Zastawka aortalna

Zastawka aortalna jest uważana za najbardziej badane od dłuższego czasu jest opisana rozpoczynając Leonardo da Vinci (1513) i Valsalwy (1740), a także wiele razy, zwłaszcza w drugiej połowie XX wieku. Jednocześnie badania z lat ubiegłych były głównie opisowe lub, rzadziej, porównawcze. Począwszy J Zimmerman (1969), w którym proponuje się rozważyć „funkcję zaworu jako przedłużenie jego struktury”, większość badań było nosić charakter Morpho-funkcjonalne. Takie podejście do badania funkcji zastawki aortalnej poprzez badanie jego strukturę, w pewnym stopniu, ze względu na trudności z metod stosowanych bezpośrednio badanie biomechaniki zastawki aortalnej w ogólnych studiów anatomii funkcjonalnej możliwe określenie morfologicznych i funkcjonalnych granice zastawki aortalnej, wyjaśnienie terminologii i badać w znacznym stopniu swoją funkcję.

Dzięki tym badaniom zastawka aortalna była szeroko rozumiana jako pojedyncza anatomiczna i funkcjonalna struktura związana zarówno z aortą, jak i lewą komorą.

Według obecnych poglądów zastawki aortalnej jest objętościowej struktury komina albo cylindrycznym kształcie, składająca się z trzech zatok trójkątów mezhstvorchatyh Henle trzy półksiężycowatych guzki i pierścienia włóknistego, proksymalny i granice dystalnej, które są, odpowiednio, ventrikuloaortalnoe i połączenia zatokowo-cylindrycznego.

Termin "zespół zastawki aortalnej" jest stosowany rzadziej. W wąskim znaczeniu, zastawka aortalna jest czasami rozumiana jako element blokujący składający się z trzech zaworów, trzech spoin i pierścienia włóknistego.

Z punktu widzenia mechaniki ogólnej zastawka aortalna jest traktowana jako złożona struktura składająca się z mocnego włóknistego (siły) szkieletu i umieszczonych na nim względnie cienkich elementów skorupy (ściany zatoki i skrzydła). Deformacje i przemieszczenia tego szkieletu występują pod działaniem sił wewnętrznych powstających w zamocowanych na nim skorupach. Ramy, z kolei, określa odkształcenia i ruchy elementów powłoki. Ramy składają się głównie z ciasno upakowanych włókien kolagenowych. Ta konstrukcja zastawki aortalnej determinuje długowieczność jej funkcji.

Zatoki Valsalvy są powiększoną częścią początkowej aorty, ograniczonej proksymalnie przez odpowiedni odcinek włóknistego pierścienia i zastawki, a dystalnie przez połączenie sinotubularne. Zatoki są nazywane zgodnie z odejściem tętnic wieńcowych od prawej wieńcowej, od lewej do wieńcowej i nie-wieńcowej. Ściana zatok jest cieńsza niż ściana aorty i składa się tylko z błony wewnętrznej i środkowej, nieco pogrubionej włóknami kolagenowymi. W tym samym czasie ilość włókien elastyny zmniejsza się w ścianie sinusoidalnej, a kolagenowy wzrost w kierunku od połączenia sinotubularnego do połączenia ventriculoaortal. Gęste włókna kolagenowe znajdują się przeważnie na zewnętrznej powierzchni zatok i są zorientowane w kierunku obwodowym, aw podkupowanej przestrzeni biorą udział w tworzeniu trójkątów śródmiąższowych podtrzymujących kształt zastawki. Główną rolą zatok jest redystrybucja napięcia między zastawkami i zatokami w rozkurczu oraz ustalenie położenia równowagi zaworów do skurczu. Zatoki dzieli się na poziomie ich podstawy za pomocą trójkątów śródmiąższowych.

Włóknista struktura tworząca zastawkę aortalną jest pojedynczą przestrzenną strukturą silnych włóknistych elementów podstawy aorty, włóknistego pierścienia podstawy zastawek, prętów spoidłowych (słupków) i połączenia sinotoczkowego. Sinotubularne skrzyżowanie (łukowaty pierścień lub wygięty łuk grzebieniowy) to anatomiczne połączenie faliste pomiędzy zatokami i aortą wstępującą.

Staw Ventriculoaortic (pierścień podstawy zastawki) jest zaokrąglonym anatomicznym połączeniem pomiędzy sekcją wyjściową lewej komory a aortą, która jest włóknistą i muskularną strukturą. W literaturze zagranicznej dotyczącej chirurgii staw ventriculoort jest często określany jako "pierścień aortalny". Stężenie Ventriculoaortal powstaje średnio 45-47% z mięśnia sercowego stożka tętniczego lewej komory.

Więźba jest linią łączącą (łączącą) sąsiednie klapy z obwodowymi bliższymi brzegami na wewnętrznej powierzchni dystalnego segmentu podstawy aorty i rozciągającą jej dalszy koniec do połączenia rurkowo-rurowego. Pręty spoidłowe (słupy) są miejscami mocowania spoiwa na wewnętrznej powierzchni korzenia aorty. Kolumny spoidłowe są dalszym przedłużeniem trzech segmentów włóknistego pierścienia.

Przecinające się trójkąty Henle'a są włóknistymi lub włóknisto-mięśniowymi komponentami korzenia aorty i znajdują się w pobliżu węzłówka między sąsiednimi segmentami włóknistego pierścienia a odpowiednimi zaworami. Anatomicznie śródmiąższowe trójkąty są częścią aorty, ale funkcjonalnie zapewniają ścieżki wyjścia z lewej komory i mają wpływ na hemodynamikę komorową, a nie aortę. Trójkąty śródmiąższowe odgrywają ważną rolę w biomechanicznej funkcji zastawki, pozwalając zatokom funkcjonować względnie niezależnie, jednocząc je i wspierając pojedynczą geometrię korzenia aorty. Jeżeli trójkąty są małe lub asymetryczne, wówczas powstaje wąski włóknisty pierścień lub zniekształcenie zaworu, co powoduje dalsze zakłócenie działania zaworów. Sytuację tę można zaobserwować w przypadku zastawki dwupłatkowej aorty.

Zawór jest elementem zamykającym zawór, jego bliższy brzeg rozciąga się od pół-pierścieniowej części włóknistego pierścienia, który jest gęstą strukturą kolagenu. Zawór składa się z korpusu (obciążana główna część), powierzchni połączenia (zamknięcia) i podstawy. Wolne krawędzie sąsiednich klapek w pozycji zamkniętej tworzą strefę koaptacyjną rozciągającą się od spoidła do środka klapki. Zagęszczony trójkątny kształt centralnej części strefy koagulacji zaworu nazwano węzłem Aranziego.

Liść tworzący zastawkę aortalną składa się z trzech warstw (aortalnej, komorowej i gąbczastej) i jest pokryty zewnętrznie cienką warstwą śródbłonka. Warstwy zwrócone do aorty (włóknie) zawierają głównie włókna kolagenowe zorientowane w kierunku obwodowym w postaci wiązek i pasm oraz niewielką ilość włókien elastyny. W strefie koagulacji swobodnej krawędzi liścia warstwa ta występuje w postaci oddzielnych wiązek. Belki kolagenu w tej strefie są "zawieszone" między kolumnami spoidłowymi pod kątem około 125 ° w stosunku do ściany aorty. W korpusie wiązki te przemieszczają się pod kątem około 45 ° od pierścienia włóknistego w kształcie półellipy i kończą się po jego przeciwnej stronie. Ta orientacja wiązek "mocy" i krawędzi liścia w postaci "mostu wiszącego" jest zaprojektowana do przenoszenia obciążenia ciśnieniowego w rozkurczu od zastawki do zatok i włóknistego rusztowania, które tworzy zastawkę aortalną.

W nieobciążonej klapie belki włókniste są w stanie skurczonym w postaci falistych linii rozmieszczonych w kierunku obwodowym w odległości około 1 mm od siebie. Włókna kolagenowe tworzące wiązki w rozluźnionym liściu mają również falistą strukturę z okresem fali około 20 μm. Po nałożeniu obciążenia fale te wyprostowują się, umożliwiając rozciąganie się tkanki. Całkowicie wyprostowane włókna stają się nierozciągliwe. Fałdy wiązek kolagenowych łatwo prostują się z lekkim obciążeniem liścia. Belki te są wyraźnie widoczne w naładowanym stanie i przepuszczonym świetle.

Trwałość geometrycznych proporcji elementów korzenia aorty badano metodą anatomii funkcjonalnej. W szczególności stwierdzono, że stosunek średnic stawu gąbczastego do podstawy zastawki jest stały i wynosi 0,8-0,9. Dotyczy to zespołów zastawkowo-aortalnych osób młodych i w średnim wieku.

Wraz z wiekiem zachodzą procesy jakościowe nienormalnej struktury ściany aorty, której towarzyszy spadek jej elastyczności i rozwój zwapnień. Prowadzi to z jednej strony do stopniowego rozszerzania się, az drugiej strony do spadku elastyczności. Zmiany w proporcjach geometrycznych i zmniejszenie rozszerzalności zastawki aortalnej występują w wieku ponad 50-60 lat, czemu towarzyszy zmniejszenie obszaru otwarcia zastawek i pogorszenie charakterystyki funkcjonalnej zastawki jako całości. Podczas implantacji bezramowych substytutów biologicznych w pozycji aorty należy wziąć pod uwagę związane z wiekiem anatomiczne i funkcjonalne cechy korzenia aorty.

Porównanie struktury takiej edukacji, jak zastawka aortalna człowieka i ssaków, przeprowadzono pod koniec lat 60. XX wieku. W tych badaniach wykazano podobieństwo wielu parametrów anatomicznych zastawek świńskich i ludzkich, w przeciwieństwie do innych ksenogenicznych korzeni aorty. W szczególności wykazano, że ludzkie nie-wieńcowe i lewe zastawki wieńcowe były odpowiednio największe i najmniejsze. W tym samym czasie prawy zatok wieńcowy w zastawce wieprzowej był największy, a zatokę nie-wieńcową był najmniejszy. Jednocześnie po raz pierwszy opisano różnice w anatomicznej budowie prawej zatoki wieńcowej świńskich i ludzkich zastawek aortalnych. W związku z rozwojem rekonstrukcyjnej chirurgii plastycznej i wymiany zastawki aortalnej z biologicznymi bezramkowymi substytutami, w ostatnich latach wznowiono anatomiczne badania zastawki aortalnej.

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

Ludzka zastawka aortalna i zastawka aortalna

Przeprowadzono badania porównawcze struktury ludzkiej zastawki aortalnej i zastawki aortalnej wieprzowiny jako potencjalnego ksenoprzeszczepu. Wykazano, że zawory ksenogeniczne mają stosunkowo niski profil iw większości przypadków (80%) są asymetryczne ze względu na mniejszy rozmiar ich nie-wieńcowej zatoki. Umiarkowana asymetria ludzkiej zastawki aortalnej wynika z mniejszego rozmiaru lewej zatoki wieńcowej i nie jest tak wyraźna.

W przeciwieństwie do człowieka, zastawka aortalna wieprzowiny nie ma włóknistego pierścienia, a zatoki nie sąsiadują bezpośrednio z podstawą zastawki. Skrzydła świni są przymocowane przez ich półksiężycową podstawę bezpośrednio do podstawy zaworu, ponieważ w zaworach wieprzowych nie ma prawdziwego pierścienia włóknistego. Podstawy ksenogenicznych zatok i zaworów są przymocowane do włóknistych i / lub włóknisto-mięśniowych części podstawy zaworu. Na przykład, podstawa nie-wieńcowych i lewej guzków wieńcowych świni zaworu w postaci arkuszy i rozbieżne (fibrosa ventnculans) są mocowane do włóknistego zaworu bazowej. Innymi słowy, zastawki, które tworzą zastawkę aorty, nie przylegają bezpośrednio do zatok, tak jak w alogenicznych korzeniach aorty. Pomiędzy nimi znajduje się dalsza część gniazda zaworu, który w kierunku wzdłużnym (w kierunku osi zaworu) co najwyżej bliższego punktu lewej zatoki wieńcowej i niezwiązana z chorobą wieńcową, średnio 4,6 ± 2,2 mm, a prawej zatoki wieńcowej - 8,1 ± 2,8 mm. Jest to ważna i znacząca różnica między zaworem wieprzowym a ludzką zastawką.

Mięśniowe wstawienie stożka aorty lewej komory wzdłuż osi w trzonie świni aorty jest znacznie ważniejsze niż w allogenicznym rdzeniu. W zaworach świńskich implantacja ta stanowiła podstawę prawej zastawki wieńcowej i zatok o tej samej nazwie, aw mniejszym stopniu podstawę sąsiednich segmentów lewej komory wieńcowej i nie-wieńcowych. W zastawkach allogenicznych iniekcja ta stanowi jedynie wsparcie dla podstawy, głównie prawej zatoki wieńcowej i, w mniejszym stopniu, lewej zatoki wieńcowej.

Analiza wielkości i geometrycznych proporcji poszczególnych elementów zastawki aortalnej, w zależności od ciśnienia wewnątrzaortalnego, była często stosowana w anatomii funkcjonalnej. W tym celu stosuje się różne korzenia aorty zestalony materiałów napełnienia (kauczuk, parafiny, silikonu, tworzywa sztuczne i inne.), Co spowoduje jego strukturalnej stabilizacji środków chemicznych lub kriogenicznych przy różnych ciśnieniach. Uzyskane wrażenia lub strukturalne korzenie aorty badano metodą morfometryczną. Takie podejście do badania zastawki aortalnej umożliwiło ustalenie pewnych wzorców jego funkcjonowania.

Eksperymenty in vitro i in vivo wykazały, że korzeń aorty jest strukturą dynamiczną, a większość jej parametrów geometrycznych zmienia się podczas cyklu serca, w zależności od ciśnienia w aorcie i lewej komorze. W innych badaniach wykazano, że funkcja zaworów w dużej mierze zależy od elastyczności i rozciągliwości korzenia aorty. Wirowe ruchy krwi w zatokach zostały przypisane istotną rolę w otwieraniu i zamykaniu zaworów.

Badanie dynamiki parametrów geometrycznych zastawki aortalnej przeprowadzono w doświadczeniu na zwierzętach, stosując metody szybkiej angiografii filmowej, kinematografii i kinodiografii, a także u zdrowych osób za pomocą kinangiardiografii. Badania te pozwoliły na dokładną ocenę dynamiki wielu elementów korzenia aorty i tylko przypuszczalnie oceniają dynamikę kształtu i profilu zastawki podczas cyklu serca. W szczególności wykazano, że systolodiastolicowa ekspansja związku gąbczastego wynosi 16-17% i jest ściśle skorelowana z ciśnieniem tętniczym. Średnica złącza sinotoczkowego osiąga swoje maksymalne wartości w szczycie ciśnienia skurczowego w lewej komorze, ułatwiając w ten sposób otwarcie zaworów z powodu rozbieżności spoidła na zewnątrz, a następnie zmniejsza się po zamknięciu zaworów. Średnica złącza sinotoczkowego osiąga swoje minimalne wartości pod koniec fazy relaksacji izowolitycznej lewej komory i zaczyna wzrastać w rozkurczu. Pręty spoidłowe i skrzyżowanie gąbczaste, ze względu na ich elastyczność, uczestniczą w rozkładzie maksymalnego naprężenia w klapach po ich zamknięciu w okresie gwałtownego wzrostu odwrotnego gradientu ciśnienia poprzecznego. Opracowano również modele matematyczne, aby wyjaśnić ruch ulotek podczas ich otwierania i zamykania. Jednak dane modelowania matematycznego w dużej mierze nie zgadzały się z danymi eksperymentalnymi.

Dynamika podstawy zastawki aortalnej wpływa na prawidłowe działanie klapek zastawki lub implantowanej bezramowej bioprotezy. To pokazuje obwód gniazda zaworu (psy i owce) osiąga maksymalną wartość na początku skurczu w trakcie skurczu spadła była minimalna w celu. Podczas rozkurczu obwód zastawki uległ zwiększeniu. Podstawa zastawki aortalnej w stanie cyklicznego Asymetryczne zmienia swój rozmiar w wyniku skurczu mięśni ventrikuloaortalnogo części związku (trójkąty mezhstvorchatyh pomiędzy prawą i lewą zatok serca oraz podstawy po lewej i prawej zatoki wieńcowej). Ponadto wykryto ścinanie i skręcanie korzenia aorty. Największą skrętna deformacja obserwowane w spoidłowej filarze między non-wieńcowych i lewej zatoki wieńcowej, a minimalna - między non-wieńcowych i prawo wieńcowych. Implantacja bezramowa bioprotezy z pół-sztywnej podstawy można zmieniać giętkość korzenia aorty na odkształcenia skrętne, które przenoszą się na odkształcenia skręcające zatokowo-rurowy korzenia aorty związek kompozytowego i distortsiey klapy zastawką.

Badanie zwykłych biomechaniki zastawki aorty u osób młodszych (średnio 21,6 lat) przez transesophageal echokardiografii z kolejnym komputerowego przetwarzania wideo (120 klatek na sekundę), a do analizy dynamiki geometrycznych charakterystyk elementów zastawki aortalnej w funkcji czasu i sercowych faz cyklu. Pokazano, że skurcz znacznie zmienia obszar otwarcia zaworu, kąt radialny nachylenia klapy do podstawy zaworu, średnicę podstawy zaworu i promieniową długość zaworu. Średnica połączenia sinotoczkowego, obwodowa długość swobodnej krawędzi skrzydła i wysokość zatoki są mniej dotknięte.

Tak więc promieniowa długość zastawki była maksymalna w fazie rozkurczowej izowolitycznej redukcji ciśnienia śródkomorowego, a minimalna - w skurczowej fazie zmniejszonego wygnania. Radialny odcinek systolodiastoliczny liścia wynosił średnio 63,2 ± 1,3%. Zawór był dłuższy w rozkurczu z wysokim gradientem rozkurczowym i krótszy w fazie zmniejszonego przepływu krwi, gdy gradient skurczowy był bliski zeru. Obwód rozkurczu skurczowego i rozkurczowego zastawki i połączenia sinotoczkowego wynosił odpowiednio 32,0 ± 2,0% i 14,1 ± 1,4%. Promieniowy kąt nachylenia klapy do podstawy zaworu wahał się średnio od 22 do rozkurczu do 93 ° w skurczu.

Ruch skurczowy zastawek tworzących zastawkę aortalną podzielono konwencjonalnie na pięć okresów:

1. okres przygotowawczy przypada na fazę izowoluminalnego wzrostu ciśnienia wewnątrzkomorowego; zawory zostały wyprostowane, nieco krótsze w kierunku promieniowym, szerokość strefy koopetacyjnej zmniejszona, kąt zwiększony średnio od 22 ° do 60 °;
2. okres szybkiego otwierania zaworów trwał 20-25 ms; wraz z początkiem wydalania krwi u podstawy zaworów utworzono falę wywracającą, która gwałtownie rozprzestrzeniła się promieniowo do korpusu zaworów i dalej do ich wolnych krawędzi;
3. Szczyt otwarcia zaworów był w pierwszej fazie maksymalnego wydalania; w tym okresie wolne krawędzie płatków wygięte w największym możliwym stopniu w kierunku sinusoidy, kształt otworu zaworu zbliżył się do koła, a w profilu zawór przypominał kształt ściętego odwróconego stożka;
4. okres względnie stabilnego otwarcia zaworów spadł do drugiej fazy maksymalnego wydmuchu, wolne krawędzie klap wyprostowały się wzdłuż osi przepływu, zawór przybrał kształt cylindra, a klapy stopniowo zakryły; Pod koniec tego okresu kształt otworu zaworu stał się trójkątny;
5. Okres szybkiego zamknięcia zaworu zbiegł się z fazą zmniejszonego wygnania. U podstawy skrzydeł uformowała się fala rewersji, rozciągając zakręcone klapy w kierunku promieniowym, co doprowadziło do ich zamknięcia najpierw na krawędzi komory strefy koopetacyjnej, a następnie do całkowitego zamknięcia zaworów.

Maksymalne odkształcenia podstawowych elementów aorty wystąpiły w okresach szybkiego otwierania i zamykania zaworu. Przy szybkiej zmianie kształtu zaworów, które tworzą zastawkę aortalną, mogą w nich wystąpić wysokie naprężenia, które mogą prowadzić do zmian zwyrodnieniowych w tkance.

Mechanizm otwierania i zamykania klapy tworzą odpowiednio inwersji fali i zmiany kierunku obrotów, a także zwiększenie promieniowy kąt skrzydła do dolnego zaworu w fazie isovolumic wzrostu ciśnienia wewnątrz komory mogą być przypisane do mechanizmów przepustnic aorty, zmniejszenie odkształceń i naprężeń płatków zastawki.