Injap aorta

Injap aorta dianggap sebagai yang paling banyak dikaji, kerana ia telah diterangkan lama dahulu, bermula dengan Leonardo da Vinci (1513) dan Valsalva (1740), dan berulang kali, terutamanya semasa separuh kedua abad ke-20. Pada masa yang sama, kajian tahun-tahun lepas terutamanya bersifat deskriptif atau, kurang kerap, bersifat perbandingan. Bermula dengan karya J Zimmerman (1969), di mana penulis mencadangkan untuk mempertimbangkan "fungsi injap sebagai kesinambungan strukturnya", kebanyakan kajian mula bersifat morfofungsi. Pendekatan ini terhadap kajian fungsi injap aorta melalui kajian strukturnya adalah, pada tahap tertentu, disebabkan oleh kesukaran metodologi kajian langsung biomekanik injap aorta secara keseluruhan. Kajian anatomi berfungsi memungkinkan untuk menentukan sempadan morfofungsi injap aorta, menjelaskan istilah, dan juga mengkaji fungsinya secara besar-besaran.

Terima kasih kepada kajian ini, injap aorta dalam erti kata yang luas mula dianggap sebagai satu struktur anatomi dan berfungsi yang berkaitan dengan kedua-dua aorta dan ventrikel kiri.

Mengikut konsep moden, injap aorta adalah struktur isipadu berbentuk corong atau bentuk silinder, yang terdiri daripada tiga sinus, tiga segitiga intercuspid Henle, tiga cusps semilunar dan cincin berserabut, sempadan proksimal dan distal yang masing-masing adalah, persimpangan ventrikuloaortik dan sinotubular.

Kurang biasa digunakan ialah istilah "kompleks valvular-aortic". Dalam erti kata yang sempit, injap aorta kadangkala difahami sebagai elemen pengunci yang terdiri daripada tiga cusps, tiga commissures dan cincin berserabut.

Dari sudut pandangan mekanik am, injap aorta dianggap sebagai struktur komposit yang terdiri daripada rangka gentian (kuasa) yang kuat dan unsur-unsur cangkerang yang agak nipis (dinding sinus dan cusps) diletakkan di atasnya. Ubah bentuk dan pergerakan bingkai ini berlaku di bawah tindakan daya dalaman yang timbul dalam cengkerang yang melekat padanya. Bingkai pula menentukan ubah bentuk dan pergerakan unsur cangkerang. Bingkai terutamanya terdiri daripada gentian kolagen yang padat. Reka bentuk injap aorta ini menentukan ketahanan fungsinya.

Sinus Valsalva adalah bahagian meluas bahagian awal aorta, terhad secara proksimal oleh segmen sepadan cincin berserabut dan cusp, dan distal oleh persimpangan sinotubular. Sinus dinamakan mengikut arteri koronari dari mana ia berlepas: koronari kanan, koronari kiri, dan bukan koronari. Dinding sinus adalah lebih nipis daripada dinding aorta dan hanya terdiri daripada intima dan media, agak menebal oleh gentian kolagen. Dalam kes ini, bilangan gentian elastin di dinding sinus berkurangan, dan gentian kolagen meningkat dalam arah dari sinotubular ke persimpangan ventrikuloaortik. Serat kolagen padat terletak terutamanya di sepanjang permukaan luar sinus dan berorientasikan pada arah lilitan, dan di ruang subcommissural mereka mengambil bahagian dalam pembentukan segitiga intercusp yang menyokong bentuk injap. Peranan utama sinus adalah untuk mengagihkan semula ketegangan antara cusps dan sinus semasa diastole dan untuk mewujudkan kedudukan keseimbangan cusps semasa systole. Sinus dibahagikan pada tahap asasnya oleh segitiga intercusp.

Rangka kerja berserabut yang membentuk injap aorta ialah satu struktur ruang tunggal unsur berserabut kuat akar aorta, gelang berserabut pangkal injap, batang komisural (lajur) dan simpang sinotubular. Persimpangan sinotubular (cincin melengkung, atau rabung melengkung) ialah sambungan anatomi berbentuk gelombang antara sinus dan aorta menaik.

Persimpangan ventrikulo-aorta (cincin pangkal injap) ialah sambungan anatomi bulat antara saluran keluar ventrikel kiri dan aorta, yang merupakan struktur berserabut dan berotot. Dalam kesusasteraan pembedahan asing, persimpangan ventriculo-aortic sering dipanggil "cincin aorta". Persimpangan ventrikulo-aortik terbentuk, secara purata, sebanyak 45-47% daripada miokardium konus arteri ventrikel kiri.

Commissure ialah garis sambungan (sentuhan) cusps bersebelahan dengan tepi proksimal persisian mereka pada permukaan dalaman segmen distal akar aorta dan hujung distalnya terletak pada persimpangan sinotubular. Batang komisural (lajur) ialah tempat penetapan komisura pada permukaan dalaman akar aorta. Lajur komisar ialah kesinambungan distal bagi tiga segmen gelang berserabut.

Segitiga intercuspid Henle ialah komponen berserabut atau fibromuskular akar aorta dan terletak proksimal dengan komisura antara segmen bersebelahan cincin berserabut dan cusps masing-masing. Secara anatomi, segitiga intercuspid adalah sebahagian daripada aorta, tetapi secara fungsional ia menyediakan saluran aliran keluar dari ventrikel kiri dan dipengaruhi oleh ventrikel dan bukannya hemodinamik aorta. Segitiga intercuspid memainkan peranan penting dalam fungsi biomekanik injap dengan membenarkan sinus berfungsi secara relatifnya, dengan menyatukannya, dan dengan mengekalkan geometri akar aorta yang seragam. Jika segi tiga adalah kecil atau tidak simetri, gelang berserabut sempit atau herotan injap dengan disfungsi cusps seterusnya berkembang. Keadaan ini boleh dilihat pada injap aorta bicuspid.

Cusp ialah elemen pengunci injap, dengan tepi proksimalnya memanjang dari bahagian semilunar cincin berserabut, yang merupakan struktur kolagen yang padat. Cusp terdiri daripada badan (bahagian utama yang dimuatkan), permukaan coaptation (penutupan), dan tapak. Tepi bebas cusps bersebelahan dalam kedudukan tertutup membentuk zon coaptation memanjang dari commissures ke tengah cusp. Bahagian tengah zon coaptation cusp yang menebal berbentuk segi tiga dipanggil nod Aranzi.

Risalah yang membentuk injap aorta terdiri daripada tiga lapisan (aorta, ventrikel dan spongy) dan ditutup di bahagian luar dengan lapisan endothelial nipis. Lapisan yang menghadap aorta (fibrosa) terutamanya mengandungi gentian kolagen yang berorientasikan arah lilitan dalam bentuk berkas dan helai, dan sejumlah kecil gentian elastin. Dalam zon coaptation pinggir bebas risalah, lapisan ini hadir dalam bentuk berkas individu. Ikatan kolagen di zon ini "digantung" di antara lajur komisar pada sudut kira-kira 125 ° berbanding dengan dinding aorta. Di dalam badan risalah, berkas ini berlepas pada sudut kira-kira 45 ° dari cincin berserabut dalam bentuk separa elips dan berakhir di sisi bertentangannya. Orientasi berkas "kuasa" dan tepi risalah dalam bentuk "jambatan gantung" ini bertujuan untuk memindahkan beban tekanan semasa diastole dari risalah ke sinus dan rangka kerja berserabut yang membentuk injap aorta.

Dalam injap yang tidak dimuatkan, berkas berserabut berada dalam keadaan menguncup dalam bentuk garisan bergelombang yang terletak dalam arah lilitan pada jarak kira-kira 1 mm antara satu sama lain. Gentian kolagen yang membentuk berkas juga mempunyai struktur beralun dalam injap santai dengan tempoh gelombang kira-kira 20 μm. Apabila beban dikenakan, gelombang ini meluruskan, membenarkan tisu meregang. Gentian yang diluruskan sepenuhnya menjadi tidak dapat dipanjangkan. Lipatan berkas kolagen mudah diluruskan di bawah sedikit beban injap. Ikatan ini jelas kelihatan dalam keadaan dimuatkan dan dalam cahaya yang dihantar.

Ketekalan perkadaran geometri unsur akar aorta dikaji menggunakan kaedah anatomi berfungsi. Khususnya, didapati bahawa nisbah diameter simpang sinotubular dan pangkalan injap adalah malar dan berjumlah 0.8-0.9. Ini benar untuk kompleks injap-aorta individu muda dan pertengahan umur.

Dengan usia, proses kualitatif gangguan struktur dinding aorta berlaku, disertai dengan penurunan keanjalannya dan perkembangan kalsifikasi. Ini membawa, di satu pihak, kepada pengembangan beransur-ansur, dan di pihak yang lain, kepada penurunan keanjalan. Perubahan dalam perkadaran geometri dan penurunan kebolehlanjutan injap aorta berlaku pada usia lebih 50-60 tahun, yang disertai dengan penurunan dalam kawasan pembukaan cusps dan kemerosotan ciri-ciri fungsi injap secara keseluruhan. Ciri-ciri anatomi dan fungsi yang berkaitan dengan usia bagi akar aorta pesakit harus diambil kira apabila menanam pengganti biologi tanpa bingkai dalam kedudukan aorta.

Perbandingan struktur pembentukan seperti injap aorta manusia dan mamalia telah dilakukan pada akhir 1960-an. Kajian ini menunjukkan persamaan beberapa parameter anatomi injap babi dan manusia, berbeza dengan akar aorta xenogenik yang lain. Khususnya, telah ditunjukkan bahawa sinus koronari bukan koronari dan kiri injap manusia adalah, masing-masing, yang terbesar dan terkecil. Pada masa yang sama, sinus koronari kanan injap babi adalah yang terbesar, dan bukan koronari adalah yang terkecil. Pada masa yang sama, perbezaan dalam struktur anatomi sinus koronari kanan babi dan injap aorta manusia diterangkan buat kali pertama. Sehubungan dengan pembangunan pembedahan plastik rekonstruktif dan penggantian injap aorta dengan pengganti tanpa bingkai biologi, kajian anatomi injap aorta telah disambung semula dalam beberapa tahun kebelakangan ini.

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

Injap aorta manusia dan injap aorta babi

Kajian perbandingan struktur injap aorta manusia dan injap aorta babi sebagai xenograf berpotensi telah dijalankan. Telah ditunjukkan bahawa injap xenogeneik mempunyai profil yang agak rendah dan tidak simetri dalam kebanyakan kes (80%) disebabkan oleh saiz sinus bukan koronari yang lebih kecil. Asimetri sederhana injap aorta manusia disebabkan oleh saiz sinus koronari kirinya yang lebih kecil dan tidak begitu ketara.

Injap aorta babi, tidak seperti manusia, tidak mempunyai cincin berserabut dan sinusnya tidak bersempadan secara langsung dengan pangkal cusps. Cusp babi dilekatkan dengan tapak semilunarnya terus ke pangkal injap, kerana cincin berserabut sebenar tiada dalam injap babi. Pangkalan sinus xenogeneik dan cusps dilekatkan pada bahagian berserabut dan/atau fibromuskular asas injap. Sebagai contoh, pangkal cusps koronari bukan koronari dan kiri injap babi dalam bentuk risalah mencapah (fibrosa dan ventnculans) dilekatkan pada pangkal berserabut injap. Dalam erti kata lain, cusps yang membentuk injap aorta babi tidak bersebelahan secara langsung dengan sinus, seperti dalam akar aorta alogenik. Di antara mereka adalah bahagian distal pangkalan injap, yang dalam arah membujur (di sepanjang paksi injap) pada tahap titik paling proksimal sinus koronari dan bukan koronari kiri adalah sama, secara purata, hingga 4.6 ± 2.2 mm, dan sinus koronari kanan - 8.1 ± 2.8 mm. Ini adalah perbezaan penting dan ketara antara injap babi dan injap manusia.

Kemasukan otot kon aorta ventrikel kiri di sepanjang paksi dalam akar aorta babi adalah jauh lebih penting daripada dalam alogenik. Dalam injap babi, sisipan ini membentuk pangkal puncak koronari kanan dan sinus dengan nama yang sama, dan pada tahap yang lebih rendah pangkal segmen bersebelahan cusps koronari kiri dan bukan koronari. Dalam injap alogenik, sisipan ini hanya mencipta sokongan untuk asas, terutamanya, sinus koronari kanan dan, sedikit sebanyak, sinus koronari kiri.

Analisis saiz dan perkadaran geometri unsur-unsur individu injap aorta bergantung kepada tekanan intra-aorta digunakan dalam anatomi berfungsi dengan kerap. Untuk tujuan ini, akar aorta dipenuhi dengan pelbagai bahan pengerasan (getah, parafin, getah silikon, plastik, dll.), dan penstabilan strukturnya dilakukan secara kimia atau kriogenik di bawah tekanan yang berbeza. Tuangan yang terhasil atau akar aorta berstruktur dikaji menggunakan kaedah morfometrik. Pendekatan ini terhadap kajian injap aorta memungkinkan untuk menubuhkan beberapa corak fungsinya.

Eksperimen in vitro dan in vivo telah menunjukkan bahawa akar aorta adalah struktur yang dinamik dan kebanyakan parameter geometrinya berubah semasa kitaran jantung bergantung kepada tekanan dalam aorta dan ventrikel kiri. Kajian-kajian lain telah menunjukkan bahawa fungsi cusps sebahagian besarnya ditentukan oleh keanjalan dan distensibility akar aorta. Pergerakan vorteks darah dalam sinus telah diberikan peranan penting dalam pembukaan dan penutupan cusps.

Dinamik parameter geometri injap aorta dikaji dalam eksperimen haiwan menggunakan sineangiografi berkelajuan tinggi, sinematografi, dan sineradiografi, serta pada individu yang sihat menggunakan sineangiokardiografi. Kajian ini membolehkan kami menganggarkan dinamik banyak unsur akar aorta dengan agak tepat dan hanya menganggarkan secara sementara dinamik bentuk dan profil injap semasa kitaran jantung. Khususnya, telah ditunjukkan bahawa pengembangan sistolik-diastolik persimpangan sinotubular adalah 16-17% dan berkait rapat dengan tekanan arteri. Diameter persimpangan sinotubular mencapai nilai maksimumnya pada puncak tekanan sistolik dalam ventrikel kiri, dengan itu memudahkan pembukaan injap disebabkan oleh perbezaan komisur ke luar, dan kemudian berkurangan selepas penutupan injap. Diameter persimpangan sinotubular mencapai nilai minimumnya pada penghujung fasa kelonggaran isovolumik ventrikel kiri dan mula meningkat dalam diastole. Lajur komisar dan simpang sinotubular, disebabkan kelenturannya, mengambil bahagian dalam pengagihan tegasan maksimum dalam risalah selepas penutupannya semasa tempoh peningkatan pesat dalam kecerunan tekanan transvalvular songsang. Model matematik juga telah dibangunkan untuk menerangkan pergerakan risalah semasa pembukaan dan penutupan. Walau bagaimanapun, data daripada pemodelan matematik sebahagian besarnya tidak konsisten dengan data eksperimen.

Dinamik asas injap aorta mempengaruhi operasi normal risalah injap atau bioprostesis tanpa bingkai yang diimplan. Telah ditunjukkan bahawa perimeter asas injap (anjing dan biri-biri) mencapai nilai maksimum pada permulaan systole, menurun semasa systole dan adalah minimum pada penghujungnya. Semasa diastole, perimeter injap meningkat. Pangkal injap aorta juga mampu melakukan perubahan asimetri kitaran dalam saiznya disebabkan oleh penguncupan bahagian otot persimpangan ventrikuloaortik (segitiga intercuspid antara sinus koronari kanan dan kiri, serta pangkal sinus koronari kiri dan kanan). Di samping itu, ubah bentuk ricih dan kilasan akar aorta telah didedahkan. Ubah bentuk kilasan terbesar dicatatkan di kawasan lajur komisar antara sinus koronari bukan koronari dan kiri, dan minimum - antara koronari bukan koronari dan koronari kanan. Implantasi bioprostesis tanpa bingkai dengan tapak separa tegar boleh mengubah pematuhan akar aorta kepada ubah bentuk kilasan, yang akan membawa kepada pemindahan ubah bentuk kilasan ke persimpangan sinotubular akar aorta komposit dan pembentukan herotan risalah bioprostesis.

Kajian biomekanik normal injap aorta pada individu muda (21.6 tahun secara purata) telah dijalankan menggunakan ekokardiografi transesophageal dengan pemprosesan komputer berikutnya imej video (sehingga 120 bingkai sesaat) dan analisis dinamik ciri-ciri geometri unsur injap aorta bergantung pada masa dan fasa kitaran jantung. Telah ditunjukkan bahawa semasa systole, kawasan pembukaan injap, sudut jejari risalah ke pangkalan injap, diameter tapak injap, dan panjang jejarian risalah berubah dengan ketara. Diameter persimpangan sinotubular, panjang lilitan tepi bebas risalah, dan ketinggian sinus berubah ke tahap yang lebih rendah.

Oleh itu, panjang jejari risalah adalah maksimum dalam fasa diastolik penurunan isovolumik dalam tekanan intraventrikular dan minimum dalam fasa sistolik pelepasan berkurangan. Regangan sistolik-diastolik jejari risalah adalah, secara purata, 63.2±1.3%. Risalah itu lebih panjang dalam diastole dengan kecerunan diastolik yang tinggi dan lebih pendek dalam fasa aliran darah berkurangan, apabila kecerunan sistolik menghampiri sifar. Regangan sistolik-diastolik lilitan risalah dan simpang sinotubular adalah, masing-masing, 32.0±2.0% dan 14.1±1.4%. Sudut jejari kecenderungan risalah ke pangkal injap berubah, secara purata, daripada 22 dalam diastole kepada 93° dalam systole.

Pergerakan sistolik cusps yang membentuk injap aorta secara konvensional dibahagikan kepada lima tempoh:

1. tempoh persediaan berlaku semasa fasa peningkatan isovolumik dalam tekanan intraventrikular; injap diluruskan, dipendekkan agak dalam arah jejarian, lebar zon coaptation berkurangan, sudut meningkat, secara purata, dari 22° hingga 60°;
2. tempoh pembukaan pesat injap berlangsung 20-25 ms; dengan permulaan pengusiran darah, gelombang penyongsangan terbentuk di pangkal injap, yang dengan cepat merebak ke arah radial ke badan injap dan seterusnya ke tepi bebasnya;
3. puncak pembukaan injap berlaku semasa fasa pertama pengusiran maksimum; dalam tempoh ini, tepi bebas injap dibengkokkan secara maksimum ke arah sinus, bentuk bukaan injap menghampiri bulatan, dan dalam profil injap menyerupai bentuk kon terbalik terpenggal;
4. tempoh pembukaan injap yang agak stabil berlaku semasa fasa kedua pengusiran maksimum, tepi bebas injap diluruskan di sepanjang paksi aliran, injap mengambil bentuk silinder, dan injap ditutup secara beransur-ansur; menjelang akhir tempoh ini, bentuk bukaan injap menjadi segi tiga;
5. tempoh penutupan injap pantas bertepatan dengan fasa lonjakan berkurangan. Di pangkal cusps, gelombang reversion telah terbentuk, meregangkan cusps yang dikontrak ke arah jejari, yang membawa kepada penutupan mereka terlebih dahulu di sepanjang pinggir ventrikel zon coaptation, dan kemudian untuk melengkapkan penutupan cusps.

Ubah bentuk maksimum unsur akar aorta berlaku semasa tempoh pembukaan dan penutupan cepat injap. Dengan perubahan pesat dalam bentuk cusps yang membentuk injap aorta, tekanan tinggi boleh berlaku di dalamnya, yang boleh menyebabkan perubahan degeneratif dalam tisu.

Mekanisme pembukaan dan penutupan injap dengan pembentukan, masing-masing, gelombang penyongsangan dan penyongsangan, serta peningkatan sudut jejari kecenderungan injap ke pangkal injap dalam fasa peningkatan tekanan isovolumik di dalam ventrikel boleh dikaitkan dengan mekanisme redaman akar aorta, mengurangkan ubah bentuk dan tekanan injap.