Aortálny ventil

Aortálna chlopňa je považovaný za najviac študoval, pretože dlhú dobu je popísaná počínajúc Leonardo da Vinci (1513) a Valsalvových (1740), a mnohokrát, a to najmä v druhej polovici XX storočia. Zároveň boli štúdie z minulých rokov hlavne opisné alebo, zriedkavejšie, porovnávacie. Počnúc J Zimmerman (1969), v ktorom navrhuje zvážiť funkciu "ventilu ako rozšírenie jeho štruktúry", väčšina z výskumu bolo nosiť znak morfologicko-funkčné. Tento prístup k aortálnej štúdie funkcie ventilu, cez štúdiu o jeho štruktúry bolo, do určitej miery, v dôsledku metodických ťažkostí priamo vyšetrovanie biomechaniku aortálnej chlopne v všeobecných štúdií funkčné anatómiu možné určiť morfologických a funkčných hranice aortálnej chlopne, na objasnenie terminológie a študovať vo veľkej miere svoju funkciu.

Kvôli týmto štúdiám bola aortálna chlopňa široko chápaná ako jedna anatomická a funkčná štruktúra vzťahujúca sa na aortu i ľavú komoru.

Podľa súčasných názorov je aortálnej chlopňa je objemová štruktúra lievika alebo valcového tvaru, pozostávajúci z troch dutín, tri trojuholníky mezhstvorchatyh Henly, tri semilunární vrcholy a anulus fibrosus, proximálnej a distálnej hranice, ktoré sú, v uvedenom poradí, ventrikuloaortalnoe a sinotubulární junkcie.

Termín "komplex s ventilom aorty" sa používa menej často. V úzkom zmysle je aortálna chlopňa niekedy chápaná ako blokujúci prvok pozostávajúci z troch chlopní, troch komínov a vláknitého prstenca.

Z hľadiska všeobecnej mechaniky, aortálna chlopňa je považovaný za kompozitné štruktúry, pozostávajúce z silné vláknitého (napájanie) rámu a leží na sebe relatívne tenkých doskových prvkov (sinus stenových a krídla). Deformácie a posuny tejto kostry sa vyskytujú pri pôsobení vnútorných síl, ktoré vznikajú v pripevnených nábojoch. Rámček na druhej strane určuje deformácie a pohyby obalových prvkov. Rámec pozostáva predovšetkým z tesne zabalených kolagénových vlákien. Táto konštrukcia aortálnej chlopne určuje dlhovekosť svojej funkcie.

Dutiny Valsalvy sú zväčšenou časťou počiatočnej aorty, ktorá je ohraničená proximálne zodpovedajúcim segmentom vláknitého prstenca a ventilu a distálne cez sinotubulárny spoj. Sínusy sú pomenované podľa odchádzajúcich koronárnych artérií pravého koronárneho, ľavého koronárneho a nekoronárneho. Steny dutín sú tenšie ako steny aorty a pozostávajú len z intimy a médií, ktoré sú trochu zahustené kolagénovými vláknami. Množstvo elastínových vlákien sa zároveň znižuje v sínusovej stene a kolagénne sa zväčšuje v smere od sinotubulárneho ku komorovému kanáliku. Husté kolagénové vlákna sú usporiadané s výhodou na vonkajšom povrchu sínusov a sú orientované v obvodovom smere, a v priestore podkomissuralnom zúčastňuje sa tvorby mezhstvorchatyh trojuholníkov podpory ventil tvar. Hlavnou úlohou dutín je prerozdelenie napätia medzi ventilmi a dutinami v diastole a vytvorenie rovnovážnej polohy ventilov k systóliu. Sínusy sú rozdelené na úrovni ich základne intersticiálnymi trojuholníkmi.

Vláknité kostra, ktorá tvorí aortálna chlopňa je unitárny priestorová štruktúra silné vláknité prvky koreňa aorty anulus chlopní Komisurální tyče (stĺpce) a sinotubulární junkcie. Sinutubulárna križovatka (klenutý krúžok alebo klenutý hrebeň) je zvlnené tvary anatomického spojenia medzi sínusmi a vzostupnou aortou.

Ventrikuloaortalnoe zlúčenina (kruh báza ventil) - zaoblený anatomické spojenie medzi výstupnou delenie ľavej komory a aorty, ktorý je vláknitý, a svalovej štruktúry. V zahraničnej literatúre o operácii sa ventrikulotický kĺb často označuje ako "aortálny krúžok". Ventriculoaortálna zlúčenina sa tvorí v priemere 45-47% z myokardu arteriálneho kužeľa ľavej komory.

Komín je spojenie spojujúce priľahlé chlopne s okrajovými proximálnymi okrajmi na vnútornom povrchu distálneho segmentu koreňa aorty a pretiahnutím jeho distálneho konca k sino-tubulárnej spojke. Komorové tyče (stĺpy) sú miesta fixácie na vnútornom povrchu koreňa aorty. Komurálne stĺpy sú vzdialené rozšírenie troch segmentov vláknitého krúžku.

Pretínajúce sa trojuholníky Henle sú vláknité alebo fibro-svalové zložky koreňa aorty a sú umiestnené v blízkosti komínov medzi susednými segmentmi vláknitého krúžku a zodpovedajúcimi ventilmi. Anatomicky intersticiálne trojuholníky sú súčasťou aorty, ale funkčne poskytujú výstupné cesty z ľavej komory a sú ovplyvnené ventrikulárnou hemodynamikou a nie aortou. Intersticiálne trojuholníky hrajú dôležitú úlohu v biomechanickej funkcii ventilu, dovoľujú, aby dutiny fungovali relatívne nezávisle, spájali ich a podporovali jednu geometriu koreňa aorty. Ak sú trojuholníky malé alebo asymetrické, potom vzniká úzky vláknitý krúžok alebo deformácia ventilu s následným narušením funkcie ventilov. Táto situácia sa môže pozorovať pri dvojkusnej chlopni aorty.

Ventil je ventilový uzatvárací prvok, jeho proximálny okraj sa rozprestiera od semilunulárnej časti vláknitého prstenca, čo je hustá štruktúra kolagénu. Ventil pozostáva z telesa (hlavná časť je naplnená), povrchu spojenia (uzatvárania) a podkladu. Voľné okraje susedných chlopní v uzavretej polohe tvoria koaptačnú zónu, ktorá sa rozprestiera od komérií po stred klapky. Zahustený trojuholníkový tvar strednej časti koaptačnej zóny ventilu bol nazývaný uzlom Aranzi.

List, ktorý tvorí aortálnu chlopňu, pozostáva z troch vrstiev (aortálnej, ventrikulárnej a hubovitého) a je vonkajšie pokrytý tenkou endoteliálnou vrstvou. Vrstvy obrátené k aortke (fibroza) obsahujú najmä kolagénové vlákna orientované v obvodovom smere vo forme zväzkov a prameňov a malé množstvo elastínových vlákien. V zóne spojenia voľného okraja listu je táto vrstva prítomná ako oddelené zväzky. Kolagénové lúče v tejto zóne sú "pozastavené" medzi komisurálnymi stĺpmi pod uhlom približne 125 ° vzhľadom na stenu aorty. V tele zväzku sa tieto zväzky pohybujú v uhle asi 45 ° od vláknitého prstenca vo forme polovice elipsy a končia na svojej protiľahlej strane. Táto orientácia "výkonových" nosníkov a okrajov listu vo forme "závesného mostíka" je navrhnutá tak, aby prenášala tlakové zaťaženie v diastole z ventilu na sínusy a vláknité lešenie, ktoré tvoria aortálnu chlopňu.

Vo vyloženej chlopni sú vláknité nosníky v zmršťovacom stave vo forme vlnitých čiar, usporiadaných v obvodovom smere vo vzdialenosti približne 1 mm od seba. Kolagénové vlákna, ktoré tvoria zväzky v uvoľnenom liste, majú tiež vlnitú štruktúru s vlnovou periódou asi 20 μm. Keď sa zaťaženie aplikuje, tieto vlny sa vyrovnajú, čo umožňuje tkanivu natiahnuť. Úplne narovnané vlákna sú nerozťažiteľné. Priehyby kolagénových lúčov sa ľahko narovnávajú miernym zaťažením listu. Tieto lúče sú zreteľne viditeľné v zaťaženom stave a pri prenose svetla.

Konštanta geometrických pomerov prvkov koreňa aorty bola študovaná metódou funkčnej anatómie. Najmä sa zistilo, že pomer priemerov sinotubulárneho kĺbu a ventilovej základne je konštantný a je 0,8 - 0,9. Toto platí pre komplexy ventilov a aorty mladých ľudí a ľudí stredného veku.

S vekom sa vyskytujú kvalitatívne procesy abnormálnej štruktúry steny aorty sprevádzané poklesom elasticity a vývojom kalcifikácie. Toto vedie na jednej strane k jej postupnému rozširovaniu a na druhej strane ku zníženiu elasticity. Zmeny geometrických pomerov a zníženie dilatovateľnosti aortálnej chlopne sa vyskytujú vo veku nad 50-60 rokov, čo je sprevádzané poklesom otevíračnej plochy ventilov a zhoršením funkčných charakteristík ventilu ako celku. Pri implantovaní bezrakovinových biologických náhrad v aortálnej polohe by sa mali brať do úvahy vekové anatomické a funkčné charakteristiky koreňa aorty pacientov.

Porovnanie štruktúry takéhoto vzdelávania ako aortálnej chlopne človeka a cicavcov sa uskutočnilo koncom 60. Rokov 20. Storočia. V týchto štúdiách bola na rozdiel od iných xenogénnych koreňov aorty znázornená podobnosť s množstvom anatomických parametrov prasacej a ľudskej chlopne. Predovšetkým sa ukázalo, že ľudské nekoronárne a ľavé koronárne sínusové ventily boli najväčšie a najmenšie. Súčasne bol najväčší pravý koronárny sínus vo vreckovom ventile a najmenší bol nekoronárny sínus. Súčasne boli popísané rozdiely v anatomickej štruktúre pravého koronárneho sínusu prasacej a ľudskej aortálnej chlopne. V súvislosti s vývojom rekonštrukčnej plastickej chirurgie a náhrady aortálnej chlopne s biologickými bezrámovými náhradami sa v posledných rokoch obnovili anatomické štúdie aortálnej chlopne.

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

Ľudská aortálna chlopňa a aortálna bravčová chlopňa

Bola vykonaná porovnávacia štúdia štruktúry ľudskej aortálnej chlopne a bravčovej aortálnej chlopne ako potenciálneho xenoštepu. Ukázalo sa, že xenogénne ventily majú relatívne nízky profil a vo väčšine prípadov (80%) sú asymetrické vzhľadom na menšiu veľkosť ich nekoronárneho sínusu. Stredná asymetria ľudskej aortálnej chlopne je spôsobená menšou veľkosťou jej ľavého koronárneho sínusu a nie je tak výrazná.

Vakcová aortálna chlopňa, na rozdiel od človeka, nemá vláknitý krúžok a jej dutiny nie priamo ohraničujú základňu ventilov. Prasacie krídla sú pripevnené svojou semilunárnou základňou priamo na základňu ventilu, pretože v bravčových ventiloch nie je žiadny pravý vláknitý krúžok. Základy xenogénnych sínusov a ventilov sú pripojené k vláknitým a / alebo vláknitým svalovým častiam ventilovej základne. Napríklad základňa non-koronárnej a ľavej koronárnej cípov prasacej ventilu vo forme rozdielnymi listov (fibróza a ventnculans) sú pripojené k vláknité základňovej ventilu. Inými slovami, ventily, ktoré tvoria bravčové aortálne chlopne, priamo nesúvisia s dutinami, ako v prípade alogénnych koreňov aorty. Medzi nimi je distálna časť základne ventilu, ktorý je v pozdĺžnom smere (v smere osi ventilu) v najviac proximálnom bodu ľavej koronárnej a non-koronárneho sínusu je, v priemere 4,6 ± 2,2 mm a pravý koronárnej sinus - 8,1 ± 2,8 mm. To je dôležitý a významný rozdiel medzi bravčovým ventilom a ľudským ventilom.

Svalové vloženie aortálneho kužeľa ľavej komory pozdĺž osi prasačieho koreňa aorty je oveľa významnejšie ako v alogénnom koreňovom kanáli. U ošípaných je zavedenie ventilov stali základom pravej vencovité letáku rovnakého mena a dutiny, a v menšej miere základňa susediacich segmentov ľavej koronárnej a nekoronárnych hrbolčeky. V alogénnych ventiloch táto injekcia vytvára iba oporu pre základňu, hlavne pravý koronárny sínus a v menšej miere aj ľavý koronárny sínus.

Analýza veľkosti a geometrických pomerov jednotlivých prvkov aortálnej chlopne, v závislosti od intraaortálneho tlaku, sa často používala vo funkčnej anatómii. K tomuto účelu rôzne výplne koreňa aorty stužený materiál (gumové, parafín, silikónovú gumu, plasty, a ďalšie.) A produkovať svoju štrukturálnu stabilizácia chemickými alebo kryogénnych prostriedkami pri rôznych tlakoch. Výsledné dojmy alebo štruktúrované korene aorty boli študované morfometrickou metódou. Tento prístup k štúdiu aortálnej chlopne umožnil vytvoriť určité modely jeho fungovania.

Pri pokusoch in vitro a in vivo bolo preukázané, že koreň aorty je dynamická štruktúra a väčšina jeho geometrických parametrov meniť v priebehu srdcového cyklu v závislosti od tlaku v aorte a ľavej komory. V iných štúdiách sa ukázalo, že funkcia ventilov je z veľkej časti determinovaná elasticitou a rozťažnosťou koreňa aorty. Počas otvárania a zatvárania ventilov bola dôležitá úloha vírivých krvných pohybov v dutinách.

Skúmanie dynamiky geometrických parametrov aortálnej chlopne sa vykonáva v pokusných zvieratách metódami kinoangiografii vysoké, kamera a kineradiografii, rovnako ako u zdravých jedincov pomocou cineangiocardiography. Tieto štúdie umožnili presné posúdenie dynamiky mnohých prvkov koreňa aorty a len pravdepodobne zhodnotili dynamiku tvaru a profilu ventilu počas srdcového cyklu. Konkrétne sa ukázalo, že systolodiastolická expanzia sinutubulárnej zlúčeniny je 16 až 17% a je tesne korelovaná s arteriálnym tlakom. Priemer sinotubulární junkcie dosiahne maximum na vrchole systolického tlaku v ľavej komore, čím sa uľahčuje otvorenia ventilov v dôsledku rozdielov komisur smerom von, a potom sa po uzavretí ventilov klesá. Priemer sinotubulárneho spojenia dosiahne svoje minimálne hodnoty na konci fázy izovolytickej relaxácie ľavej komory a začína sa zvyšovať v diastole. A Sino rúrkové kolóny Komisurální zlúčeniny vďaka svojej pružnosti sa podieľajú na rozloženie maximálne napätie v chlopniach, keď sú uzavreté po dobu rýchleho rastu reverznej transvalvular tlakový gradient. Na vysvetlenie pohybu letákov počas ich otvárania a zatvárania boli vyvinuté aj matematické modely. Údaje matematického modelovania však väčšinou nesúhlasili s experimentálnymi údajmi.

Dynamika aortálnej chlopne má vplyv na normálnu prevádzku chlopne alebo bezrámové implantovaného bioprotéza. To ukazuje, že základňa ventil obvodu (psi a ovce) dosiahol maximálne hodnoty na začiatku systoly znížil počas systoly a bol minimálny v jeho konci. Počas diastoly sa obvod ventilu zvýšil. Základňa aortálnej chlopne tiež schopný cyklického asymetrickými mení jeho veľkosť vzhľadom k kontrakcie svalu časti ventrikuloaortalnogo zlúčeniny (mezhstvorchatyh trojuholníkov medzi pravou a ľavou koronárnej dutín a základov ľavú a pravú koronárneho sínusu). Okrem toho sa zistilo strihanie a krútenie koreňa aorty. Najväčší torzné deformácie pozorované v Komisurální pilieri medzi non-koronárnej a ľavého koronárneho sínusu a minimum - medzi non-koronárnej a pravej koronárnej. Implantácia bezrámové bioprotéza s polo-pevnej základni môže zmeniť poddajnosť koreňa aorty torzných deformácií, ktoré sa prenášajú na torzná deformáciu na čínsko rúrkové kompozitný zlúčenina aorty tvorbu koreňov a distortsiey bioprotéza klapky.

Štúdia normálnych biomechaniky aortálnej chlopne u mladších jedincov (priemer 21,6 rokov) podľa pažerákovou echokardiografiou s následným počítačového spracovania videa (120 snímok za sekundu) a analýzu dynamiky geometrických charakteristík prvkov aortálnej chlopne ako funkcia času a fázy srdcového cyklu. Bolo ukázané, že počas systoly významne meniť plochy otvoru ventilu, radiálne uhol sklonu klapky základne ventilu, priemer základne ventilu a radiálne dĺžky chlopní. V menšej miere modifikovať priemere sinotubulární junkcie, obvodové dĺžke voľného okraja chlopní a výška dutín.

Radiálna dĺžka ventilu bola teda maximálna v diastolickej fáze izovolytickej redukcie intraventrikulárneho tlaku a minima - v systolickej fáze redukovaného exilu. Radiálny systolodiastolický úsek listu bol v priemere 63,2 ± 1,3%. Ventil bol dlhší v diastole s vysokým diastolickým gradientom a kratší vo fáze zníženého prietoku krvi, keď bol systolický gradient blízko k nule. Obvod systolickej a diastolickej distenzie ventilu a sinotubulárneho spojenia bol 32,0 ± 2,0% a 14,1 ± 1,4%. Radiálny uhol sklonu klapky k základni ventilu sa v priemere pohyboval od 22 do diastoly až 93 ° v systole.

Systolický pohyb ventilov, ktoré tvoria aortálnu chlopňu, bol konvenčne rozdelený na päť období:

1. prípravné obdobie kleslo na fázu izovolumenálneho nárastu intraventrikulárneho tlaku; ventily boli narovnávané, o niečo kratšie v radiálnom smere, šírka koaptačnej zóny klesala, uhol sa zväčšil v priemere z 22 ° na 60 °;
2. doba rýchleho otvárania ventilov trvala 20-25 ms; so začiatkom vylúčenia krvi v spodnej časti ventilov bola vytvorená inverzná vlna, ktorá sa rýchlo rozšírila radiálne na teleso ventilov a ďalej k ich voľným okrajom;
3. Pík otvoru ventilov bol v prvej fáze maximálneho vylúčenia; v tomto období sa voľné okraje listov ohýbané čo najviac oproti sínusom, tvar ventilového otvoru priblížil ku kruhu a v profile bol ventil podobný tvaru zrezaného invertovaného kužeľa;
4. doba relatívne stabilného otvárania ventilov klesla na druhú fázu maximálneho vylúčenia, voľné okraje chlopní narovnávali pozdĺž osi prietoku, ventil mal formu valca a chlopne sa postupne pokryli; Do konca tohto obdobia sa tvar otvoru ventilu stal trojuholníkový;
5. Obdobie rýchleho uzatvorenia ventilu sa zhodovalo s fázou redukovaného exilu. Pri päte klapiek vytvorených obrátenie vlny, ťahové uzávery zoštíhlené v radiálnom smere, čo viedlo k ich uzavretiu na začiatku komorovej koaptatsii okrajové oblasti, a potom - k úplnému uzavretiu ventilov.

Maximálne deformácie prvkov aortálnej korene sa vyskytli počas periódy rýchleho otvárania a zatvárania ventilu. Pri rýchlej zmene tvaru ventilov, ktoré tvoria aortálnu chlopňu, môže v nich vzniknúť vysoké napätie, čo môže viesť k degeneratívnym zmenám v tkanive.

Mechanizmus otvárania a zatvárania klapky tvorí, v uvedenom poradí, vlnovú inverzie a reverziu, rovnako ako zvýšenie radiálne uhol krídla k spodnej ventil do fázy izovolumické zvýšenie tlaku vnútri komory môže byť pripísané mechanizmov klapky koreňa aorty, znižuje deformácie a stres z chlopne.