1990年3月6日，32年前的今天，史上第一例可脱性弹簧圈栓塞术诞生了。在电化学、神经外科学和介入神经放射学三门科学技艺的交融孕育下，历经数十年的科研探索，可脱性弹簧圈（Detachable Coils）的横空出世为颅内动脉瘤的外科治疗画上了浓墨重彩的一笔。从此，血管内治疗迎来了最不可或缺的新时期，可脱性弹簧圈栓塞术也与后来的支架辅助弹簧圈栓塞术、密网支架栓塞术三分天下，鼎足而居。
首例可脱性弹簧圈栓塞术的X线平片（箭头示意为铂金弹簧圈，1990年）
血管外治疗（Extravascular Approach）
在可脱性弹簧圈栓塞术被构思之前，血管外治疗——夹闭术（Surgical Clipping），是医治颅内动脉瘤唯一可靠、可控和成功的疗法。1937年，美国医生Walter Edward Dandy（1886-1946）实施了史上第一例成功的颅内动脉瘤夹闭术，从那时起，位于Willis环上的动脉瘤彻底摆脱了“不治之症”的阴影，精准的动脉瘤夹闭术逐渐成为治疗颅内动脉瘤的不二选择。但夹闭术中固有的侵入性——诸如开颅、蛛网膜剥离等，使得人们迫切希望寻求一种创伤更少的替代方法。人们逐渐将目光转向血管内的自然腔隙，期望通过转移“阵地”来减少这场“战争”的损伤程度。
血管外-血管内治疗（Extravascular-Intravascular Approach）
在这场替代疗法的寻求过程中，许多科学家构思和测验了不同的技术手段，并得出了一个共同的结论：血管外-血管内治疗技术的核心是对动脉瘤进行手术暴露或用探针立体定位，再对瘤颈或瘤壁穿刺以进入瘤内。
1941年，Sidney C. Werner等人在美国医学会杂志 JAMA 上报告了对ICA动脉瘤使用电凝技术（Aneurysm of the internal carotid artery within the skull. Wiring and electrothermic coagulation），手术暴露后，针刺穿入瘤囊，并将一根9m长的涂银导丝穿入瘤内，随后经40s将导丝通电加热到80℃，由于血液中白细胞、红细胞、血小板和纤维蛋白原带负电荷，“电血栓”（Electrothrombosis）很快形成了。
20世纪60年代，美国医生S. Mullan和同事们在Journal of Neurosurgery上报道了一种新型技术（Electrically induced thrombosis in intracranial aneurysms），手术开骨窗后，借助覆盖在皮肤上的铜网格，将一根尖端直径为4mils（约0.1mm）的金属电极立体定向地插入动脉瘤中，再逐渐通入2000μa电流，辅助造影判断“电血栓”的形成与否。这一过程并不容易，因为电极尖端极细，要将其准确地插入瘤内，至少需要来回移动5-6次，有时多达10多次。
持续135min的血栓形成（1964年）
1974年，Mullan等人将立体定向“电血栓”技术首次应用于15例不能进行标准夹闭术的巨大颅内动脉瘤，他将三根纤细（直径0.2mm）的镀铜钢针，以1.0m的间隔插入手术暴露的瘤颈部，再对每根钢针施以0.5-1.0mA的正向电流，随着正电极的铜包衣不断电解，5分钟后“电血栓”逐渐成形。其中有2例病人因手术死亡，2例晚期死亡，以及一例动脉瘤持续扩大，死于术后一年。可见，这种立体定位穿刺技术的局限性是十分明显的。由穿刺带来的高操作水准、昂贵的仪器费用、应用范围的狭窄以及病人不得不接受探针穿透脑组织的侵袭性损伤，丝毫无法撼动低死亡率夹闭术的金标准地位。
同一时期，一部分人仍坚守在血管外-血管内的治疗“阵地”，但他们不再将血栓的产生寄望于“电力”，而是转移到“磁力”上。通过采用立体定向方法，将一根磁性探针放置于手术暴露的瘤囊外壁，再用小针刺穿动脉瘤壁并向瘤内注射铁微球，借助瘤囊外的磁探针与铁微球的吸引作用，形成瘤内“铁血栓”。不得不说，为了形成瘤内血栓，人们绞尽脑汁。但此举注定难以成功，因为一旦撤去瘤囊外的磁探针，脆弱的“铁血栓”就分崩离析。John F. Alksne和Randall W. Smith于1980年，在Journal of Neurosurgery上报道了一种“铁血栓”的技术改良法（Stereotaxic occlusion of 22 consecutive anterior communicating artery aneurysms）：通过将铁粉悬浮在甲基丙烯酸甲酯中形成一种有机金属化合物——丙烯酸铁（iron-acrylic），在弱碱性的血液中能稳定存在，而且大大缩短了瘤囊外壁磁探针的停留时间。在22例病人中应用此法，仅两例复发，且无死亡。但因为动脉瘤夹闭术技术上的巨大进步，“丙烯酸铁血栓”法未能博得人们的眼球。
血管内治疗（Endovascular Approach）
1959年，前苏联教授 Fedor A. Serbinenko从五一国际劳动节大游行释放的氦气球中，迸发灵感，思考能否制造一种末端带有一个小气球的长导管，可以像操纵气球一样操纵它，使它能够进行血管内导航，以诊断或治疗血管阻塞等疾病。为此，他付出了近十年的钻研。
1970年，Serbinenko使用球囊导管技术做了第一例气球栓塞颈动脉海绵状瘘的介入手术（推荐阅读：《神外历史上的今天｜血管内神经外科的风起云涌》）。1974年，Serbinenko报道了一份对300多名患者采用可脱性及不可脱性球囊栓塞术的病例报告（Balloon catheterization and occlusion of major cerebral vessels），震惊了血管内神经外科领域。这份报告首次证明了在保留载瘤动脉的前提下，血管内治疗颅内动脉瘤的可行性，至此，动脉瘤的治疗“阵地”正式转入血管内。
随着球囊栓塞术如雨后春笋般争相报道，其禁忌症也逐渐引起人们的重视：小动脉瘤、宽颈动脉瘤、蛛网膜下腔出血后急性期、以及血管痉挛的情况下，球囊栓塞术的死亡率较高。虽然球囊栓塞术十分具有创新意义，但此法有一个致命的缺点，即对动脉瘤腔隙难以避免地实施了“成形术”。换言之，迫使动脉瘤适应球囊的形状，极有可能导致脆弱的动脉瘤破裂。此法也被后来可脱性弹簧圈的发明者——意大利医生Guido Guglielmi多次批判：“我们可能会重申过去的错误（例如瘤内球囊栓塞术），即试图迫使动脉瘤适应线圈的形状，而不是让线圈适应动脉瘤的形状。”（we might reiterate the errors of the past (with endosaccular balloons, for instance)—namely, trying to force the aneurysm to adapt to the shape of the coils rather than trying to have the coils adapt to the shape of the aneurysm.）
可脱性弹簧圈的诞生
1948年，Guido Guglielmi出生于意大利罗马，从小热爱电子和机械的他顺利进入罗马大学（University of Rome）学习神经外科学。1974年，时任住院医师的Guglielmi开始研究颅内动脉瘤的电血栓概念。造化弄人，这一年，他的父亲罹患动脉瘤性蛛网膜下腔出血（aSAH）。冥冥之中，Guglielmi似乎注定要成为轰动血管内神经外科领域的“天选之子”。
1981年，Guglielmi和同事们在神经外科研究所的实验室里，进行了一次非常重要的动物体内实验。在10只兔子动脉瘤模型中，对0.2mm的不锈钢导丝通入10mA的正电流，10分钟后“电血栓”渐成。由于血栓过小，栓塞实验宣告失败，但造影显示瘤内出现了一段“鼠尾”（Rat Tail）样腐蚀，意义非凡。这是由插入动脉瘤内的不锈钢电极经电流的不断腐蚀形成，也是可脱性弹簧圈的基本原理。
20世纪80年代中期，血管内治疗最有利的辅助性武器——刚度可变的微导管Tracker问世了。这款诞生于洛杉矶靶向疗法（Target Therapeutics）公司的新产品，一举解决了此前血管内输送系统最为致命的转向问题。借助可操纵的微导丝，Tracker可轻松通过动脉分叉，穿梭于蜿蜒曲折的脑血管网，直达动脉瘤目标。也许，有了这项革命性武器，70年代寄望于“磁力”产生“电血栓”的研究者能取得更大的突破。
黎明前的至暗时刻是为了迎接光明。面对数十载的“电血栓”和“铁血栓”的失败研究，Guglielmi感到非常沮丧，但他仍然没有放弃血管内治疗的探索决心。1989年，在洛杉矶加州大学（University of California）Leo G. Rigler研究中心（Leo G. Rigler Research Center），Guglielmi采用时下新兴的玻璃动脉瘤模型的体外实验思路，以凝血机制与人类最相似的猪为实验对象，在其颈总动脉处植入囊状动脉瘤，然后用一根装有微磁极尖端的不锈钢导丝在Tracker的辅助下，顺利进入动脉瘤。接着，向瘤内注入铁微球，在微磁极的吸引下，“铁血栓”渐成。这一幕似曾相识，不同的是，这一次“磁力”是在瘤内产生的。随着“铁血栓”的不断扩大，“磁力”的作用似乎越来越弱了，停止扩增的“铁血栓”仍不能达到完全填塞动脉瘤的大小。
看来，这一次需要双管齐下了，Guglielmi灵感乍现，当即，他向不锈钢导丝导入4mA的正电流，在“电力”的加持下，“铁血栓”又继续扩增，但紧挨着微磁极的不锈钢导丝却在电解作用下，腐蚀断掉了！可谓“失之东隅，收之桑榆”，虽然“铁血栓”失败了，但“可脱性”却实现了。
此时，可脱性弹簧圈的雏形已经呼之欲出了。下一步的关键是确定弹簧圈的材料，多次实验后，Guglielmi选择将铂金作为线圈的材料，这种贵金属质地柔软、不透射线、具有生物相容性且不被电解，正是可脱性弹簧圈的完美选择。通过与靶向疗法公司的工程师们合作，史上首款可脱性弹簧圈横空出世。“千呼万唤始出来，犹抱琵琶半遮面”，也许是为了让人们铭记科研的艰辛和不易，历经数十载，可脱性弹簧圈终于顺利降生，并先后被命名为GEMs（Guglielmi Electrolytic Microcoils）、GDCs（Guglielmi detachable coil）。
1990年3月6日，历史上首位病人接受了可脱性弹簧圈栓塞术。这位28岁的年轻女性因海绵窦左段颈动脉瘤自发性破裂，导致创伤性海绵窦瘘（C-C fistulas）。病人曾接受过可脱性球囊血管内治疗，但由于瘘管交通体积过小，球囊无法经动脉入路引入。因此，病人接受了可脱性弹簧圈栓塞术，经股静脉入路，先将导管导入左颈内静脉，然后将Tracker-18微导管（Target Therapeutics, San Jose, CA）送入海绵窦，进入破裂的动脉瘤内。再借助微导管将一根20cm长的可脱性铂金弹簧圈送入动脉瘤内，以0.5mA/2V的正电流诱发“电血栓”，此时，未绝缘的不锈钢段因腐蚀烧断，弹簧圈在瘤内分离。接着，重复了同样的步骤，将一根15cm长的铂金线圈填塞到瘤内（见本文第一张图）。在两根线圈输送、填塞的过程中，在瘤颈部位放置了一个不可脱性球囊，暂时封堵左ICA，以防线圈被动脉血流干扰。3天后造影显示，动静脉交通血栓形成。3个月后，造影结果无进一步变化。病人的眼球突出和眼痛逐渐消退，并于栓塞后1周痊愈，可脱性弹簧圈栓塞术大获成功！Guglielmi将这一病例单独报道于1992年的Neurosurgery上（Carotid-Cavernous Fistula Caused by a Ruptured Intracavernous Aneurysm: Endovascular Treatment by Electrothrombosis with Detachable Coils）。1991年，第一例使用可脱性弹簧圈栓塞颅内动脉瘤也相继问世。
此后，随着可脱性弹簧圈的引领普及，越来越多的新型弹簧圈不断涌现，2002年的国际蛛网膜下腔出血动脉瘤试验（ISAT）研究的展开，宣告颅内动脉瘤的血管内治疗时代正式开启。而临床经验的积累提示，GDC技术的最重要限制是再通引起的复发，随即又掀起一场器材革命风暴，随着弹簧圈材质的不断改进，栓塞成功率逐渐升高，复发率逐步降低。这些都归功于前辈志士们的不懈努力、集思广益，而汇聚前人智慧于一身、为探索血管内治疗领域的集大成者，非Guglielmi莫属。
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