年代,射频消融的发展彻底改变了心律失常的治疗,为消除异常心律提供了更安全、更有效的方法。
1998年,三维标测系统的引入使导管消融过程中的精确可视化和导航成为可能,显著改善了结果。
2000年,冷冻消融的发展,利用极冷破坏异常的心脏组织,提供了一种替代射频消融的方法。
2010年至今,影像学的进步,如心内超声心动图(intracardiac echocardiography, ICE),进一步提高了电生理操作的精确性和安全性。
结构性心脏病
1985年,Inoue球囊导管用于经皮二尖瓣球囊成形术(PMBV),为二尖瓣狭窄提供了一种微创治疗方法。
20世纪90年代,随着房间隔缺损(ASD)、动脉导管未闭(PDA)等先天性心脏病介入治疗技术的发展,结构性心脏介入治疗的范围扩大。
2002年,阿兰·克里比尔(Alain Cribier)进行了第一次经导管主动脉瓣置换术(TAVR),为主动脉瓣狭窄的治疗带来了革命性的变化。
2003年,MitraClip装置被用于经皮二尖瓣修复,为治疗二尖瓣反流提供了一种微创选择。
2010年10月,经导管二尖瓣置换术(TMVR)技术的发展,扩大了二尖瓣疾病的治疗选择。
2010年代至今,左心耳封堵(LAAC)装置(如Watchman装置)的发展为心房颤动患者的卒中预防提供了新的选择。
脑血管造影术在20世纪20年代由Egas Moniz率先提出,但直到20世纪50年代,使用股动脉入路的选择性脑动脉插管才变得更加常见。这一时期允许对脑血管系统进行详细的可视化,从而为未来的血管内操作奠定了基础。
20世纪70年代,微导管和导丝的发明和改进使得在复杂的脑血管系统中进行更好的导航成为可能。这些工具对血管内技术的发展至关重要。
20世纪70年代至80年代,栓塞技术最初是用于治疗动静脉畸形(AVMs)和某些类型的肿瘤。使用可拆卸的球囊和颗粒来阻塞异常血管开始于这个时代。
1991年,Guido Guglielmi推出了Guglielmi通过用弹簧圈填充动脉瘤囊以防止破裂这是神经干预的一个重要里程碑。
20世纪90年代,最初为冠状动脉开发的支架开始被用于脑动脉。支架辅助弹簧圈栓塞成为一种治疗不适合单独弹簧圈栓塞的宽颈动脉瘤的技术。
2000年至今
机械取栓装置的发展使急性缺血性卒中的治疗发生了革命性的变化。Merci取栓器(Merci Retriever)以及后来Solitaire和Trevo等支架取栓器成为清除大血管闭塞血栓的标准治疗。
血流导向装置被引入治疗大而复杂的动脉瘤。
栓塞材料研究进展新的栓塞剂,如Onyx(液体栓塞剂)和更小、更精确的弹簧圈,已被开发用于治疗AVMs、硬脑膜动静脉瘘(davf)和肿瘤。
3D旋转血管造影和锥形束CT等先进成像技术的整合提高了血管内操作的精度。这些技术可以更好地可视化和规划介入治疗。
机器人系统和先进的导航工具正在开发中,以提高神经介入手术的精确性和安全性。这些系统改进了对微导管和导丝的控制,从而可以更准确地靶向病变。
20世纪初出现了血管外科手术,通过结扎术、旁路移植术等治疗血管疾病。这些技术主要是外科手术和侵入性的。
20世纪20年代Egas Moniz发展的血管造影术使x射线和造影剂可以显示血管。
svenivar Seldinger于1953年引入了经皮Seldinger技术。
Charles Dotter和Melvin Judkins在1964年进行了第一次经皮腔内血管成形术(PTA),使用球囊导管扩张狭窄的动脉。Dotter常被称为介入放射学之父。
20世纪60-70年代导丝和导管的改进提高了血管内手术的安全性和有效性。这些工具可以更好地在血管系统中导航。
20世纪80年代,第一个外周血管支架问世。Palmaz和Schatz于1987年推出了球囊扩张支架,成为血管成形术后维持血管通畅的关键工具。
斑块切除装置是在20世纪80年代末和90年代开发出来的,它可以清除血管内部的斑块。这些装置为球囊血管成形术和支架置入术提供了另一种选择。
激光血管成形术,利用激光能量消融斑块,出现在20世纪80年代作为治疗外周动脉疾病(PAD)。虽然在今天不太常见,但在当时是一项重大的技术进步。
2000年至今
药物洗脱支架(DES),可通过释放药物来预防再狭窄(动脉再狭窄),于2000年代被引入外周动脉。
药物涂层球囊(DCBs),成为PAD的一种治疗方法。这些球囊在血管成形术中直接向血管壁递送抗增殖药物,在不留下永久性植入物的情况下降低了再狭窄的风险。
血管内动脉瘤修复(EVAR),EVAR技术治疗腹主动脉瘤(AAA)和胸主动脉瘤(TAA)。
20世纪中期放射诊断技术的发展,以及x射线、超声和后来的CT扫描的出现,为图像引导手术奠定了基础。
20世纪60年代和70年代,最早应用于肿瘤学的介入技术之一是经皮穿刺活检。
20世纪70年代末至80年代,经动脉栓塞术(TAE)被用于治疗肝脏肿瘤。
20世纪90年代初,射频消融(RFA)作为一种利用热能破坏肿瘤细胞的微创方法被引入。
20世纪90年代,经动脉化疗栓塞术(TACE)直接向肿瘤提供高剂量的化疗,同时切断其血液供应,提高治疗效果。
2000年至今
消融技术的进步,包括利用微波消融(MWA)和通过冷冻的冷冻消融(cryoablation)。
图像引导热消融技术,实时成像(如CT、MRI和超声)与热消融手术的整合提高了这些治疗的精确性和安全性。图像引导的热消融成为介入肿瘤学的标准实践。
放射栓塞,或选择性内放射治疗(SIRT),将放射性微球注射到肿瘤供血动脉中,进行靶向放射治疗。
多模式成像技术的整合,如PET/CT和PET/MRI,允许更好的肿瘤可视化,治疗计划和术后评估。这些进步提高了肿瘤介入治疗的精准性和有效性。
分子影像技术提供了肿瘤生物学过程的详细信息,正越来越多地整合到介入肿瘤学中。
AI和机器学习正被应用于提高介入肿瘤学的诊断准确性、治疗计划和实时决策。这些技术有可能提高手术的疗效和安全性。
将肿瘤介入治疗与免疫治疗和基因治疗相结合的研究正在进行中。
纳米技术正被探索用于介入肿瘤的靶向药物递送。
20世纪60年代和70年代,随着x射线和超声等成像技术的进步,安全、准确地引导针头从包括肝、肺和肾在内的各种器官获取组织样本成为可能。
20世纪70年代末和80年代,经皮引流技术发展用于治疗脓肿和积液。经皮肾造瘘术。
20世纪80年代发展起来的经皮肾造瘘术允许在正常血流受阻时将尿液从肾脏引流。
CT引导能够精确定位诊断和治疗过程中的神经。CT引导下的神经根阻滞和硬膜外类固醇注射等技术成为治疗慢性疼痛和神经根病的常用方法。
经皮内镜下胃造口术(PEG)管问世,为长期肠道喂养提供了一种微创的方法。
20世纪80—90年代经皮胆道介入技术的发展是为了解决胆道系统的梗阻。
超声和x线透视开始用于引导神经阻滞和消融操作。这些技术提供了实时成像,提高了干预的准确性和安全性。
射频消融术(RFA)是一种通过阻断神经传导治疗慢性疼痛的技术。
20世纪90年代和21世纪初,椎体成形术(Vertebroplasty)和椎体后凸成形术(kyphoplasty)于发展起来,用于治疗椎体压缩性骨折。
神经调控技术,如脊髓刺激(SCS)和周围神经刺激(PNS),已被开发用于治疗慢性疼痛和神经系统疾病。这些技术包括植入传递电脉冲以调节神经活动的装置。
介入发展在我国
我国介入医学发展开始于 20世纪70年代,改革开放后,以北京、上海、广州为代表的先进城市不断引进新技术。1973 年上海中山医院在国内首先报道经皮穿刺插管术行选择性冠状动脉造影的试验。1978 年上海华山医院做肾动脉造影,1979年,林贵教授发表了《选择性血管造影诊断原发性肝癌》, 1982 年上海华山医院介入治疗一例股动脉狭窄,1983 年北京宣武医院报告 10 例应用 PTA 治疗肾动脉狭窄。之后不断有天津医学院附属医院、阜外医院、中国医大武汉第三医院、上海华山医院、中山医院、武汉医学院、白求恩国际和平医院在不同领域开展介入治疗的报道。介入医学在国内得到了快速发展。
然而,相比其他学科,介入学科的发展历史较晚,目前多以各个内外科的亚专科形式存在,尚未形成总体学科发展思路,管理模式如人员准入培训、诊疗规范指南、质量控制等方面还不完善。与此同时,介入治疗设备、器械和耗材的进口依赖度仍然较高。针对以上问题,2020年12月5日复旦大学附属中山医院葛均波院士承担建立“国家放射与治疗临床医学研究中心”,覆盖心脏介入、外周血管介入、神经介入、肿瘤介入和综合介入五大介入学科,以患者整体治疗的理念为基础,结合介入治疗的共性技术和理论,相互借鉴,推动医学整体进步发展。
介入治疗无疑给这个时代疾病的诊治带了突破和发展,纵观这些技术的进步和发展,需要踏实的理论技术和现代科技的发展相结合,各介入学科有共同的特点以及特殊的应用,在以后发展中,根据基础理论的突破,借鉴其他介入学科的发展,结合材料学、能量技术、人工智能、影像技术等的进步,介入医学必然会为患者诊治带来更精准高效的明天。