Table des matières
- Points Clés
- Introduction : Une Révolution Médicale
- Jeunesse et Formation
- Une Observation Fortuite qui a Changé la Médecine
- Développement du Catheter à Ballonnet
- Les Premières Procédures Réussies
- Établissement d'une Nouvelle Spécialité Médicale
- Impact Mondial et Reconnaissance
- L'Homme Derrière la Médecine
- Questions Fréquemment Posées
- Informations sur la Source
Points Clés
- Le Dr Fedor Serbinenko a inventé l'embolisation par ballonnet dans les années 1960 après avoir observé des ballons à hélium lors d'un défilé.
- Son catheter à ballonnet a permis le traitement des anévrismes cérébraux, des malformations artérioveineuses et des fistules depuis l'intérieur des vaisseaux sanguins.
- Serbinenko a réalisé plus de 3 000 procédures en utilisant sa technique, avec des taux de mortalité faibles.
- Son travail a fondé le domaine de la neurochirurgie endovasculaire, évitant ainsi la chirurgie ouverte du cerveau.
- La première occlusion permanente réussie par ballonnet a été réalisée en 1969 pour traiter une fistule carotido-caverneuse.
Introduction : Une révolution médicale
Il est difficile d'imaginer le traitement moderne des affections des vaisseaux sanguins cérébraux sans le domaine de la neurochirurgie endovasculaire. Cette spécialité permet aux médecins de traiter des problèmes complexes tels que les anévrismes cérébraux, les malformations artérioveineuses (MAV - enchevêtrements anormaux de vaisseaux sanguins) et les fistules carotido-caverneuses (FCF - connexions anormales entre artères et veines derrière l'œil) à partir de l'intérieur des vaisseaux eux-mêmes, évitant ainsi la chirurgie ouverte du cerveau.
La variété des conditions traitées aujourd'hui par les neuro-interventionnels est impressionnante, allant des tumeurs vasculaires à la prise en charge des accidents vasculaires cérébraux. Les médecins d'aujourd'hui utilisent des outils avancés tels que des cathéters hydrophiles tressés, des coils complexes pour anévrismes et des stents vasculaires conçus pour les vaisseaux cérébraux délicats. Cependant, il y a seulement 5 à 6 ans avant la rédaction de cet article en 2000, beaucoup de ces dispositifs n'existaient pas ou étaient encore en développement.
Vingt ans avant la rédaction de cet article, seuls quelques médecins dans le monde réalisaient ces procédures en utilisant une technologie rudimentaire guidée par des systèmes d'imagerie primitifs. Cet article raconte l'histoire du pionnier qui a tout initié - Fedor Serbinenko, qui a développé de nouvelles thérapies basées sur les cathéters pour les maladies neurovasculaires plus de 30 ans plus tôt en Russie soviétique, dans des conditions extrêmement difficiles.
Jeunesse et formation
Fedor Andreevitch Serbinenko est né le 24 mai 1928 dans le petit village de Dmitriovsk, dans la région de Stavropol du Nord-Caucase, alors en Union soviétique. Quand il était petit garçon, sa famille a déménagé à la ville de Mineralnye Vody, où son père travaillait comme mécanicien dans le moulin à farine local et sa mère était au foyer.
Ses études au collège ont été interrompues par la Seconde Guerre mondiale (appelée Grande Guerre patriotique en Russie), pendant laquelle son frère aîné, Youri, a été tué. Son père, également soldat, a survécu à la guerre. Pour soutenir sa mère et sa grand-mère pendant les années de conflit de 1941 à 1945, le jeune Serbinenko est allé travailler à l'âge de 14 ans comme apprenti tourneur.
Après la guerre, il a continué à travailler comme tourneur tout en étudiant le soir, terminant ses études secondaires avec mention en 1948. Il a ensuite été admis à l'Institut médical de Moscou I.M. Sechenov, où il était un étudiant et un athlète enthousiaste qui excellait en volleyball, natation et patinage sur glace.
Les difficultés économiques de la Russie d'après-guerre ont contraint Serbinenko à travailler fréquemment à des emplois extra-scolaires impliquant un travail physique difficile. Malgré cela, il a maintenu une présence parfaite à l'école de médecine. Dès sa troisième année de médecine, il s'est intéressé à la recherche scientifique impliquant la chirurgie, la pharmacologie et l'urologie.
Lorsqu'il a obtenu son diplôme de médecine en 1954, il a reçu une nomination comme interne de l'Académie des sciences médicales à l'Institut de neurochirurgie N.N. Burdenko à Moscou, où il a travaillé continuellement pendant les 44 années suivantes au moment de la rédaction de cet article. L'Institut Burdenko était renommé comme le centre prééminent de l'Union soviétique pour les neurosciences.
Il est vite apparu que Serbinenko possédait des compétences techniques et intellectuelles innées supérieures qui lui offraient un potentiel pour une carrière chirurgicale exceptionnelle. Cela a été immédiatement reconnu par ses mentors, les professeurs A. Shlykov et M.A. Salazkin, deux des principaux neurochirurgiens soviétiques de l'époque. Ils ont encouragé Serbinenko à s'impliquer dans l'angiographie cérébrale percutanée, qui à cette époque était réalisée par ponction directe des artères carotide et vertébrale.
Serbinenko est vite devenu un expert de cette technique, ce qui a suscité son intérêt pour la pathologie neurovasculaire. En 1957, il est devenu doctorant en neurosciences. Une partie de sa thèse était consacrée à l'étude de la physiopathologie et des manifestations cliniques des FCF. Il a proposé un nouveau système de classification des FCF basé sur leur influence sur la circulation cérébrale, ce qui a stimulé son imagination dans la quête d'options de traitement alternatives.
Une observation fortuite qui a changé la médecine
En 1959, lors des célébrations du 1er mai sur la place Rouge à Moscou, l'attention de Serbinenko a été attirée par des ballons remplis d'hélium tenus par des enfants. Il a remarqué comment ces ballons étaient facilement manœuvrés par de simples manipulations de leurs ficelles. Il a commencé à se demander si un petit ballonnet à l'extrémité d'un long cathéter pouvait être manœuvré et navigué de manière similaire intravasculairement pour bloquer diagnostiquement ou thérapeutiquement un vaisseau.
Cette observation simple a déclenché une révolution médicale. Serbinenko a rapidement organisé un petit laboratoire pour étudier les matériaux potentiels pour la création d'un tel cathéter à ballonnet. Il a examiné des matériaux de ballonnets tels que le chlorure de polyvinyle, le polyéthylène, les matériaux en nylon, le silicone et le latex. Après de nombreux essais et erreurs, il a créé des prototypes de cathéters à ballonnet en silicone et en latex.
De multiples échecs sur banc d'essai et cliniques au cours des 9 années suivantes ont conduit à des rafinements répétés de sa conception. Il est vite apparu qu'avec une conception améliorée et une inflation et déflation soigneuses du ballonnet, le microcathéter à extrémité ballonnée avait d'excellentes capacités directionnelles du flux permettant la navigation dans l'anatomie vasculaire tortueuse à la base du crâne.
Cela a rendu possible la première catheterisme intracrânien efficace. Ces mêmes caractéristiques directionnelles du flux ont également permis à l'extrémité ballonnée de rechercher préférentiellement les fistules artérioveineuses à haut débit et les artères nourricières principales des MAV. Avec l'utilisation de multiples dispositifs ballonnés, la catheterisme intracrânien super-sélective est devenue possible.
Développement du cathéter à ballonnet
Les premiers cathéters à ballonnet avaient des ballons fixés de manière permanente et des diamètres inférieurs à 1 mm. Ces dispositifs ont été introduits par des aiguilles insérées directement dans l'artère carotide cervicale. Le 8 février 1964, la première angiographie sélective externe de l'artère carotide a été réalisée avec l'aide d'une occlusion ballonnée temporaire de l'artère carotide interne.
Par la suite, l'occlusion ballonnée temporaire est devenue un adjoint important à l'angiographie carotidienne par ponction directe à l'Institut Burdenko. Deux types de dispositifs ballonnés sont entrés en usage :
- Un dispositif sans embout occlusif utilisé uniquement pour occlure les vaisseaux
- Un catheter à ballonnet qui non seulement créait une occlusion mais permettait également le passage de liquides par un lumens séparé, soit en aval, soit en amont du ballonnet (un précurseur du catheter à ballonnet à fuite calibrée)
La première utilisation majeure de l'invention de Serbinenko était l'occlusion diagnostique temporaire des artères cérébrales majeures. De 1969 à 1972, Serbinenko a réalisé 304 de ces procédures avec seulement deux décès.
L'occlusion thérapeutique permanente a été réalisée à l'aide d'un dispositif à ballonnet sans embout occlusif gonflé sur un site cible avec un mélange de polymère de silicone et de poudre de tantale, créant ainsi un matériau radio-opaque qui se transformait rapidement en gel stable à l'intérieur du ballonnet et du lumens distal du catheter. Cela permettait de sectionner le catheter sans risquer de fuite de polymère depuis le segment distal du catheter, qui était laissé en place dans l'artère.
La première occlusion vasculaire rapportée a été réalisée le 24 avril 1970 pour sacrifier une artère carotide interne et traiter une fistule carotido-caverneuse. (Serbinenko a plus tard affirmé que sa première embolisation par ballonnet réussie avait été réalisée le 15 décembre 1969.)
La technique a été améliorée en gonflant initialement le ballonnet avec un produit de contraste iodé moins visqueux pour déterminer si la position était satisfaisante. Une fois le bon positionnement confirmé, le produit de contraste a été aspiré et du polymère de silicone a été injecté dans le ballonnet.
Serbinenko a ensuite développé un ballonnet avec un mécanisme de valve ingénieux qui permettait la détachement du ballonnet de son microcatheter de délivrance en exerçant une traction sur le catheter. Cette modification a éliminé le segment de catheter distal attaché utilisé dans le système de déploiement antérieur.
De 1970 à 1973, Serbinenko a réalisé 162 occlusions vasculaires cérébrales thérapeutiques permanentes, traitant des anévrismes, des fistules carotido-caverneuses et des vaisseaux nourriciers majeurs de malformations artérioveineuses, avec seulement deux décès rapportés. Il a par la suite conçu un ballonnet incorporant une petite pastille radiopaque en or distale, qui créait une pointe lourde et conférait une meilleure visibilité fluoroscopique ainsi que des propriétés directionnelles.
Bien que la plupart de ses premiers travaux aient été réalisés par ponctions carotidiennes directes, Serbinenko a ensuite adopté la technique de Seldinger transfémorale pour ses procédures endovasculaires. Avec soin et méthode, il a accumulé une série impressionnante de patients. À ce jour, plus de 3000 patients ont été évalués et/ou traités par Serbinenko à l'aide de techniques de catheter à ballonnet.
Les premières procédures réussies
Le travail de Serbinenko a rendu possibles, pour la première fois, des thérapies efficaces pour une variété de lésions neurovasculaires. Les concepts fondamentaux qu'il a initiés 30 ans avant cet article pour le traitement des fistules carotido-caverneuses, des fistules artérioveineuses et des anévrismes fusiformes inopérables de la carotide interne caverneuse restent tout aussi viables et importants aujourd'hui.
Sa pratique endovasculaire en plein essor a exigé tout son temps, l'obligeant à abandonner la neurochirurgie conventionnelle. Cependant, son accent mis sur les procédures endovasculaires a ouvert un nouveau chapitre dans l'étude de la physiopathologie cérébrovasculaire.
Avec la collaboration du neuropsychologue Alexander Luria, également de l'Institut Burdenko, l'occlusion test par ballonnet des artères cérébrales de Serbinenko a aidé à la cartographie cérébrale et à l'évaluation préopératoire des zones potentiellement eloquentes du cortex cérébral. Ces occlusions temporaires par ballonnet, similaires aux tests sélectifs Wada actuels réalisés par injection d'amobarbital (sodium amytal), ont été complétées par des études électrophysiologiques et biochimiques.
Établissement d'une nouvelle spécialité médicale
À leur crédit, d'autres chercheurs dans les années 1960 et au début des années 1970 avaient rapporté ou proposé l'utilisation de techniques endovasculaires pour traiter des lésions neurovasculaires. Parmi eux figuraient Luessenhop et Spence, qui ont embolisé thérapeutiquement des malformations artérioveineuses cérébrales et tenté de traiter un anévrisme carotidien supraclinoid en utilisant un ballonnet intravasculaire en silicone ; Alksne et Fingerhut, qui ont réalisé une embolisation transartérielle assistée par magnétique d'anévrismes expérimentaux chez le chien ; et Prolo et Hanbery, qui ont décrit l'occlusion transluminale d'une fistule carotido-caverneuse à l'aide d'un ballonnet non détachable.
Le travail de ces premiers investigateurs était visionnaire, mais l'invention par Serbinenko du catheter à ballonnet dans les années 1960 et la réalisation de la première occlusion permanente réussie par ballonnet d'un vaisseau intracrânien à l'aide de son dispositif en 1969 ont été les événements fondateurs marquant la naissance de la neurochirurgie endovasculaire.
Impact mondial et reconnaissance
En 1971, lors du premier Congrès soviétique de neurochirurgie tenu à Moscou, Serbinenko a présenté son expérience cumulative en endovasculaire. Cette même année, il a publié son article fondateur décrivant l'utilisation de son catheter à ballonnet pour le diagnostic et le traitement des troubles cérébrovasculaires.
Malgré les barrières à l'échange d'idées entre l'Est et l'Ouest créées par la Guerre froide, ces nouveaux concepts révolutionnaires ne pouvaient qu'avoir un impact sur la pensée médicale mondiale. En 1974, un autre article rapportant ses résultats en neurochirurgie endovasculaire a été publié dans le Journal of Neurosurgery.
Par la suite, l'Institut Burdenko est devenu une destination pour les médecins étrangers souhaitant observer des techniques de neuro-interventionnels. La reconnaissance du travail de Serbinenko a créé des opportunités pour d'autres neuro-interventionnels soviétiques, notamment Y.N. Zubkov de l'Institut de neurochirurgie A.L. Polenov à Leningrad et V.I. Shcheglov de l'Institut de recherche de neurochirurgie de Kiev.
Les travaux de Serbinenko ont engendré de nombreuses innovations par d'autres chercheurs dans le monde entier, conduisant à une explosion technologique et à l'application actuelle étendue des techniques neuro-interventionnelles. À la fin des années 1970 et au début des années 1980, Debrun et al. ont rapporté leurs résultats utilisant le ballonnet en latex de Debrun pour le traitement des anévrismes cérébraux et des fistules carotido-caverneuses.
L'introduction de catheters à ballonnet non détachables a rendu les occlusions test par ballonnet des artères carotides et vertébrales pratiques. Le même type d'appareil a été utilisé pour la protection par ballonnet de la circulation cérébrale lors des procédures d'angioplastie carotidienne et de pose de stents.
Le ballonnet à fuite calibrée (une variante de l'invention de Serbinenko) a permis l'arrêt antérograde du flux dans les artères nourricières des malformations artérioveineuses lors de l'embolisation du nidus de la malformation artérioveineuse avec un agent adhésif liquide. Le développement ultérieur de microcatheters souples dirigés par le flux et à passage sur fil a considérablement élargi le rôle de l'embolisation dans le traitement des malformations artérioveineuses.
À la fin des années 1970, Hieshima et al. ont développé un ballonnet détachable en silicone avec une valve auto-obturante, qui était plus compliant que les ballonnets en latex. Cet appareil a été utilisé pour traiter des fistules carotido-caverneuses, des fistules artérioveineuses, des anévrismes intracrâniens, des artères nourricières de malformations artérioveineuses et des lésions neurovasculaires traumatiques.
En 1990, plusieurs groupes avaient accumulé une expérience considérable dans l'utilisation de ballonnets détachables pour traiter des anévrismes intracrâniens avec préservation de l'artère parente. Cependant, les complications sont restées importantes, une étude rapportant des taux de décès et d'accidents vasculaires cérébraux de 17,9 % et 10,7 %, respectivement, associés aux embolisations par ballonnet endosacculaires d'anévrismes.
Une autre étude a rapporté un taux d'échecs techniques de 10 %, un taux de décès de 4 % et un taux de complications neurologiques de 10 % lors de ces procédures. Ces taux de complications ont finalement conduit au développement des coils détachables Guglielmi, qui ont largement remplacé les ballonnets pour le traitement endovasculaire des anévrismes intracrâniens, bien que les ballonnets soient toujours utilisés conjointement avec la technique de remodelage par ballonnet pour traiter des anévrismes à large col.
L'homme derrière la médecine
En reconnaissance de ses nombreuses contributions à la médecine, Serbinenko a reçu l'appartenance honorifique dans de nombreuses sociétés scientifiques et médicales internationales, y compris la Société américaine de neuroradiologie. En 1976, le Prix d'État soviétique lui a été décerné en reconnaissance de son invention.
En 1986, il est devenu membre correspondant de l'Académie russe des sciences médicales, et en 1995, il est devenu académicien. Serbinenko a été un invité d'honneur spécial lors de la Conférence scientifique de 1999 de la Fédération mondiale de neuroradiologie interventionnelle et thérapeutique.
Serbinenko sert de Vice-Directeur des Affaires Scientifiques à l'Institut Burdenko et est secrétaire scientifique du Conseil Spécialisé pour la défense de thèses. Il est également membre du comité de rédaction de Voprosy Neurochirurgii. Il a rédigé ou co-rédigé plus de 150 publications scientifiques et détient 11 brevets pour des dispositifs médicaux en Russie, aux États-Unis, en Allemagne, en Suède, au Canada, au Japon et en France.
Serbinenko est connu comme un médecin et chercheur exigeant et déterminé. Au nom des soins aux patients, il n'attend rien de moins que l'effort maximal de ses collègues et collaborateurs, mais surtout de lui-même. Il ne peut concevoir aucune plus grande expression de compassion pour ses patients que la délivrance constante de soins médicaux excellents.
Sous cette apparence exigeante réside un sentimental chaleureux et compatissant. Son véritable sens de l'inquiétude s'étend au-delà des patients et des collègues pour inclure les gens en général. Il n'est jamais trop occupé ou ne se croit jamais trop important pour trouver le temps d'écrire une note personnelle à un ami, de se souvenir d'une occasion spéciale, de rendre un petit service ou de réconforter la famille d'un patient malade.
Serbinenko a rencontré sa femme, Maya, qui détient un doctorat en neurophysiologie, alors qu'il était étudiant en médecine. En raison de leurs éducations similaires, ils ont constaté qu'ils partageaient beaucoup de points communs. Leur amitié s'est épanouie en une relation aimante qui s'est renforcée et approfondie au fil des ans.
Maya a véritablement « complété » Fedor, lui apportant soutien et encouragement qui l'ont soutenu tout au long de sa carrière exigeante. Ils ont une fille, Natalia, qui est également médecin. Bien que les Serbinenko aient une maison à Moscou, ils passent toutes leurs vacances au cœur de la campagne russe près des rives du fleuve Volga dans la région de Kostroma.
Questions fréquemment posées
Quelles conditions l'embolisation par ballonnet peut-elle traiter ?
L'embolisation par ballonnet peut traiter des anévrismes cérébraux, des malformations artérioveineuses (MAV) et des fistules carotido-caverneuses (FCC). L'article explique que la technique de Serbinenko a permis le traitement de ces conditions à l'intérieur des vaisseaux sanguins, évitant la chirurgie ouverte du cerveau. Ses méthodes restent viables pour les anévrismes fusiformes de l'artère carotide interne caverneuse inopérable.
Comment Serbinenko a-t-il inventé le catheter à ballonnet ?
En 1959, Serbinenko a observé des enfants avec des ballonnets d'hélium lors d'un défilé du 1er mai à Moscou. Il s'est demandé si un minuscule ballonnet à l'extrémité d'un catheter pouvait être navigué à l'intérieur des vaisseaux sanguins. Il a ensuite passé neuf ans à développer des prototypes de catheters à ballonnet en utilisant des matériaux comme le silicone et le latex, surmontant de multiples échecs avant d'atteindre le succès.
Pourquoi l'embolisation par ballonnet échoue-t-elle parfois ?
L'article note que les premiers catheters à ballonnet ont connu des échecs dus à des problèmes de conception, nécessitant des améliorations répétées au cours de neuf ans. Des complications telles que la mort et l'AVC se sont produites dans certaines études, avec une rapportant des taux de mortalité et d'AVC de 17,9 % et 10,7 % pour le traitement des anévrismes intracrâniens. Cependant, la série propre à Serbinenko n'a enregistré que deux décès sur 162 procédures.
Combien de temps a-t-il fallu pour développer le catheter à ballonnet ?
Le Dr Serbinenko a passé neuf années à développer le catheter à ballonnet, depuis sa première observation en 1959 jusqu'à la première occlusion permanente réussie par ballonnet en 1969. Pendant cette période, il a fait face à de multiples échecs et a affiné sa conception à plusieurs reprises avant d'obtenir un dispositif fiable pour traiter les affections des vaisseaux sanguins du cerveau.
Quel était le taux de réussite des premières procédures d'embolisation par ballonnet ?
Les premiers résultats étaient prometteurs. De 1969 à 1972, le Dr Serbinenko a réalisé 304 occlusions diagnostiques temporaires avec seulement deux décès. De 1970 à 1973, il a effectué 162 occlusions thérapeutiques permanentes pour des anévrismes, des fistules et des MAV, également avec seulement deux décès signalés, ce qui montre un taux de mortalité faible pour ces procédures pionnières.
Quelles complications étaient associées à l'embolisation par ballonnet précoce pour les anévrismes ?
L'embolisation par ballonnet précoce des anévrismes intracrâniens comportait des risques importants. Une étude a rapporté des taux de mortalité et d'AVC respectifs de 17,9 % et 10,7 %. Une autre étude a trouvé un taux d'échec technique de 10 %, un taux de mortalité de 4 % et un taux de complications neurologiques de 10 %. Ces complications ont conduit au développement de dispositifs en coils plus sûrs.
Comment l'embolisation par ballonnet a-t-elle changé le traitement des anévrismes cérébraux ?
L'embolisation par ballonnet a fourni une alternative moins invasive à la chirurgie ouverte du cerveau pour traiter les anévrismes cérébraux et d'autres affections vasculaires. Elle a permis aux médecins d'occlure les vaisseaux anormaux depuis l'intérieur du flux sanguin, évitant ainsi le besoin de craniotomie. Cette technique a jeté les bases de la neurochirurgie endovasculaire moderne, conduisant au développement des coils et des stents.
Devrais-je obtenir un deuxième avis avant une embolisation par ballonnet pour un anévrisme cérébral ou une MAV ?
Un deuxième avis peut être précieux avant une embolisation par ballonnet pour un anévrisme cérébral, une malformations artérioveineuses ou une fistule carotido-caverneuse. Cette procédure, pionnière du Dr Serbinenko, offre une alternative moins invasive à la chirurgie ouverte, mais les premières études ont signalé des risques importants, y compris des taux de mortalité et d'AVC allant jusqu'à 17,9 % et 10,7 % pour le traitement des anévrismes. Un deuxième avis peut confirmer le diagnostic, examiner l'imagerie et discuter des traitements alternatifs comme les coils ou la chirurgie. Diagnostic Detectives Network fournit des deuxièmes avis d'experts indépendants.
Informations sur la source
Original Article Title: A Tribute to Dr. Fedor A. Serbinenko, Founder of Endovascular Neurosurgery
Authors: George P. Teitelbaum, M.D., Donald W. Larsen, M.D., Vladimir Zelman, M.D., Ph.D., Anatolii G. Lysachev, M.D., Leonid B. Likhterman, M.D., Ph.D.
Publication: Neurosurgery 46:462-470, 2000
Note: This patient-friendly article is based on peer-reviewed research and preserves all factual information, dates, technical details, and medical findings from the original tribute article.
