Aortisk ventil

Aortaklappen betragtes som den mest undersøgt siden beskrives en lang tid, startende med Leonardo da Vinci (1513) og Valsalva (1740), og mange gange, især under den anden halvdel af det XX århundrede. Samtidig var undersøgelser fra tidligere år hovedsagelig beskrivende eller i sjældne tilfælde sammenlignende. Begyndende med J Zimmerman (1969), hvori han foreslog at overveje "ventilfunktionen som en udvidelse af dets struktur", det meste af forskningen var at bære en morpho-funktionel karakter. Denne tilgang til aortaklappen funktion undersøgelse, gennem studier af dens struktur var til en vis grad, på grund af metodologiske vanskeligheder direkte at undersøge biomekanik aortaklappen i de generelle undersøgelser af mulige funktionelle anatomi at bestemme de morfologiske og funktionelle grænser af aortaklappen, at præcisere terminologien og til at undersøge et stort omfang dens funktion.

På grund af disse undersøgelser er aortaklappen bredt forstået som en enkelt anatomisk og funktionel struktur relateret til både aorta og venstre ventrikel.

I henhold til gældende synspunkter, aortaklappen er hovedparten struktur af tragten eller cylindrisk form bestående af tre bihuler, tre trekanter mezhstvorchatyh Henle, tre halvmåneformede Spidser og annulus fibrosus, de proximale og distale grænser er henholdsvis ventrikuloaortalnoe og sinotubular junction.

Udtrykket "ventil-aortisk kompleks" anvendes mindre almindeligt. I den snævre forstand forstås aortaklappen nogle gange som et blokeringselement bestående af tre ventiler, tre kommisser og en fibrøs ring.

Ud fra den generelle mekaniks synspunkt betragtes aortaklappen som en sammensat struktur bestående af et stærkt fibrøst (kraft) skelet og relativt tynde skalelementer (sinus og sashvægge) anbragt på den. Deformationer og forskydninger af dette skelet forekommer under påvirkning af indre kræfter, der opstår i skallerne der er fastgjort på den. Rammen bestemmer igen deformationer og bevægelser af skalelementerne. Rammen består hovedsageligt af tæt pakket kollagenfibre. Dette design af aortaklappen afgør længden af dens funktion.

Valsalvas bihuler er en forstørret del af den indledende aorta, der er afgrænset proximalt af det tilsvarende segment af den fibrøse ring og ventilen og distalt ved det synotubulære knudepunkt. Bihulebetegnelser er navngivet i henhold til de afgangende kranspulsårer højre koronar, venstre koronar og ikke-koronar. Bihulens væg er tyndere end aortavæggen og består kun af intima og medier, noget fortykket af kollagenfibre. Samtidig falder mængden af elastinfibre i sinusvæggen, og kollagenerne stiger i retningen fra den synotubulære til ventrikulorortale forbindelsen. Tynde kollagenfibre er overvejende placeret på den ydre overflade af bihulerne og er orienteret i omkredsretningen, og i det subcommissionerede rum deltager de i dannelsen af interstitielle trekanter, der understøtter ventilens form. Bihulernes hovedrolle er at omfordele spændingen mellem ventilerne og bihulerne i diastolen og etablere ligevægtspositionen af ventilerne til systolen. Bihuler er opdelt på niveauet af deres base ved mellemliggende triangler.

Fiber skelet som danner aortaklappen er en enhedsstruktur rumlig struktur stærke fibrøse elementer aortiske rod anulus bundflapperne kommissurale stænger (søjler) og sinotubular junction. Sinotubulært kryds (en buet ring eller en buet kam) er en bølgetformet anatomisk forbindelse mellem bihulerne og den stigende aorta.

Ventriculoaortic joint (ventilbase ring) er en afrundet anatomisk forbindelse mellem udgangssektionen af venstre ventrikel og aorta, som er en fibrøs og muskuløs struktur. I udenlandsk litteratur om operation er den ventrikuloortiske led ofte omtalt som "aortic ring". Ventriculoaortalforbindelse dannes i gennemsnit med 45-47% fra myokardiet af arteriekeglen i venstre ventrikel.

Commissure - linjetilslutninger (kontakt) af tilstødende lameller deres perifere kanter på den indre proximale overflade af det distale segment af aortaroden og præsenterer sin distale ende til den sinotubular junction. Commissural stænger (indlæg) er de steder, hvor kommission fikseres på den indre overflade af aorta-rotten. Kommunale kolonner er den distale forlængelse af de tre segmenter af den fibrøse ring.

Henle's krydsende trekanter er fibre eller fibro-muskulære komponenter i aorticoten og er lokaliseret proksimale for kommissuret mellem tilstødende segmenter af den fibrøse ring og de tilsvarende ventiler. Anatomisk interstitielle trekanter er en del af aorta, men funktionelt giver de exitveje fra venstre ventrikel og påvirkes af ventrikulær hæmodynamik, og ikke aorta. Interstitielle trekanter spiller en vigtig rolle i ventilens biomekaniske funktion, hvilket gør det muligt for bihulerne at fungere relativt uafhængigt, forene dem og understøtte en enkelt geometri af aortas rod. Hvis trianglerne er små eller asymmetriske, udvikles en smal fibrøs ring eller forvrængningen af ventilen med efterfølgende forstyrrelse af ventilernes funktion. Denne situation kan observeres med aortas bicuspidventil.

Ventil er ventillukningselementet, dets proximale margen strækker sig fra den halvpartielle del af den fibrøse ring, som er en tæt kollagenstruktur. Ventilen består af kroppen (hoveddelen læsses), overfladen af coaptation (lukning) og bunden. De frie kanter af tilstødende flapper i den lukkede position danner en coaptationszone, der strækker sig fra kommissionen til midten af klappen. Den tykkede trekantede form af den centrale del af tilpasningszonen af ventilen blev kaldt Aranzi-knuden.

Klappen, der danner aortaklappen består af tre lag (aorta, ventrikulære og svampet), og dækket udvendigt med en tynd endothellag. Lagene vender mod aorta (fibrosa), indeholder fortrinsvis kollagen fibre orienteret i omkredsretningen i form af bundter og strenge, og en lille mængde af elastin fibre. I coaptationszonen af bladets frie kant er dette lag til stede som separate bundter. Kollagenbjælker i denne zone er "suspenderet" mellem kommissoriske søjler i en vinkel på ca. 125 ° i forhold til aortavæggen. Kroppen svorki disse bjælker strækker sig i en vinkel på ca. 45 ° fra den fibrøse ring i form af en semi-ellipse, og slutter på den modsatte side. Denne orientering "" kraft 'og bundter blad kanter i form af en' hængebro "skal overføre trykbelastninger i diastolen med flaps på Sines og fibrøst skelet som danner aortaklappen.

I den lossede klap er fibrøse bjælker i en kontraheret tilstand i form af bølgede linjer anbragt i en omkredsretning i en afstand på ca. 1 mm fra hinanden. Kollagenfibrene, der udgør bundterne i det afslappede blad, har også en bølget struktur med en bølgeperiode på ca. 20 μm. Når belastningen påføres, rette disse bølger, så vævet kan strække sig. Fuldt rettede fibre bliver uigennemtrængelige. Kollagenbjælkernes fold udspiller sig let ud med en let belastning af bladet. Disse bjælker er tydeligt synlige i ladet tilstand og transmitteret lys.

Konstantiteten af de geometriske proportioner af elementerne i aortas rod er blevet undersøgt ved metoden for funktionel anatomi. Især blev det konstateret, at forholdet mellem diametrene af den sinotubulære led og ventilbasis er konstant og er 0,8-0,9. Dette gælder for ventil-aorta komplekser af unge og middelaldrende mennesker.

Med alderen opstår kvalitative processer af abnorm aortalvægstruktur, ledsaget af et fald i dets elasticitet og udviklingen af forkalkning. Dette fører dels til den gradvise udvidelse og dels til et fald i elasticiteten. Ændringer i geometriske proportioner og et fald i dilatabiliteten af aortaklappen forekommer i en alder af over 50-60 år, hvilket ledsages af et fald i ventilationsåbningsområdet og en forringelse af ventilens funktionelle egenskaber som helhed. Aldersrelaterede anatomiske og funktionelle træk ved patienternes aorta rot skal tages i betragtning ved implantation af rammeløse biologiske substitutter i aortapositionen.

En sammenligning af strukturen af en sådan uddannelse som aortaklappen af mand og pattedyr blev udført i slutningen af 60-tallet af XX-tallet. I disse undersøgelser blev ligheden af et antal anatomiske parametre for svin og humane ventiler vist i modsætning til andre xenogene aorta rødder. Det blev især vist, at de humane ikke-koronare og venstre koronare sinusventiler var henholdsvis den største og mindste. Samtidig var den højre koronar sinus i svineklappen den største, og den ikke-koronare sinus var den mindste. På samme tid blev forskelle i den anatomiske struktur af den højre koronar sinus af svin og human aorta-ventil beskrevet for første gang. I forbindelse med udviklingen af rekonstruktiv plastikkirurgi og udskiftning af aortaklepper med biologiske rammeløse substitutter er anatomiske undersøgelser af aortaklappen genoptaget de seneste år.

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

Human aortaklaff og aorta svineklud

Der er udført en sammenlignende undersøgelse af strukturen af den humane aortaklaff og svin aortaklappen som en potentiel xenograft. Det blev påvist, at xenogene ventiler har en relativt lav profil, og i de fleste tilfælde (80%) er asymmetriske på grund af den mindre størrelse af deres ikke-koronare sinus. Moderat asymmetri af den humane aortaklaff skyldes den mindre størrelse af den venstre koronar sinus og er ikke så udtalt.

Svinekatortapventilen, i modsætning til mennesket, har ikke en fibrøs ring, og dens bihuler grænser ikke direkte mod ventilens basis. Svinevinger er fastgjort af deres semilunarbase direkte til bunden af ventilen, da der ikke er nogen ægte fiberring i svineklapperne. Baserne af xenogene bihuler og ventiler er fastgjort til fiberbaserede og / eller fibrøse muskulære dele af ventilbasis. For eksempel er bunden af ikke-koronar og de venstre koronare Spidser porcin ventil i form af divergerende ark (fibrosa og ventnculans) fæstnet til den fibrøse basen ventil. Med andre ord klæber de ventiler, der danner svinekatortilventilen, ikke direkte til bihulerne, som i de allogene aorta rødder. Mellem dem er den distale del af ventilen base, som i længderetningen (langs ventilen akse) på det mest proximale punkt af den venstre koronare og ikke-koronar sinus er i gennemsnit 4,6 ± 2,2 mm og den højre koronar sinus - 8,1 ± 2,8 mm. Dette er en vigtig og signifikant forskel mellem svinekluden og den menneskelige ventil.

Muskulær indsættelse af aortakeglen i venstre ventrikel langs akse i svinrotten af aorta er meget mere signifikant end i den allogene rot. I svineventiler dannede denne implantation basen af den højre koronarventil og sinus med samme navn og i mindre grad bunden af de tilstødende segmenter af venstre koronar og ikke-koronarventiler. I allogene ventiler skaber denne injektion kun støtte til basen, hovedsagelig den højre koronar sinus og i mindre grad den venstre koronar sinus.

Analyse af størrelsen og geometriske proportioner af de enkelte elementer i aortaklaven afhængigt af intraortortisk tryk har været anvendt hyppigt i funktionel anatomi. For at gøre dette blev aorta-rotten hældt med forskellige hærdningsmidler (gummi, paraffin, silikongummi, plast osv.) Og gjorde også sin strukturelle stabilisering ved kemisk eller kryogen metode under forskellige tryk. De resulterende indtryk eller strukturerede aorta rødder blev undersøgt ved den morfometriske metode. Denne tilgang til studiet af aortaklappen gjorde det muligt at etablere visse mønstre for dets funktion.

In vitro og in vivo eksperimenter blev det vist, at aortas rod er en dynamisk struktur, og de fleste af dets geometriske parametre ændres under hjertesyklusen afhængigt af trykket i aorta og venstre ventrikel. I andre undersøgelser blev det vist, at ventilernes funktion i vid udstrækning er bestemt af elasticiteten og strækbarheden af aortas rod. Vortex blodbevægelser i bihulerne fik en vigtig rolle i åbningen og lukningen af ventilerne.

Undersøgelse af dynamikken i geometriske parametre aortaklappen blev udført i forsøgsdyr ved fremgangsmåder kinoangiografii høj, cinematografi og kineradiografii samt hos raske individer under anvendelse cineangiocardiography. Disse undersøgelser gjorde det muligt at nøjagtigt vurdere dynamikken i mange elementer af aortas rod og kun formodentlig vurdere dynamikken i form og profil af ventilen under hjertesyklusen. Det blev især vist, at systolodiastolisk ekspansion af den syndotubulære forbindelse er 16-17% og er tæt korreleret med arterielt tryk. Diameteren af sinotubular junction når et maksimum ved den maksimale systoliske tryk i venstre ventrikel, hvilket letter åbningen af ventilerne på grund af forskelle Commissurer udad, og derefter falder efter lukning af ventilerne. Diameteren af det synotubulære forbindelsespunkt når sine minimumsværdier i slutningen af fasen af isovolytisk afslapning af venstre ventrikel og begynder at stige i diastolen. Commissural-stængerne og det synotubulære kryds ved deres fleksibilitet deltager i fordelingen af maksimalspændingen i klapperne, efter at de er lukket i perioden med hurtig vækst af den inverse transvalvulære trykgradient. Matematiske modeller blev også udviklet til at forklare bevægelsen af folderne under deres åbning og lukning. Imidlertid var dataene i matematisk modellering stort set ikke enige med de eksperimentelle data.

Dynamik aortaklappen har en indvirkning på den normale drift af klapbladene eller rammeløse implanteret bioprotese. Det viser ventilen basen perimeter (hunde og får) har nået en maksimal værdi ved begyndelsen af systolen faldt under systole og var minimal i sin ende. Under diastolen steg ventilens omkreds. Bunden af aortaklappen også i stand til cykliske asymmetrisk ændrer størrelse på grund af sammentrækning af musklen portion ventrikuloaortalnogo forbindelse (mezhstvorchatyh trekanter mellem højre og venstre koronare bihuler, og baserne af venstre og højre koronar sinus). Derudover blev skære og torsion af aortaens rod detekteret. Den største torsionsdeformation observeret i kommissurale søjle mellem den ikke-koronare og venstre koronar sinus, og den mindste - mellem den ikke-koronare og højre koronar. Implantation rammeløse bioprotese med den halvstive basen kan ændre bøjelighed aortaroden til vridningsdeformationer, som vil overføre torsionsdeformation på sino-rørformige kombination forbindelse aorta roddannelse og distortsiey bioprotese flapper.

En undersøgelse af normale biomekanik aortaklappen i yngre individer (gennemsnit 21,6 år) ved transesofageal ekkokardiografi med efterfølgende computerbehandling af videoen (120 frames per sekund) og analyse af dynamikken i de geometriske egenskaber af grundstofferne af aortaklappen som en funktion af tid og hjertecyklussen faser. Det blev vist, at under systole varierer betydeligt ventilåbningen område, den radiale hældningsvinkel ventilklappen base, diameteren af ventilbasisdelen og den radiale længde af klapperne. I mindre grad modificeret sinotubular diameter junction, den perifere længde af de frie kantklapper og højde bihuler.

Den radiale længde af ventilen var således maksimal i den diastoliske fase af den isovolytiske reduktion af intraventrikulært tryk og minimumet - i den systoliske fase af den reducerede eksil. Bladets radiale systolodiastoliske strækning var i gennemsnit 63,2 ± 1,3%. Ventilen var længere i diastol med en høj diastolisk gradient og kortere i fasen af den reducerede blodgennemstrømning, når den systoliske gradient var tæt på nul. Omkredsen af den systoliske og diastoliske afstand af ventilen og sinotubulær krydsning var henholdsvis 32,0 ± 2,0% og 14,1 ± 1,4%. Den radiale vinkel af klappens hældning til bunden af ventilen varierede i gennemsnit fra 22 til diastol til 93 ° i systole.

Den systoliske bevægelse af ventilerne, der danner aortaklappen, blev traditionelt opdelt i fem perioder:

1. forberedelsesperioden faldt på den fase af isovoluminal stigning i intraventrikulært tryk; ventilerne blev retret, noget kortere i radial retning, bredden af coaptationszonen faldt, vinklen steg i gennemsnit fra 22 ° til 60 °;
2. perioden for hurtig åbning af ventiler varede 20-25 ms; med begyndelsen af udvisning af blod ved bunden af ventilerne blev der dannet en inversionsbølge, som hurtigt spredes radialt til ventilens krop og videre til deres frie kanter;
3. Spidsen for åbningen af ventilerne var i den første fase af maksimal udstødning; I løbet af denne periode bøjede frie kanter af brochurer så vidt muligt mod sinesne, formen af ventilåbningen nærmede sig cirklen, og i profilen lignede ventilen form af en afkortet inverteret kegle;
4. perioden med relativt stabil åbning af ventilerne faldt til den anden fase af maksimal udstødning, de frie kanter af klapperne rettede langs strømningsaksen, ventilen var formet som en cylinder, og flapperne blev gradvist dækket; Ved udgangen af denne periode blev formen af ventilåbningen trekantet;
5. Perioden med hurtig lukning af ventilen faldt sammen med fase med reduceret eksil. Ved foden af flapperne dannede bølge vending, trækstyrke slanket skodder i radial retning, hvilket førte til deres lukning ved begyndelsen af ventrikulær koaptatsii kantzone, og derefter - til fuldstændig lukning af ventilerne.

De maksimale deformationer af aorta rodelementerne forekom i perioder med hurtig åbning og lukning af ventilen. Med en hurtig ændring i form af ventiler, der danner aortaklappen, kan der opstå store spændinger i dem, hvilket kan føre til degenerative ændringer i vævet.

Mekanismen for åbning og lukning klapper til danne henholdsvis en bølge inversion og reversion, samt øge radial vinkel af rammen til bundventilen i en fase med isovolumetrisk trykstigning inde ventriklen kan tilskrives spjældet mekanismer aortaroden, reducere deformation og stress af klapbladene.