Aortaklaff

Aortaklaffn anses som den mest studert siden en lang tid er beskrevet, ved å starte med Leonardo da Vinci (1513) og Valsalvas (1740), og mange ganger, spesielt i løpet av andre halvdel av XX-tallet. Samtidig var studier av tidligere år hovedsakelig beskrivende eller, sjeldnere, komparative. Fra og med J Zimmerman (1969), hvor han foreslo å vurdere "ventilfunksjonen som en forlengelse av dens struktur", det meste av forskningen var å bære en morfo-funksjonell karakter. Denne tilnærmingen til aortaventilen funksjon studien, gjennom studier av dens struktur var til en viss grad, på grunn av metodiske vanskeligheter ved direkte å undersøke biomekanikk av aortaventilen i de generelle studier av den funksjonelle anatomi mulig å bestemme de morfologiske og funksjonelle grenser av aortaventilen, for å klargjøre terminologien og for å studere en stor grad dens funksjon.

På grunn av disse studiene har aortaklaven blitt forstått som en enkelt anatomisk og funksjonell struktur relatert til både aorta og venstre ventrikel.

I henhold til foreliggende synspunkter, er det pulsåreklappen hoveddelen strukturen av trakten eller sylindrisk form, bestående av tre bihuler, tre trekanter mezhstvorchatyh Henle, tre semilunære spissene og ringrommet fibrosus, den proksimale og distale grenser av disse er henholdsvis ventrikuloaortalnoe og sinotubular veikryss.

Begrepet "ventil-aortisk kompleks" brukes mindre vanlig. I smal forstand forstås aortaventil som en blokkering bestående av tre ventiler, tre kommisser og en fibrøs ring.

Med utgangspunkt i generell mekanikk anses aortaklappen som en sammensatt struktur bestående av et sterkt fibrøst (kraft) skjelett og relativt tynne skallelementer (sinus og sashvegger) plassert på den. Deformasjoner og forskyvninger av dette skjelettet forekommer under påvirkning av indre krefter som oppstår i skallene som er festet på den. Rammen bestemmer i sin tur deformasjonene og bevegelsene til skallelementene. Rammen består hovedsakelig av tett pakket kollagenfibre. Denne utformingen av aortaklappen avgjør lengden av funksjonen.

Bihulene i Valsalva er en forstørret del av den første aorta, begrenset proximalt av det tilsvarende segmentet av den fibrøse ring og ventilen, og distalt av det synotubulære krysset. Bihulebetegnelser er navngitt i henhold til avvikende koronararterier rett koronar, venstre koronar og ikke-koronar. Veggene i bihulene er tynnere enn aortaväggen og består bare av intima og medier, noe tykkere av kollagenfibre. Samtidig øker mengden elastinfibrer i sinusvegget, og kollagenet øker i retning fra sinotubulær til ventrikulo-tårnforbindelsen. Tette kollagenfibre er anordnet, fortrinnsvis på den ytre overflaten av sinus og er orientert i omkretsretningen, og på den plass podkomissuralnom delta i dannelsen mezhstvorchatyh triangler ventilbære form. Bihulens hovedrolle er å omfordele spenningen mellom ventiler og bihuler i diastolen og å etablere likevektsposisjonen til ventiler til systolen. Bihuler er delt på nivået av basen deres ved hjelp av mellomliggende triangler.

Fibrøst skjelett som danner aortaventilen er en enhetlig romlig struktur sterke fiberelementer aortaroten anulus bunnklaffene fugedannende stenger (kolonner) og den sinotubular veikryss. Sinotubulær veikryss (en buet ring eller en buet kam) er en bølgetformet anatomisk forbindelse mellom bihulene og den stigende aorta.

Ventriculoaortisk ledd (ventilbase ring) er en avrundet anatomisk forbindelse mellom utgangsseksjonen i venstre ventrikel og aorta, som er en fibrøs og muskulær struktur. I utenlandsk litteratur om kirurgi, kalles ventrikuloortisk ledd ofte som "aortisk ring". Ventriculoaortalforbindelse dannes i gjennomsnitt av 45-47% fra myokardiet av arteriekeglen i venstre ventrikel.

Kommisjonen er en linje som forbinder (forbinder) tilstøtende klaffer med sine perifere proksimale marginer på den indre overflate av det distale segmentet av aorta-roten og strekker sin distale ende til det synotubulære krysset. Commissural stavene (innlegg) er steder for kommissur fiksering på den indre overflaten av roten av aorta. Kommissurskolonnene er den distale forlengelsen av de tre segmentene av fiberringen.

Henles kryssende triangler er fibrøse eller fibro-muskulære komponenter av aorta roten og er lokalisert proksimalt for kommisjonen mellom tilstøtende segmenter av fiberringen og de tilsvarende ventiler. Anatomisk interstitial triangler er en del av aorta, men funksjonelt gir de utgangsstier fra venstre ventrikel og påvirkes av ventrikulær hemodynamikk, og ikke aorta. Mellomliggende triangler spiller en viktig rolle i ventilens biomekaniske funksjon, slik at bihulene kan fungere relativt uavhengig, forene dem og støtte en enkelt geometri av aortas rot. Hvis trianglene er små eller asymmetriske, utvikles en smal fiberring eller forvrengning av ventilen med etterfølgende forstyrrelse av ventilens funksjon. Denne situasjonen kan observeres med bicuspidventilen i aorta.

Ventil er ventilens lukkeelement, dets proksimale margin strekker seg fra den semilunulære delen av fiberringen, som er en tett kollagenstruktur. Ventilen består av kroppen (hoveddelen lastes), overflaten av coaptation (lukking) og basen. De frie kanter av tilstøtende klaffer i lukket posisjon danner en sammenføyningssone som strekker seg fra kommisjonen til klaffens senter. Den tykkede trekantformen av den sentrale delen av ventilasjonsområdet til ventilen ble kalt noden til Aranzi.

Bladet som danner aortaklappen består av tre lag (aorta, ventrikulær og svampet) og dekkes eksternt med et tynt endotellag. Lag som vender mot aorta (fibrosa) inneholder hovedsakelig kollagenfibre orientert i omkretsretningen i form av bunter og tråder, og en liten mengde elastinfibre. I coaptationssonen av bladets frie kant er dette laget til stede som separate bunter. Kollagenbjelker i denne sonen er "suspendert" mellom kommissurskolonner i en vinkel på ca. 125 ° i forhold til aortaväggen. I buntens kropp beveger disse bunter seg i en vinkel på ca. 45 ° fra fiberringen i form av en halv ellipse og avsluttes på motsatt side. Denne orienteringen av "kraft" bjelkene og bladets kanter i form av en "suspensjonsbro" er utformet for å overføre trykkbelastningen i diastolen fra ventilen til bihulene og den fibrøse stillas som danner aortaklappen.

I den lossede klaffen er fiberbjelkene i en kontraheret tilstand i form av bølgete linjer anordnet i en omkretsretning i en avstand på ca. 1 mm fra hverandre. Kollagenfibrene som utgjør knippene i det avslappede bladet har også en bølgete struktur med en bølgeperiode på ca. 20 um. Når belastningen påføres, rettes disse bølgene, slik at vevet strekker seg. Helt rettete fibre blir uxtensible. Kollagenbjelkene klapper lett ut med en liten belastning av bladet. Disse bjelkene er tydelig synlige i lastet tilstand og overført lys.

Konstanten av de geometriske proporsjonene av elementene i aortas rot har blitt studert ved hjelp av metoden for funksjonell anatomi. Spesielt ble det funnet at forholdet mellom diametrene til den sinotubulære ledd og ventilbunnen er konstant og er 0,8-0,9. Dette gjelder for ventil-aorta komplekser av unge og middelaldrende mennesker.

Med alder oppstår kvalitative prosesser med unormal aortaveggstruktur, ledsaget av en reduksjon i elastisiteten og utviklingen av forkalkning. Dette fører dels til en gradvis ekspansjon, og på den annen side til en reduksjon i elastisitet. Endringer i geometriske proporsjoner og en reduksjon i dilatabiliteten til aortaklappen forekommer i en alder av over 50-60 år, som følge av en reduksjon av ventilens åpningsområde og en forverring av ventilens funksjonelle egenskaper som helhet. Aldersrelaterte anatomiske og funksjonelle egenskaper av pasientens aorta rot bør tas i betraktning ved implantasjon av rammeløse biologiske substitusjoner i aortaposisjonen.

En sammenligning av strukturen til en slik utdannelse som aortaklappen til mennesker og pattedyr ble utført på slutten av 60-tallet på XX-tallet. I disse studiene ble likheten av en rekke anatomiske parametere av svin og humane ventiler vist, i motsetning til andre xenogene aorta røtter. Spesielt ble det vist at den humane, ikke-koronare og venstre koronare sinusventilen var henholdsvis den største og minste. Samtidig var den høyre koronar sinus i svinekjøtten den største, og den ikke-koronare sinus var den minste. Samtidig ble forskjellene i den anatomiske strukturen til høyre koronar sinus av svin og human aorta ventil beskrevet for første gang. I forbindelse med utviklingen av rekonstruktiv plastikkirurgi og utskifting av aortaklepper med biologiske rammeløse substitusjoner, har anatomiske studier av aortaklappen gjenoptatt de siste årene.

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7]

Human aorta ventil og aorta svinekjøttventil

En komparativ undersøkelse av strukturen av den humane aortaklappen og svinekjoldsventilen som en potensiell xenotransplantasjon er utført. Det ble vist at xenogene ventiler har en relativt lav profil og i de fleste tilfeller (80%) er asymmetriske på grunn av den mindre størrelsen av deres ikke-koronare sinus. Moderat asymmetri av den humane aortakleven skyldes den mindre størrelsen på den venstre koronar sinus og er ikke så uttalt.

Svinekjøttsventilventilen, i motsetning til mennesket, har ikke en fibrøs ring, og bihulene danner ikke direkte grensen til ventiler. Grisvinger er festet av sin semilunarbase direkte til bunnen av ventilen, siden det ikke er noen ekte fiberring i svineklaffene. Basene av xenogene bihuler og ventiler er festet til fiberbaserte og / eller fibrøse muskulære deler av ventilbunnen. For eksempel, er bunnen av den ikke-koronar og den venstre koronare spisser porcint ventil i form av divergerende ark (fibrosa og ventnculans) er festet til det fiberholdige basen ventilen. Med andre ord, ventiler som danner svinekjøttsventilventilen, holder ikke direkte seg i bihulene, som i de allogene aorta-røttene. Mellom dem er den distale delen av ventilrammen, som i lengderetningen (langs ventilaksen) på det mest proksimale punktet av den venstre koronare og ikke-koronar sinus er, i gjennomsnitt, 4,6 ± 2,2 mm og den høyre koronar sinus - 8,1 ± 2,8 mm. Dette er en viktig og signifikant forskjell mellom svinekjøttventilen og den menneskelige ventilen.

Muskulær innsetting av aortakeglen i venstre ventrikkel langs akse i svinrotten av aorta er mye mer signifikant enn i den allogene roten. I svineventiler dannet denne implantasjonen basen av den høyre koronarventilen og sinus med samme navn og i mindre grad basen av de tilstøtende segmentene av venstre koronar og ikke-koronarventiler. I allogene ventiler skaper denne injeksjonen kun støtte til basen, hovedsakelig den høyre koronar sinus og, i mindre grad, den venstre koronar sinus.

Analyse av størrelser og geometriske proporsjoner av de enkelte elementene i aortaklaven, avhengig av intraorortisk trykk, ble brukt ganske ofte i funksjonell anatomi. For dette formål annet fyll aortaroten størknet materiale (gummi, paraffin, silikongummi, plast og andre.) Og produksjon av dets strukturelle stabilisering av kjemiske eller kryogene fremgangsmåter ved forskjellige trykk. De resulterende visninger eller strukturerte aorta-røtter ble undersøkt ved den morfometriske metoden. Denne tilnærmingen til studien av aortaklappen gjorde det mulig å etablere visse mønstre for dets funksjon.

I forsøk in vitro og in vivo er det blitt påvist at roten av aorta er en dynamisk struktur og de fleste av sine geometriske parametere endres i løpet av hjertesyklusen, avhengig av trykket i aorta og venstre ventrikkel. I andre studier ble det vist at funksjonen til ventiler i stor grad er bestemt av elastisiteten og utvidbarheten av roten til aorta. Vortex blodbevegelser i bihulene ble tildelt en viktig rolle i åpningen og lukking av ventiler.

Undersøkelse av dynamikken i geometriske parametre av aortaventilen ble utført i forsøksdyr ved hjelp av metoder kinoangiografii høy, og kinematografi kineradiografii, så vel som hos friske individer ved bruk av cineangiocardiography. Disse studiene gjorde det mulig å nøyaktig vurdere dynamikken til mange elementer av roten av aorta og bare antagelig vurdere dynamikken i formen og profilen til ventilen under hjertesyklusen. Spesielt ble det vist at systolodiastolisk ekspansjon av den syndotubulære forbindelse er 16-17% og er nært korrelert med arterielt trykk. Diameteren av sinotubular krysset når et maksimum på topp systolisk trykk i venstre ventrikkel, for derved å lette åpning av ventilene som følge av forskjeller commissures utover, og deretter avtar etter lukking av ventilene. Diameteren til det synobulære krysset når sine minimumsverdier ved slutten av fasen av isovolytisk avspenning i venstre ventrikel og begynner å øke i diastolen. Commissural barer og sinotubulær veikryss, på grunn av deres fleksibilitet, deltar i fordelingen av maksimal spenning i klaffene etter at de er lukket i løpet av perioden med rask vekst av den inverse transvalvulære trykkgradienten. Matematiske modeller ble også utviklet for å forklare bevegelsen av brosjyrene under åpning og lukking. Imidlertid var dataene i matematisk modellering stort sett ikke enige med de eksperimentelle dataene.

Dynamikken i aortaventilen har en innvirkning på den normale drift av ventilklaffene eller rammeløs implanterte bioprotese. Det viser ventilen i omkretsen (hunder og sauer) har nådd en maksimalverdi ved begynnelsen av systolen redusert i systole og var begrenset i sin ende. Under diastolen økte ventilens omkrets. Bunnen av aortaventilen også i stand til syklisk asymmetrisk forandrer sin størrelse på grunn av sammentrekning av muskelen partiet ventrikuloaortalnogo forbindelsen (mezhstvorchatyh trekanter mellom høyre og venstre koronare bihuler, og basene til venstre og høyre koronare sinus). I tillegg ble skjæring og vridning av roten av aorta detektert. Den største vridnings deformasjon ble observert i de kommissurale søyle mellom de ikke-koronar og den venstre koronare sinus, og den minimale - mellom den ikke-koronar og høyre koronar. Implantasjon rammeløs Bioprotese med den semi-stive fundament endre elastisiteten av aortaroten til torsjons- deformasjoner, noe som vil overføre vridnings deformasjon på den sino-rørformede komposittforbindelse aortaroten dannelse og distortsiey bioprotese klaffer.

En studie av normale biomekaniske av aortaventilen i yngre individer (gjennomsnitt 21,6 år) ved transesophageal ekkokardiografi med påfølgende databehandling av video (120 bilder per sekund), og analyse av dynamikken til de geometriske egenskapene til de elementer av aortaventilen som en funksjon av tid og hjertesyklusen faser. Det ble vist at under systolen betydelig grad variere ventilåpningen område, den radiale helningsvinkelen for ventilklaffen base, diameteren av ventilrammen og den radiale lengde av klaffene. I mindre grad modifisert diameter sinotubular knutepunkt, omkretslengden av de frie kantflikene og høyde bihulene.

Således var ventilens radielle lengde maksimal i den diastoliske fasen av isovolytisk reduksjon av intraventrikulært trykk og minimum - i den systoliske fasen av den reduserte eksil. Den radiale systolodiastoliske strekk av vingen var i gjennomsnitt 63,2 ± 1,3%. Ventilen var lengre i diastol med en høy diastolisk gradient og kortere i fasen av den reduserte blodstrømmen, da den systoliske gradienten var nær null. Omkretsen av systolisk og diastolisk tverrsnitt av ventilen og sinotubulær krysset var henholdsvis 32,0 ± 2,0% og 14,1 ± 1,4%. Den radiale vinkelen av klaffhellingen til bunnen av ventilen varierte i gjennomsnitt fra 22 til diastol til 93 ° i systole.

Den systoliske bevegelsen av ventiler som danner aortaklappen ble konvensjonelt delt inn i fem perioder:

1. forberedelsesperioden falt på fasen av isovoluminal økning i intraventrikulært trykk; ventiler ble rettet, noe kortere i radial retning, bredden på coaptationssonen redusert, vinkelen økte i gjennomsnitt fra 22 ° til 60 °;
2. perioden for rask åpning av ventiler varede 20-25 ms; med begynnelsen av utblodning av blod ved bunnen av ventiler ble en inversjonsbølge dannet som raskt spredte seg radialt til ventilens kropp og videre til deres frie kanter;
3. Toppet av åpningen av ventiler var i den første fasen av maksimal utvisning; i denne perioden bøyde de frie kanter av brosjyrene så mye som mulig mot sines, formen på ventilåpningen nærmet seg sirkelen, og i profilen liknet ventilen formen av en avkortet invertert kjegle;
4. perioden med relativt stabil åpning av ventilene falt til den andre fasen av maksimal utstøtning, de frie kanter av klaffene rettet langs strømningsaksen, ventilen tok form av en sylinder, og flappene ble gradvis dekket; Ved slutten av denne perioden ble formen på ventilåpningen trekantet;
5. Perioden for rask lukking av ventilen sammenfalt med fasen av redusert eksil. I bunnen av flikene dannede bølge reversering, strekk forenklet ned skodder i radiell retning, noe som førte til deres lukning ved starten av ventrikulær koaptatsii kantsone, og deretter - å fullstendig lukking av ventilene.

Maksimale deformasjoner av aorta rotelementene skjedde i perioder med rask åpning og lukking av ventilen. Med en rask forandring i form av ventiler som danner aortaklappen, kan det oppstå høye spenninger i dem, noe som kan føre til degenerative forandringer i vevet.

Mekanismen for åpning og lukking av klaffene for å danne henholdsvis en bølge inversjon og reversjon, såvel som økende radiell vinkel av rammen til bunnen ventilen inn i en fase av isovolumisk trykkøkning inne i ventrikkelen kan tilskrives støtdempermekanismer aortaroten, redusere deformasjon og spenning av ventilklaffene.