Aortický ventil

Aortální chlopeň je považován za nejvíce studoval, protože dlouhou dobu je popsána počínaje Leonardo da Vinci (1513) a Valsalvových (1740), a mnohokrát, a to zejména v druhé polovině XX století. Současně studie z minulých let byly většinou popisné nebo, méně zřídka, srovnávací. Počínaje J Zimmerman (1969), v němž navrhuje zvážit funkci „ventilu jako rozšíření jeho struktury“, většina z výzkumu bylo nosit znak morfologicko-funkční. Tento přístup k aortální studie funkce ventilu, přes studii o jeho struktury bylo, do určité míry, v důsledku metodických obtíží přímo vyšetřování biomechaniku aortální chlopně v obecných studií funkční anatomii možné určit morfologických a funkčních hranice aortální chlopně, k objasnění terminologie a studovat ve velké míře svou funkci.

Vzhledem k těmto studiím byla aortální chlopně široce chápána jako jediná anatomická a funkční struktura související jak s aortou, tak s levou komorou.

Podle současných názorů je aortální chlopeň je objemová struktura nálevky nebo válcového tvaru, sestávající se ze tří dutin, tři trojúhelníky mezhstvorchatyh Henle, tři semilunární vrcholy a anulus fibrosus, proximální a distální hranice, které jsou, v uvedeném pořadí, ventrikuloaortalnoe a sinotubulární junkce.

Termín "ventil-aortální komplex" se používá méně často. V úzkém smyslu se někdy chápe aortální ventil jako blokovací prvek sestávající ze tří ventilů, tří komise a vláknitého kroužku.

Z hlediska obecné mechaniky, aortální chlopeň je považován za kompozitní struktury, sestávající z silné vláknitého (napájení) rámu a leží na sobě relativně tenkých deskových prvků (sinus stěnových a křídla). Deformace a posuny této kostry se objevují v důsledku působení vnitřních sil, které vznikají v pouzdrech, které jsou na ní upevněny. Rámeček naopak určuje deformace a pohyby obalových prvků. Rámec sestává hlavně z těsně zabalených kolagenových vláken. Tato konstrukce aortální chlopně určuje dlouhověkost její funkce.

Dutiny Valsalvy jsou zvětšená část počáteční aorty, ohraničená proximálně odpovídajícím segmentem vláknitého kroužku a ventilu a distálně sinotubulárním spojením. Sínusy jsou pojmenovány podle odchozích koronárních tepen pravé koronární, levé koronární a nekoronární. Stěna sinusů je tenčí než aortální stěna a skládá se pouze z intimy a média, poněkud zahuštěných kolagenovými vlákny. Současně klesá množství elastinových vláken v sinusové stěně a kolagenu se zvyšuje ve směru od sinotubulární k komorovému křižovatce. Husté kolagenní vlákna jsou uspořádána s výhodou na vnějším povrchu sinů a jsou orientovány v obvodovém směru, a v prostoru podkomissuralnom účastní se tvorby mezhstvorchatyh trojúhelníků podpory ventil tvar. Hlavním úkolem dutin je přerozdělení napětí mezi ventily a sinusy v diastole a vytvoření rovnovážné polohy ventilů na systolu. Sínusy jsou rozděleny na úrovni jejich základny pomocí intersticiálních trojúhelníků.

Vláknité kostra, která tvoří aortální chlopeň je unitární prostorová struktura silné vláknité prvky kořene aorty anulus chlopní Komisurální tyče (sloupce) a sinotubulární junkce. Sinutubulární křižovatka (klenutý kruh nebo klenutý hřeben) je zvlněný anatomický spoj mezi sinusy a vzestupnou aortou.

Ventrikuloaortalnoe sloučenina (kruh báze ventil) - zaoblený anatomické spojení mezi výstupní dělení levé komory a aorty, který je vláknitý, a svalové struktury. V zahraniční literatuře o operaci je ventrikulotický kloub často označován jako "aortální kroužek". Ventriculoaortální sloučenina se vytváří v průměru o 45-47% z myokardu arteriálního kužele levé komory.

Spojení potrubí (kontaktní) sousedních lamel okrajových hranách, na vnitřní proximální povrch distálního segmentu kořene aorty a prezentující svém distálním konci do sinotubulární junkce - komisury. Komorové tyče (sloupky) jsou místem fixace komise na vnitřním povrchu kořene aorty. Komurální sloupce jsou distální prodloužení tří segmentů vláknitého kruhu.

Henle Mezhstvorchatye trojúhelníky jsou ve formě vláken nebo fibromuskulární součásti kořene aorty a umístěné proximálně komisury mezi sousedními segmenty prstence fibrosus a příslušnými ventily. Anatomicky mezhstvorchatye trojúhelníky jsou součástí aorty, ale funkčně poskytují výstupní cestu z levé komory a komorových hemodynamiku postižených, ne aorta. Intersticiální trojúhelníky hrají důležitou roli v biomechanické funkci ventilu, dovolují si sinusy fungovat relativně nezávisle, spojují je a podporují jednotnou geometrii kořene aorty. Pokud jsou trojúhelníky malé nebo asymetrické, pak vzniká úzký vláknitý kroužek nebo zkreslení ventilu s následným narušením funkce ventilů. Tuto situaci lze pozorovat u dvouosého ventilu aorty.

Ventil je ventilový uzavírací prvek, jehož proximální okraj se rozkládá od semilunulární části vláknitého kroužku, což je hustá struktura kolagenu. Ventil se skládá z těla (hlavní část je naložena), povrchu coaptation (zavírání) a základny. Volné okraje sousedních chlopní v uzavřené poloze tvoří koaptační zónu vybíhající od komisaře ke středu klapky. Zhuštěný trojúhelníkový tvar centrální části koaptační zóny ventilu byl nazván uzlem Aranzi.

List, který tvoří aortální ventil, se skládá ze tří vrstev (aortální, komorové a houbovité) a je zakrytý zvenčí tenkou endotelovou vrstvou. Vrstvy obrácené k aortě (fibrosa) obsahují zejména kolagenové vlákna orientované v obvodovém směru ve formě svazků a pramenů a malé množství elastinových vláken. V koaptační zóně volného okraje listu je tato vrstva přítomna jako samostatné svazky. Kolagenové paprsky v této zóně jsou "suspendovány" mezi komisurálními sloupci pod úhlem přibližně 125 ° vzhledem k aortální stěně. V těle svazku se tyto svazky pohybují pod úhlem asi 45 ° od vláknitého kroužku ve formě polopříště a končí na své protilehlé straně. Tato orientace „“ vyšší ‚a svazky listových hrany ve tvaru‘ visutý most „je určen pro přenos tlakové zatížení v diastole s klapkami na siny a vláknité kostry, která tvoří aortální chlopeň.

V nevyložené klapce jsou vláknité nosníky ve smyčém stavu ve formě vlnitých čar uspořádaných v obvodovém směru ve vzdálenosti asi 1 mm od sebe. Kolagenová vlákna tvořící svazky v uvolněném listu mají také zvlněnou strukturu s vlnovou dobou asi 20 um. Jakmile je zatížení aplikováno, vlny se vyrovnají a umožňují tahání. Úplně narovnaná vlákna se stanou neroztažitelnými. Přehyby kolagenových paprsků se snadno vyrovnají s mírným zatížením listu. Tyto paprsky jsou zřetelně viditelné v nabitém stavu a přenášené světlo.

Stálost geometrických proporcí prvků kořene aorty byla studována metodou funkční anatomie. Zjistilo se zejména, že poměr průměrů sinotubulárního kloubu a ventilové základny je konstantní a je 0,8-0,9. Platí to pro komplexy ventilu a aorty mladých a středních věkových skupin.

S věkem dochází k kvalitativním procesům abnormální struktury stěny aorty, ke kterému dochází při poklesu elasticity a rozvoji kalcifikace. Toto vede na jedné straně k jejímu postupnému rozšiřování a na druhé straně ke snížení elasticity. Změna geometrické poměry a sníženou roztažnost aortální chlopně se vyskytuje ve věku 50-60 let, který je doprovázen poklesem v oblasti otevření ventilů a poškození ventilu celkového funkčního výkonu. Věkové anatomické a funkční rysy aortální kořenů pacientů by měly být vzaty v úvahu při implantaci bezrámových biologických substituentů v aortální poloze.

Porovnání struktury takového vzdělávání jako aortální chlopně člověka a savců bylo provedeno v pozdních 60. Letech XX. Století. V těchto studiích byla na rozdíl od ostatních xenogenních kořenů aorty ukázána podobnost řady anatomických parametrů prasečích a lidských chlopní. Zejména bylo prokázáno, že lidské nekoronární a levé koronární sinusové ventily byly největší a nejmenší. Současně byl největší a nejméně koronární sinus ve vaginálním ventilu. Současně byly popsány rozdíly v anatomické struktuře pravého koronárního sinusu prasečí a lidské aortální chlopně. V souvislosti s vývojem rekonstrukční plastické chirurgie a náhrady aortální chlopně s biologickými bezrámovými náhražkami se v posledních letech obnovily anatomické studie aortální chlopně.

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

Lidská aortická a aortální vepřová klapka

Byla provedena srovnávací studie struktury lidské aortální chlopně a vepřové aortální chlopně jako potenciálního xenograftu. Ukázalo se, že xenogenní ventily mají poměrně nízký profil a ve většině případů (80%) jsou asymetrické kvůli menší velikosti jejich nekoronárního sinu. Mírná asymetrie lidské aortální chlopně je způsobena menší velikostí levého koronárního sinusu a není tak výrazná.

Vepřová aortální ventil, na rozdíl od člověka, nemá vláknitý kroužek a její dutiny nejsou přímo ohraničeny základnou ventilů. Prasečí křídla jsou připevněna poloviční základnou přímo ke spodní části ventilu, protože ve vepřových ventilech není žádný pravý vláknitý kroužek. Základy xenogenních sinusů a ventilů jsou připojeny k vláknitým a / nebo vláknitým svalovým dílům ventilové základny. Například základna non-koronární a levé koronární cípů prasečí ventilu ve formě rozdílnými listů (fibrosa a ventnculans) jsou připojeny k vláknité základnové ventilu. Jinými slovy, ventily, které tvoří vepřovou aortální ventil, se přímo nedotýkají dutin, jako u alogenních kořenů aorty. Mezi nimi je distální část základny ventilu, který je v podélném směru (ve směru osy ventilu) v nejvíce proximálním bodu levé koronární a non-koronárního sinu je, v průměru 4,6 ± 2,2 mm a pravý koronární sinus - 8,1 ± 2,8 mm. To je důležitý a významný rozdíl mezi vepřovým ventilem a lidským ventilem.

Svalové vkládání aortálního kužele levé komory podél osy prasečího kořene aorty je mnohem významnější než u alogenního kořene. U prasečích ventilů tato implantace tvořila základnu pravého koronárního ventilu a sinus stejného jména a v menší míře základny sousedních segmentů levého koronárního a nekoronárního ventilu. U alogenních ventilů tato injekce vytváří pouze oporu pro základnu, hlavně pravý koronární sinus a v menší míře i levý koronární sinus.

Analýza velikosti a geometrických poměrů jednotlivých prvků aortální chlopně, v závislosti na intraortikálním tlaku, byla často používána ve funkční anatomii. K tomuto účelu různé výplně kořene aorty ztužený materiál (gumové, parafín, silikonovou pryž, plasty, a další.) A produkovat svou strukturální stabilizace chemickými nebo kryogenních prostředky při různých tlacích. Výsledné otisky nebo strukturované kořeny aorty byly studovány morfometrickou metodou. Tento přístup ke studiu aortální chlopně umožnil určit určité vzorce jeho fungování.

In vitro a in vivo pokusy ukázaly, že kořen aorty je dynamická struktura a většina jejích geometrických parametrů se mění během srdečního cyklu v závislosti na tlaku v aortě a levé komoře. V jiných studiích bylo prokázáno, že funkce ventilů je z velké části určována pružností a roztažností kořene aorty. Vortexové krevní pohyby v dutinách byly při otevření a uzavírání ventilu přiřazeny důležitou roli.

Zkoumání dynamiky geometrických parametrů aortální chlopně se provádí v pokusných zvířatech metodami kinoangiografii vysoké, kamera a kineradiografii, stejně jako u zdravých jedinců pomocí cineangiocardiography. Tyto studie umožnily přesné posouzení dynamiky mnoha prvků kořene aorty a pouze pravděpodobně posoudit dynamiku tvaru a profilu ventilu během srdečního cyklu. Zejména bylo prokázáno, že systolodiastolická expanze sinutubulární sloučeniny je 16-17% a je úzce korelována s arteriálním tlakem. Průměr sinotubulární junkce dosáhne maxima na vrcholu systolického tlaku v levé komoře, čímž se usnadňuje otevření ventilů v důsledku rozdílů komisur směrem ven, a pak se po uzavření ventilů klesá. Průměr sinotubulární křižovatky dosáhne svých minimálních hodnot na konci fáze isovolytické relaxace levé komory a začíná se zvyšovat v diastole. A Sino trubkové kolony Komisurální sloučeniny díky své pružnosti se podílejí na rozložení maximální napětí v klopách, když jsou uzavřeny po dobu rychlého růstu reverzní transvalvular tlakový gradient. Matematické modely byly také vyvinuty pro vysvětlení pohybu letáků při jejich otevírání a zavírání. Data matematického modelování však většinou nesouhlasí s experimentálními daty.

Dynamika základny aortální chlopně ovlivňuje normální činnost ventilových chlopní nebo implantovanou bezrámovou bioprotézu. To ukazuje, že základna ventil obvodu (psi a ovce) dosáhl maximální hodnoty na začátku systoly snížil během systoly a byl minimální v jeho konci. Během diastoly se obvod ventilu zvětšil. Základna aortální chlopně také schopen cyklického asymetrickými mění jeho velikost vzhledem k kontrakce svalu části ventrikuloaortalnogo sloučeniny (mezhstvorchatyh trojúhelníků mezi pravou a levou koronární dutin a základů levou a pravou koronárního sinu). Navíc byly zjištěny střih a torze kořene aorty. Největší torzní deformace pozorovány v Komisurální pilíři mezi non-koronární a levého koronárního sinu a minimum - mezi non-koronární a pravé koronární. Implantace bezrámové bioprotéza s polo-pevné základně může změnit poddajnost kořene aorty torzních deformací, které se přenášejí na torzní deformaci na čínsko trubkové kompozitní sloučenina aorty tvorbu kořenů a distortsiey bioprotéza klapky.

Studie normálních biomechaniky aortální chlopně u mladších jedinců (průměr 21,6 let) podle jícnovou echokardiografií s následným počítačového zpracování videa (120 snímků za sekundu) a analýzu dynamiky geometrických charakteristik prvků aortální chlopně jako funkce času a fáze srdečního cyklu. Bylo ukázáno, že během systoly významně měnit plochy otvoru ventilu, radiální úhel sklonu klapky základny ventilu, průměr základny ventilu a radiální délky chlopní. Průměr sinotubulárního spojení, obvodová délka volného okraje křídla a výška sinusu jsou méně ovlivněny.

Radiální délka ventilu tak byla maximálně v diastolické fázi isovolytické redukce intraventrikulárního tlaku a minima - v systolické fázi redukovaného vyhnanství. Radiální systolodiastolický úsek listu byl v průměru 63,2 ± 1,3%. Ventil byl delší v diastole s vysokým diastolickým gradientem a kratší ve fázi sníženého průtoku krve, kdy systolický gradient byl téměř nulový. Obvod systolického a diastolického rozložení ventilu a sinutubulárního spojení byl 32,0 ± 2,0% a 14,1 ± 1,4%. Radiální úhel sklonu klapky k základně ventilu kolísal v průměru z 22 na diastol na 93 ° v systolu.

Systolický pohyb ventilů, které tvoří aortální ventil, byl konvenčně rozdělen na pět období:

1. přípravné období kleslo na fázi isovolumního zvýšení intraventrikulárního tlaku; ventily byly narovnány, poněkud kratší v radiálním směru, šířka koaptační zóny klesala, úhel se v průměru zvýšil z 22 ° na 60 °;
2. doba rychlého otevření ventilů trvala 20-25 ms; se začátkem vylučování krve v základu ventilů byla vytvořena inverzní vlna, která se rychle rozšířila radiálně na tělo ventilů a dále k jejich volným okrajům;
3. Pík otvoru ventilů byl v první fázi maximálního vyloučení; v tomto období byly volné okraje letáků co nejvíce ohnuty směrem k sinusům, tvar ventilového otvoru se přiblížil kruhu a v profilu ventil připomínal tvar zkráceného invertovaného kužele;
4. doba relativně stabilního otevření ventilů klesla na druhou fázi maximálního vytlačování, volné okraje klapek se vyrovnaly podél osy průtoku, ventil měl tvar válce a klapky postupně zakrývaly; Na konci tohoto období se tvar otvoru ventilu stal trojúhelníkovým;
5. Období rychlého uzavření ventilu se shodovalo s fází redukovaného vyhnanství. U paty klapek vytvořených obrácení vlny, tahové uzávěry zeštíhlené v radiálním směru, což vedlo k jejich uzavření na začátku komorové koaptatsii okrajové oblasti, a pak - k úplnému uzavření ventilů.

Maximální deformace prvků aortální kořeny se vyskytly během období rychlého otevření a uzavření ventilu. Při rychlé změně tvaru ventilů, které tvoří aortální ventil, může dojít k vysokým namáháním, což může vést k degenerativním změnám v tkáni.

Mechanismus otevírání a zavírání klapky tvoří, v uvedeném pořadí, vlnovou inverze a reverzi, stejně jako zvýšení radiální úhel křídla ke spodní ventil do fáze izovolumické zvýšení tlaku uvnitř komory může být přičítáno mechanismů klapky kořene aorty, snižuje deformace a stres z chlopně.