Работы Claude Bernard и Adolph Fick легли в основу изучения физиологии кровообращения животных и человека, став фундаментом для определения основных параметров центральной гемодинамики.
Далее следует вспомнить открытие Рентгена (1895), которое явилось основным условием для развития рентгенохирургических методов исследования и лечения.
За несколько лет до работ Claude Bernard J.F.Dieffenbach опубликовал свой опыт использования эластического катетера для удаления крови у погибшего холерного больного. Для этого он вводил катетер в плечевую артерию на максимально возможную глубину, однако факт катетеризации полости сердца исследователем подтвержден не был. В 1912 году немецкие исследователи F.Bleichroeder, E.Unger и W.Loeb опубликовали описание методики катетеризации сосудов у человека. Не преследуя никакой кроме исследовательской цели, авторы доказали возможность беспрепятственного проведения эластического резинового катетера у человека от вен предплечья до аксиллярной вены и от вен бедра - до нижней полой вены. В подробных протоколах, есть описание процедуры, когда при продвижении катетера заведенного в кубитальную вену (Unger and Loeb вводили катетер в кубитальную вену), «подопытный» отметил появление острой боли в груди. Возможно, в этот момент исследователями была выполнена катетеризация полости правого желудочка, однако этот факт остается лишь предположением.
Развитие химиотерапии подталкивало к поиску новых путей введения лекарственных средств. Bleichroeder и коллеги, в экспериментах на собаках, исследовали возможность длительного пребывания катетера в просвете артерии, который, в случае необходимости, мог быть использован для введения лекарственных препаратов. Наблюдение проводилось в течении нескольких часов, при этом каких-либо осложнений (тромбоэмболия, кровотечение и пр.) авторами отмечено не было. Через некоторое время Bleichroeder были проведены клинические испытания по интрартериальному введению колларгола (Collargol) у четырех пациенток с послеродовым сепсисом. Препарат вводился на уровне бифуркации аорты по катетеру, введенному в бедренную артерию.
Идея и первый опыт использования рентгеновских лучей для визуализации катетера, находящегося в просвете сосуда и сосудистого рисунка, выполненного рентгеннегативным веществом, принадлежит Sicard и Forestier, которые в 1923 году, вводя раствор липидола (Lipiodol), в кубитальную вену здорового мужчины, наблюдали с помощью флюороскопа, за распределением контрастного вещества с током крови в правый желудочек и далее – по малому кругу кровообращения. Вслед за Sicard и Forestier последовало большое количество работ по контрастированию периферических сосудов. Первую в истории прижизненную ангиограмму (т.е. изображение на фотографической пленке) артерий и вен руки выполнили Berberich и Hirsch. В качестве рентгенконтрастного вещества исследователи использовали раствор бромида стронция. В 1924 году Brooks, используя йодистый натрий, выполнил прижизненую ангиограмму артерий нижней конечности. В это же время в США Carnett и Greenbaum, используя липидол (Lipiodol) для интрартериального введения, выполнили артериографию пациента с магистральной окклюзией поверхностной бедренной артерии.
В 1929 году в Эберсвальде (неподалеку от Берлина, Германия) Werner Forssmann, в 25-летнем возрасте, во время обучения клинической хирургии, вероятно, не будучи знаком с работами Bleichroeder и ища возможность внутрисердечного введения лекарственных веществ, после серии успешных экспериментов на трупном материале, вопреки советам своих коллег, провел мочевой катетер длинной 65 см через собственную левую кубитальную вену в своё правое предсердие. Катетеризация проводилась под контролем флюороскопии - исследователь наблюдал за отражением экрана флюороскопа в зеркале. Затем Forssman, проявляя удивительные качества исследователя, отправился в рентгенологическое отделение, которое находилось на другом этаже, где документально зафиксировал факт нахождения кончика катетера в правом предсердии. Таким образом, Werner Forssmann стал первым, кто выполнил прижизненную катетеризацию сердца с использованием рентгеновского излучения для визуализации и документального подтверждения выполненной манипуляции.
Эксперимент Forssmann был встречен презрительной критикой со стороны его медицинских коллег. Прозорливость ученого всегда опережает не только общественное мнение, но и само время. Сегодня, мы по праву считаем Werner Forssmann и его предшественников основоположниками интервенционной или транскатетерной реконструктивной медицины, будущее которой во многом определит образ грядущей медицины. Однако должно было пройти еще 50-60 лет, чтобы это стало очевидно всем.
В последующие два года Forssman неоднократно выполнял правую вентрикулографию (в том числе и на себе, используя 40% уроселектан (Uroselectan)), подробно изучая и описывая функцию правого желудочка.
В 1929 г. Renaldo dos Santos и коллеги, используя йодистый натрий, выполнили первую прижизненную аортографию брюшного отдела аорты.
В 1930 г. Jimenez Diaz и Sanchez-Cuenca, измеряя содержание кислорода в периферической крови, в правом предсердии и в артериальной крови, ввели понятие артериовенозной разницы. Приблизительно в то же время (1930 г.) 0.Klein из Праги, получая кровь из правого предсердия и применяя принцип Фика (Fick), измерял минутный объем и сердечный выброс у пациентов с хронической застойной сердечной недостаточностью. Похожие исследования проводились Padilla и соавт. из Буенос-Айреса в 1932 году.
Недостаточное знание клинико-патофизиологических параллелей, техническая несовершенность оснащения и большое количество осложнений (побочных реакций на контрастное вещество, геморрагические и воспалительные осложнения в области пункции и пр.) привели к тому, что последующие 10 лет катетеризация сердца выполнялась спорадически и исключительно в исследовательских целях.
Систематическое использование катетеризации правых отделов сердца в клинических условиях было начато в 1941 году работавшими в Нью-Йорке Andre Cournand и Hilmert Ranges. Авторами совместно с Dickinson Richards было предложено и внедрено в практику большое количество технических решений, которые сделали методику катетеризации сердца не достоянием талантливых одиночек, а стандартным методом диагностики, позволяющим решать конкретные клинические задачи. Необходимое соотношению гибкости и жесткости, гидрофобное рентгеннегативное покрытие, целевая конфигурация диагностического катетера - вот неполный перечень задач, решение которых на доступном в то время техническом уровне принадлежит Andre Cournand и соавт. С помощью Richard Riley исследователями была сконструирована пункционная игла, имеющая специальный наконечник, которая после пункции могла оставаться в просвете сосуда необходимое время (прототип интродьюссера). Была разработана мобильная система регистрации давления на различных уровнях диагностического катетера сопряженная с системой регистрации ЭКГ.
Результатом работы стало создание обширной прикладной диагностической программы. Авторы подняли метод катетеризации сердца на уровень эталона в изучении показателей гемодинамики и положили начало переводу его из плоскости научных интересов в плоскость клинической практики. Через 15 лет в 1956 году Andre Cournand, Dickinson Richards, и Werner Forssmann за свой вклад в развитие метода катетеризации сердца были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине.
В 1947 году Dexter впервые выполнил селективную катетеризацию легочной артерии. В том же 1947 году Zimmerman (Кливленд) первым выполнил трансартериальную катетеризацию левого желудочка через хирургически выделенную ульнарную артерию пациента с недостаточностью аортального клапана. Данное патологическое состояние было выбрано, чтобы без значительного сопротивления преодолеть препятствие, каким является аортальный клапан, и провести катетер в полость ЛЖ. Вскоре Zimmerman с соавт. выполнил одномоментную катетеризацию левого и правого желудочков, после чего его исследовательский коллектив получил правительственный кредит на развитие программы сердечной катетеризации.
Значительный прогресс в развитии методики катетеризации сосудов связан с именем Seldinger, который в 1953 году опубликовал разработанный им революционный метод чрезкожной малотравматичной катетеризации сосудов.
Первая терапевтическая транскатетерная манипуляция была осуществлена в том же 1953 году, когда V.Rubio-Alvarez и соавт. транскатетерным методом выполнили легочную вальвулотомию ребенку 10-месячного возраста. Используя мочеточниковый катетер с модифицированным наконечником и пропущенной через него проволокой, авторы рассекли сросшиеся створки клапана легочной артерии. Результатом было снижение градиента систолического давления между правым желудочком и легочной артерией и, как следствие, - клиническое и фонокардиографическое улучшение.
В этот период, с помощью катетера, исследователи начинают решать все новые и новые клинические и диагностические задачи.
Баллонная кратковременная окклюзия легочной артерии стала использоваться для предоперационной оценки функциональной значимости легкого. В это же время была предложена техника эмболэктомии с использованием баллонного катетера, которая широко используется и в наши дни.
Swan и Ganz усовершенствов экспериментальный метод Lategola и Rahn разработали безопасную методику мониторирования давления с помощью «плавающего баллона», что позволило динамично оценивать функцию ЛЖ, при проведении интенсивных терапевтических мероприятий.
В 1959 году, независимо друг от друга, John Ross и Constantin Cope предложили транссептальный доступ к левым полостям сердца. Позже Brockenbrough и Braunwald модифицировали метод, сделав последний сантиметр транссептальной иглы менее травматичной.
Итак, в 50-х годах, использование результатов катетеризации сердца, позволило далеко продвинутся в диагностике врожденных и приобретенных пороков сердца. И, наряду с внедрением аппарата искусственного кровообращения, диагностическая катетеризация сердца стала основой для бурного развития операций на открытом сердце (Bailey, Harken), обеспечивая подтверждение и уточнение данных о характере патологического процесса, определяя тактику и объем планирующейся хирургической коррекции.