长期以来,医学上一直在探索如何正确诊断疾病,只有正确诊断疾病,才能正确治疗。百余年来,心脏病的辅助诊断经历了不平凡的岁月,如今,心脏病的诊断技术可谓是站在当代科技最顶峰,但我们仍不应忘怀那些为心脏病诊断作出突出贡献的人和事。
一、心电诊断
1876年,麦瑞(Marey EJ,1803-1904)第一次在人身上记录到心脏的电活动,他所使用的弦线静电计(capillary electrometer)是Sanderson发明的。Sanderson的学生威勒(Waller AD,1856-1922)首次将弦线静电计通过电极导线与人体肢体相连,并记录到类似今日的心脏电活动。1897年,工业用的新型电流计诞生,爱因多芬(Einthoven W,1860-1927)受到启发,发明了心电图描记仪。这对于心电活动的研究和某些临床疾病的诊断起到了极大的推动作用,爱因多芬因此获得诺贝尔医学奖。以后,威尔逊(Wilson FN,1890-1952)又对心电图作了深入研究,提出了中央终端(central terminal)、胸前导联和单极肢体导联,以获得更为全面的心电信息,进一步促进了临床心电图学的发展。
1959年,计算机心电图应用于临床,这种心电图能自动处理体表心电信号,作出较正确的分析诊断。
1957年,美国物理学家Holter首创动态心电图(dynamic electrocardiogram),又称Holter心电图,这是一种随身携带的记录器,可连续24h监测人体心电变化,它集先进的电子技术,计算机技术和诊断技术于一体,为临床医生提供了更丰富、更全面、更科学的心电诊断手段。
1980年,Hombach首次报道以体表信号平均技术记录心室晚电位,自此心室晚电位的研究日渐深入。目前,业已公认信号平均心电图所记录到的心室晚电位,在预测心肌梗死病人发生室性心动过速或心脏性猝死方面具有重要价值。
1958年,Alanis在动物身上记录到希氏束电位。同年,Stucky于心脏手术时,首先在人身上记录到希氏束电活动。1969年,Scherlag和Damato又经电极导管记录到希氏束电图。此后,这种导管技术与程序心脏电刺激技术、心外膜标测技术相结合,大大促进了临床心电诊断学的发展。
二、放射诊断
1895年,伦琴(Rontgen WC,1845-1923)发现X线。次年,威廉斯(Williams FH)即发表文章,证明X线可用于心脏和主动脉病变的诊断。1902年,首张心脏,大血管的摄片问世。
X线发现不久,即有人研究X线造影法。1923年,首次报道静脉肾盂造影。20世纪30年代,出现周围动脉造影。同期,有3位医生分别在自己国家进行心脏造影研究,但彼此均不了解对方的工作。一位是古巴医生Gonzales,主要研究婴幼儿的心血管造影;另两位是美国人Robb和Steinberg,主要研究成人的心血管造影。1938年,3人同时在国际医学会议上宣读自己的成果,并争相要求授予发明权。最后,大多数美国和德国权威人士主张发明权应归于Robb和Steinberg。1939年,Gonzales采用双相心血管造影术。至于双平面X线摄影术、影像增强器、电视监控术、快速胶片交换术及倾斜床的应用均于20世纪前半期研制成功。1980年,Grummy发明动脉和静脉造影的减影术,使心血管造影术时造影剂的用量大为减少,所得影像更为清晰。
三、导管诊断
早在17世纪,赫尔斯(Hales S,1677-1761)为测量动物血管腔内压力和血流速度,他用一根长玻璃管插入周围动脉。1861年,乔波(Chauveau V,1827-1917)将一根长管经静脉插入动物的右侧心腔,测量心脏内压力。1879年,Bernard详细介绍了在动物身上经颈静脉、下腔静脉及股动脉插入导管的方法,并将此方法称之为心脏导管术(cardiac catheterization)。1929年,福斯曼在自己身上首次经左臂肘静脉将导尿管插入右心房,并摄下一帧宝贵的X线片,从而证实在人身上插入心导管是可行的、安全的。1930年,捷克医生Klein报告18例病人,均采用心导管技术,根据Fick法则,测得了心排血量。1941年,美国医生Cournand和Richards利用这一技术进行心血管血流动力学和呼吸生理研究,并在短期内将此技术发展为先天性心脏病的重要诊断手段。1956年,Forssmann、Cournand和Richards共同获得诺贝尔生理学医学奖。
1949年,Zimmerman经动脉将导管逆血流插入左心,开创了左心导管检查术。1953年,Seldinger发明经皮穿刺将血管鞘置于周围动脉或静脉,使心导管的插送更为便捷。1958年,Sones发明选择性冠状动脉造影术,这是一个重要的突破,为诊断冠状动脉疾病提供了重要的手段,也为冠心病的介入治疗奠定了基础。1967年,Amplatz和Judkins分别对冠状动脉造影导管进行了改进,但均为经皮穿刺股动脉插管。目前,在行冠状动脉造影时,多选用Judkins导管,其次是Sones导管,有时也用Amplatz导管。
1959年,Ross发明房间隔穿刺术,这样便可将导管插入静脉,而后经房间隔穿刺孔送入左心,对左心系统疾病进行诊断和治疗,这也为近年来广为应用的二尖瓣球囊成形术奠定了基础。
1959年,Swan研制成气囊血流导向导管,使危重症病人床边血流动力学监测成为可能。
1962年,Sakakibra和Konno发明经静脉心肌活检钳,并以此钳在右心室心尖部钳取心内膜心肌组织。以后,这种活检钳几经改进,现在广为应用,主要用于心脏移植术后急性排斥反应、心肌疾病的诊断和鉴别诊断。
1972年,Born将超声探头置于9号导管头上,首次进行血管内超声检查;1980年,Spears研制成功冠状动脉内镜。
四、超声诊断
1912年,Titanic号大型旅游船在大雾中与冰山相撞,不幸沉入海底。这一惨痛事件使人们深感需要有一种办法,可以探测海洋中看不清楚的障碍物,这促使超声探测器的发明。1917年,Langevin采用脉冲回波法(pulse echo method)探测没入水中的潜水艇。以后,人们又用这种超声检测仪探测金属内的细微裂缝。至于超声在医学上的应用,直至20世纪后半期才逐渐出现。
1942年,Dussik首次报道应用超声技术诊断疾病。1950年,出现A型(amplitude type)超声诊断仪,以诊断心包腔积液。1955年,Edler应用M型超声心动图法研究心脏的解剖结构,其研究成果后来(1969年)又为Gramiak等进一步证实并加以补充。1952年,Wild首先提出一种能显示切面结构的超声成像系统,并称之为二维回声仪(two-dimensional echoscope)。1973年,Bom报道实时超声显像仪,尽管该仪器有不少缺点,却是世界上第一个真正用于心血管疾病诊断的实时切面超声仪。1974年,Griffith报道一种用于心脏显像的机械扇扫仪。以后几经改进,成为今日市售的转动型机械扇扫仪。1976年,von Raun等研制成功相控阵超声系统(phased array ultrasound system),并应用于临床。以后该系统又与M型超声技术相结合,形成今日广为应用的并深受临床医生欢迎的心脏超声诊断仪。
1842年,Doppler发现,当声源与接收器的位置在均匀介质中发生相对运动时,接收器所接收的频率不同于声源发射的声波频率,后人称此现象为多普勒(Doppler)效应。1961年,Franklin首先用超声血流计检测周围血管的血流状况。1969年,连续波多普勒超声诊断仪(continuous-wave Doppler ultrasonography)用于心脏的研究。次年,Backer又引入脉冲多普勒超声诊断仪(pulsed Doppler ultrasonography)。
1967年,Gramiak首先采用注射靛氰蓝绿进行超声声学造影,效果满意。1975年,王新房教授首先提出双氧水心脏声学造影法,经实验研究和临床应用证明,该法造影效果良好,无特殊不良反应。
近年来,超声诊断还与其他多种诊断技术相结合,使其应用范围进一步扩大,如和药物试验相结合可用于判断心肌缺血、心肌活力以及心脏功能;超声技术与导管技术相结合,可行心腔内和血管腔内超声检查。
超声检查近几十年发展甚快。目前已成为心血管疾病基本的无创性检查法,其临床价值已为医学界所公认。
五、核素诊断
1926年,美国医生Blumgard应用天然的放射性核素测定动静脉血管床之间的“循环时间”,揭开了人体示踪研究的序幕。
20世纪50年代初期,人们应用扫描机进行心血池扫描,成功地诊断了心包积液,并用于心脏扩大和心包积液的鉴别诊断。
1962年,Carr等首先应用Cs进行心肌灌注扫描,为心肌梗死的诊断提供了一种准确而又无创的方法。
自20世纪70年代以来,随着γ照相机的应用,尤其是电子计算机的应用,不仅使显像数据可进行定量分析,而且导致发射式计算机断层等先进的显像设备应用于临床。短半衰期核素及其标记化合物的广泛应用,也为心血管核医学的发展奠定了物质基础。20世纪70年代以后,心血管核医学迅速进入了一个新的阶段,相继建立了心血管动态显像、心血池显像、心脏功能测定、心肌灌注显像、心肌阳性显像、心肌代谢显像和心肌活力等研究方法。
六、磁共振成像诊断
1946年,Purcell和Block发现物质的磁共振现象,两位科学家因此获1952年诺贝尔物理奖。
1971年,Damadian首先用于磁共振波谱仪进行医学研究。1973年,Lauterbur首先采用磁场和射频相结合的方法来获取磁共振图像,为磁共振成像术奠定了基础。随着研究工作的深入,科学家利用磁共振技术最先获取了人体头部磁共振图像。1980年,又获取第一幅胸腹部图像。自此,磁共振成像术逐渐广泛地应用于临床,为心脏疾病的诊断,尤其是大血管疾病的诊断,提供了另一种全新的诊断手段。
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