Aortaklaff

Aortaklaffen anses vara den mest studerade sedan en lång tid beskrivs, med början med Leonardo da Vinci (1513) och Valsalva (1740), och många gånger, särskilt under den andra hälften av nittonhundratalet. Samtidigt var studier av tidigare år huvudsakligen beskrivande eller i sällsynta fall jämförande. Som börjar med J Zimmerman (1969), i vilket han föreslog att överväga "ventilfunktionen som en förlängning av dess struktur", de flesta av forskningen var att bära en morfo-funktionell karaktär. Detta tillvägagångssätt till aortaventilfunktionen studie, genom studier av dess struktur var, till viss del, på grund av metodologiska svårigheter att direkt undersöka biomekanik aortaklaffen i de allmänna studier av den funktionella anatomin möjligt att bestämma de morfologiska och funktionella gränserna för aortaklaffen, för att klargöra terminologi och att studera en stor utsträckning dess funktion.

På grund av dessa studier har aortaventilen i stort sett förstått som en enda anatomisk och funktionell struktur relaterad till både aorta och vänster ventrikel.

Enligt föreliggande vyer, är aortaklaffen bulkstrukturen av tratten eller cylindrisk form bestående av tre bihålor, tre trianglar mezhstvorchatyh Henle, tre HALVMÅNFORMIG kuspar och annulus fibrosus, de proximala och distala gränserna av dessa är, respektive, ventrikuloaortalnoe och sinotubular korsningen.

Termen "ventil-aortisk komplex" används mindre vanligt. I snäv mening förstås aortaventilen ibland som ett blockeringselement bestående av tre ventiler, tre kommissioner och en fibrös ring.

Från allmän synvinkel betraktas aortaklappen som en sammansatt struktur bestående av ett starkt fibröst (kraft) skelett och relativt tunna skalelement (sinus och sashväggar) placerade på den. Deformationerna och förskjutningarna av detta skelett uppträder under inverkan av inre krafter som uppstår i skalen som är fastsatta på den. Ramverket bestämmer i sin tur deformationerna och rörelserna hos skalelementen. Ramverket består huvudsakligen av tätt packade kollagenfibrer. Denna utformning av aortaklappen bestämmer dess livslängd.

Bihålorna i Valsalva är en förstorad del av den initiala aortan, avgränsad proximalt av motsvarande segment av fiberringen och ventilen och distalt av sinotubulära förbindningen. Biverkningar är benämnda enligt de avgående koronararterierna koronar, vänster koronar och icke-koronar. Bihuskans vägg är tunnare än aortaväggen och består bara av intima och media, något förtjockad av kollagenfibrer. Samtidigt minskar mängden elastinfibrer i sinusväggen, och kollagenhalten ökar i riktningen från sinotubulär till ventrikuloaortalförbindelsen. Täta kollagenfibrer är huvudsakligen belägna på sinusens yttre yta och är orienterade i omkretsriktningen, och i det underkommande rummet deltar de i bildandet av interstitiella trianglar som uppbär ventilens form. Huvudrollen av bihålor är att omfördela spänningen mellan ventilerna och bihålorna i diastolen och för att upprätta jämviktsställningen för ventilerna till systolen. Biverkningar är uppdelade på grunden av deras bas genom interstitiella trianglar.

Fibrös skelett som bildar aortaklaffen är en enhetlig rumslig struktur starka fibrösa element aortaroten anulus bottenflikarna commissural stavar (kolumner) och sinotubular korsningen. Sinotubulär korsning (en välvd ring eller en välvt kam) är en vågformad anatomisk förbindelse mellan bihålorna och uppåtgående aorta.

Ventriculoaortic joint (ventilbasring) är en rundad anatomisk förbindelse mellan utgångsdelen av vänster ventrikel och aorta, vilket är en fibrös och muskulär struktur. I främmande litteratur om operation, kallas ventrikulärgruppen ofta som "aortic ring". Ventriculoaortalförening bildas i genomsnitt av 45-47% från myokardiet hos artärkonen i vänstra kammaren.

Kommissionen är en linje som förbinder (anslutande) intilliggande flikar med sina periferala proximala marginaler på den inre ytan av den distala delen av aortas rot och sträcker sin distala ände till sinotubulära förbindningen. Kommunalstavarna (inlägg) är de platser där kommisionen fixeras på den inre ytan av aortas rot. Kommissionskolumnerna är den distala förlängningen av de tre segmenten av fiberringen.

De korsande trianglarna i Henle är fibrer eller fibro-muskulära komponenter i aorta roten och är belägna proximala för kommissionen mellan intilliggande segment av fiberringen och motsvarande ventiler. Anatomiskt interstitiella trianglar är en del av aortan, men funktionellt ger de utgångsvägar från vänster ventrikel och påverkas av ventrikulär hemodynamik, och inte aorta. Interstitiella trianglar spelar en viktig roll i ventilens biomekaniska funktion, så att bihålorna kan fungera relativt oberoende, förena dem och stödja en enda geometri av aortas rot. Om trianglarna är små eller asymmetriska, utvecklas en smal fibrös ring eller förvrängningen av ventilen med efterföljande störning av ventilernas funktion. Denna situation kan observeras med aortas bikuspidventil.

Ventil är ventilens låsningselement, dess proximala marginal sträcker sig från den halvpartiella delen av fiberringen, vilket är en tät kollagenstruktur. Ventilen består av kroppen (huvuddelen belastas), ytan på kapslingen (stängning) och basen. De fria kanterna hos intilliggande klaffar i det stängda läget bildar en sammanfogningszon som sträcker sig från kommissionen till klaffens mitt. Den tjockade triangulära formen av den centrala delen av ventilationszonens zon kallades Aranzi-noden.

Bladet som bildar aortaklaven består av tre lager (aorta, ventrikulär och svampig) och är täckt externt med ett tunt endotelskikt. Lager som vender mot aorta (fibrosa) innehåller huvudsakligen kollagenfibrer orienterade i omkretsriktningen i form av buntar och trådar och en liten mängd elastinfibrer. I coaptationszonen av bladets fria kant är detta lager närvarande som separata buntar. Kollagenbalkar i denna zon "suspenderas" mellan kommissoriska kolumner i en vinkel av ungefär 125 ° i förhållande till aortaväggen. I buntens kropp rör sig dessa buntar i en vinkel av cirka 45 ° från fiberringen i form av en halv ellips och slutar på sin motsatta sida. Denna orientering "" kraft 'och buntar bladkanter i form av en' hängbro "är avsedd att överföra trycklaster i diastole med klaffar på sinus och fibrös skelett som bildar aortaklaffen.

I den lossade klaffen är fiberbalkarna i ett kontrakterat tillstånd i form av vågiga linjer anordnade i en omkretsriktning på ett avstånd av ca 1 mm från varandra. Kollagenfibrerna som bildar buntarna i det avslappnade bladet har också en vågig struktur med en vågperiod på ca 20 pm. När belastningen appliceras, räfflar dessa vågor, vilket gör att vävnaden kan sträckas. Helt raka fibrer blir oxtrucerbara. Kollagenbalkens veck viks lätt ut med en liten belastning av bladet. Dessa strålar är tydligt synliga i laddat tillstånd och överfört ljus.

Constansen av de geometriska proportionerna av elementen i aortas rot har studerats med funktionen anatomi. I synnerhet visade sig att förhållandet mellan diametrarna hos den synobulära föreningen och ventilbasen är konstant och är 0,8-0,9. Detta gäller för ventil-aorta komplex av unga och medelålders människor.

Med ålder uppträder kvalitativa processer med onormal aorta väggstruktur, åtföljd av minskad elasticitet och utveckling av förkalkning. Detta leder dels å sin gradvisa expansion och å andra sidan till en minskning av elasticiteten. Förändringar i geometriska proportioner och minskning av utvidgningsförmågan hos aortaklappen uppträder vid en ålder av över 50-60 år, vilket åtföljs av en minskning av ventilens öppningsområde och en försämring av ventilens funktionella egenskaper som helhet. Åldersrelaterade anatomiska och funktionella egenskaper hos patienternas aorta rot bör beaktas vid implantering av ramlösa biologiska substitut i aortapositionen.

En jämförelse av strukturen av en sådan utbildning som aortaventilen hos man och däggdjur utfördes under slutet av 60-talet av XX-talet. I dessa studier visades likheten hos ett antal anatomiska parametrar hos svin och humana ventiler, till skillnad från andra xenogena aorta rötter. I synnerhet visades att de mänskliga, icke-koronära och vänstra koronära sinusventilerna var respektive de största och minsta. Samtidigt var den högra koronar sinus i fläskventilen den största, och den icke-koronära sinusen var den minsta. Samtidigt beskrivs skillnader i den anatomiska strukturen för den högra koronar sinus hos svin och mänsklig aortaklapp för första gången. I samband med utvecklingen av rekonstruktiv plastikkirurgi och ersättning av aorta-ventiler med biologiska ramlösa substitut, har anatomiska studier av aortaklappen återupptagit under senare år.

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

Mänsklig aortaklaff och aorta fläskventil

En jämförande studie av strukturen av den mänskliga aortaklaven och svin-aorta-ventilen som en potentiell xenograft har utförts. Det visades att xenogena ventiler har en relativt låg profil och i de flesta fall (80%) är asymmetriska på grund av den mindre storleken av deras icke-koronära sinus. Måttlig asymmetri av den mänskliga aorta ventilen beror på den mindre storleken av sin vänstra koronar sinus och är inte så uttalad.

Fläsk-aortaventilen, till skillnad från människa, har inte en fibrös ring och dess bihålor sträcker sig inte direkt mot ventilerna. Grisvingarna fästs genom sin semilunarbas direkt mot ventilens botten, eftersom det inte finns någon äkta fibrös ring i fläskventilerna. Baserna av xenogena bihålor och ventiler är fästa på fibrösa och / eller fibrösa muskulära delar av ventilbasen. Till exempel är basen av krokventilens icke-koronar och vänstra koronarventiler i form av divergerande blad (fibrosa och ventnculans) fästa på ventilens fibrösa bas. Med andra ord håller ventilerna som bildar fläsk-aortaklappen inte direkt bihålorna, som i de allogena aorta rötterna. Mellan dem är den distala delen av ventilbasen, som i längdriktningen (längs ventilaxeln) på den mest proximala punkten av den vänstra krans och icke-sinus coronarius är, i genomsnitt, 4,6 ± 2,2 mm och den högra sinus coronarius - 8,1 ± 2,8 mm. Detta är en viktig och signifikant skillnad mellan fläskventilen och den mänskliga ventilen.

Muskulär införande av aorta-konen i vänster ventrikel längs axeln i aortas svinrot är mycket mer signifikant än i den allogena roten. I svinventiler bildade denna implantering basen av den högra koronarventilen och sinus med samma namn och i mindre utsträckning basen av de intilliggande segmenten av vänster koronar och icke-koronarventiler. I allogena ventiler skapar denna injektion endast stöd till basen, huvudsakligen den högra koronar sinus och, i mindre utsträckning, den vänstra koronar sinusen.

Analys av storlek och geometriska proportioner av enskilda delar av aortaklaffen, beroende på det tryck som används i intraaortisk funktionell anatomi tillräckligt ofta. För detta ändamål annan fyllnadsaortaroten stelnade material (gummi, paraffin, silikongummi, plast, och andra.) Och producera sitt strukturell stabilisering av kemiska eller kryogena medel vid olika tryck. De resulterande intryck eller strukturerade aorta rötter undersöktes med den morfometriska metoden. Detta tillvägagångssätt vid studien av aortaklappen gjorde det möjligt att fastställa vissa mönster för dess funktion.

In vitro och in vivo-experiment visades att aortas rot är en dynamisk struktur och de flesta av dess geometriska parametrar förändras under hjärtcykeln beroende på trycket i aorta och vänster ventrikel. I andra studier visades det att ventilens funktion i stor utsträckning bestämdes av elasticiteten och utsträckningen av aortas rot. Vortex blodrörelser i bihålorna fick en viktig roll vid öppning och stängning av ventilerna.

Undersökning av dynamiken av geometriska parametrar hos aortaklaffen utfördes i försöksdjur genom metoder kinoangiografii hög, foto och kineradiografii, såväl som i friska individer som använder cineangiocardiography. Dessa studier gjorde det möjligt att noggrant bedöma dynamiken i många delar av aortas rot och förmodligen bestämma dynamiken av formen och profilen av ventilen under hjärtcykeln. I synnerhet visades det att systolodiastolisk expansion av den sinotubulära föreningen är 16-17% och är nära korrelerad med arteriellt tryck. Diametern hos den sinotubular junction når ett maximum vid topp systoliska trycket i den vänstra ventrikeln, vilket underlättar öppning av ventilerna på grund av skillnader kommissurer utåt, och minskar sedan efter stängning av ventilerna. Diametern hos den sinotubulära förbindningen når sina minimivärden vid slutet av fasen av isovolytisk avspänning i vänster ventrikel och börjar öka i diastolen. Och sino-rörformiga kolonner commissural förening på grund av dess flexibilitet inblandade i distributionen av de maximala spänningar i flikama när de är stängda under en period av snabb tillväxt omvänd transvalvulär tryckgradient. Matematiska modeller utvecklades också för att förklara rörelsen av broschyrerna under öppning och stängning. Dataen i matematisk modellering överensstämde i stor utsträckning inte med experimentdata.

Dynamik aortaklaffen har en inverkan på den normala driften av klaffbladen eller ramlösa implanteras bioprosthesis. Det visar ventilbasen omkretsen (hundar och får) har nått ett maximalt värde vid början av systole minskade under systole och var minimal i dess ände. Under diastolen ökade ventilens omkrets. Basen av aortaklaffen även kunna cyklisk asymmetrisk ändrar sin storlek på grund av sammandragning av muskeln partiet ventrikuloaortalnogo förening (mezhstvorchatyh trianglar mellan höger och vänster krans bihålor, och baserna hos de vänstra och högra koronarsinus). Dessutom detekterades skjuvning och vridning av aortas rot. Den största vrid deformation observeras i commissural pelare mellan den icke-koronar och vänster koronar sinus och minimum - mellan icke-koronar och höger krans. Implantation ramlösa bioprosthesis med det halvstyva bas kan ändra böjligheten hos aortaroten för vridande deformationer, som kommer att överföra den vriddeformering på sino-rörformiga komposit förening aortaroten bildning och distortsiey bioprosthesis flikar.

En studie av normala biomekanik aortaklaffen hos yngre individer (medeltal 21,6 år) genom transesofageal ekokardiografi med efterföljande databehandling av video (120 bilder per sekund) och analysen av dynamiken hos de geometriska egenskaperna hos de delar av aortaklaffen som en funktion av tid och hjärtcykelfaser. Det visades att under systole påtagligt variera ventilöppningsarea, den radiella lutningsvinkeln för ventilklaffen bas, diametern av ventilbasen och den radiella längden av flikarna. I mindre utsträckning modifierad sinotubular diameter korsning, den periferiella längden av de fria kantflikarna och höjd bihålor.

Således var ventilens radiella längd maximal i den diastoliska fasen av den isovolytiska reduktionen av intraventrikulärt tryck och minsta - i den reducerade exilens systoliska fas. Bladets radiella systolodiastoliska sträcka var i genomsnitt 63,2 ± 1,3%. Ventilen var längre i diastol med en hög diastolisk gradient och kortare i fasen av det reducerade blodflödet när den systoliska gradienten var nära noll. Omkretsen av den systoliska och diastoliska distansen av ventilen och sinotubulär förbindning var 32,0 ± 2,0% respektive 14,1 ± 1,4%. Den snedställda vinkeln på klaffens lutning mot ventilens botten varierade i genomsnitt från 22 till diastol till 93 ° i systol.

Den systoliska rörelsen hos ventilerna som bildar aortaflaven uppdelades konventionellt i fem perioder:

1. Preparatperioden föll på fasen av den isovoluminala ökningen i intraventrikulärt tryck; ventilerna raktes, något kortare i radiell riktning, bredden på kodningszonen minskade, vinkeln ökade i genomsnitt från 22 ° till 60 °;
2. perioden för snabb öppning av ventilerna varade 20-25 ms; med början av utstötningen av blod vid basen av ventilerna bildades en inversionsvåg som snabbt spred sig radiellt mot ventilerna och vidare till deras fria kanter;
3. Toppen för öppningen av ventilerna var i den första fasen av maximal utvisning; Under denna period fria kantflikarna maximalt böjda mot bihålor ventilöppnings form närmar sig en cirkel, och i en ventilprofil som påminner om en stympad inverterad konisk form;
4. period av relativt stabila öppning av ventilerna är i den andra fasen av utdrivning av den maximala, de fria kanterna av flikarna rätas längs flödesaxeln hos ventilen tar en cylindrisk form, och gradvis klaffar täcktes; Vid slutet av denna period blev formen på ventilöppningen trekantig;
5. Perioden för snabb tillslutning av ventilen sammanföll med fasen av reducerad exil. Vid basen av flikarna bildade våg återföring, drag nedbantade jalusier i radiell riktning, vilket ledde till de avslutas vid början av ventrikulär koaptatsii kantzonen, och sedan - till fullständig stängning av ventilerna.

De maximala deformationerna av aorta-rotelementen inträffade under perioderna med snabb öppning och stängning av ventilen. Med en snabb förändring i form av ventilerna som bildar aortaklaven kan stora spänningar uppstå i dem, vilket kan leda till degenerativa förändringar i vävnaden.

Mekanismen för öppnings- och stängningsflikar för att bilda respektive en våg inversion och reversion, samt öka radiell vinkel av fönsterbågen till bottenventilen in i en fas av isovolymetrisk tryckökning inuti ventrikeln kan hänföras till spjällmekanismer aortaroten, minska deformation och påkänning av ventilbladen.