Хирургическая анатомия корня аорты

Первая премия Фонда развития медицинской науки и образования им. В.А. Алмазова

Хирургическая анатомия корня аорты

С.П. Марченко

Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова, Клиника Хирургии усовершенствования врачей им. П.А. Куприянова

Резюме

В результате внедрения нового направления в кар-диохирургических исследованиях (метода клинической пластинадии для изучения взаимоотношений корпя аорты с окружающими структурами сердца) создана топог-рафо-анатомическая база для проведения реконструктивных операций на корне аорты. Разработана видеолекция, отражающая функциональные и структурные особенности корпя аорты, предназначенная для обучения кардиологов, кардиохирургов и специалистов ультра-звуковой диагностики.

Работа выполнена в клинике Хирургии усовершенствования врачей им. H.A. Куприянова под руководством профессора H.II. Шихвердиева и Международном морфологическом центре иод руководством кандидата медицинских наук Д.А. Старчека.

Слева направо: Елена Пухова (ВМА им. Кирова), Сергей Марченко (ВМА им. Кирова). Мария 11 року дина («Фонд

Surgical anatomy of the aortic root Awaeoea*), Михаил Рудаков

S.D. Marchenko

Military medical academy, P.A. Kuprianov's Cardiovascular Surgery Clinic

Resume

In this stud}' a new method of clinical plastination was applied to the study of structural relations of aortic root with surrounding structures. As a result the topographo-anatomical base for aortic root reconstructive operations was created. We developed educational videolecture which displays functional and structural features of aortic root. The results of this study are designed for cardiologists, cardiac surgeons and ultrasound specialists.

This study was performed at the Cardiovascular Surgery Clinic named after P. A. Kuprianov, Medical-Military academy and at the International Morphological center.

Статья поступила в редакцию: 13.05.07. и принята к печати: 05.07.07.

Актуальность темы исследования

Применение реконструктивных методов в хирургии корня аорты на сегодняшний день ограничено. Оперативное лечение приобретенной патологии клапанов сердца в разных масштабах в нашей стране проводится в 72 клиниках, в 6А из них применяется только протезирование клапанов. В случае успешно проведенной операции по реконструкции аортального клапана, у пациента полностью устраняются проявления сердечной недостаточности, отсутствует необходимость в приеме антикоагулянтов, отсутствует вероятность развития целого ряда связанных с механическим протезом жизиеугрожающих осложнений [Шихвердиев H.H. и соавт., 2006]. Представленные данные свидетельствуют, в частности, о необходимости проведения фундаментальных морфологических исследований, расшире-

нии топографо-анатомической базы для решения рас-сматриваемои 11 роблем ы.

Научная новизна исследования

Впервые для исследования структурной и пространственной анатомии корня аорты применен метод плас-тинации. На основании данных топографической анатомии разработаны и научно обоснованы вопросы взаимоотношения корня аорты с окружающими структурами сердца, морфометрическими исследованиями определены толографо-анатомические взаимоотношения структур корня аорты.

Цель исследования:

Внедрение метода клинической пластикации в кар-диохиругические исследования и морфологические обо-

снования для изучения взаимоотношений корня аорты с окружающими структурами сердца и методов реконструктивной коррекции аортальных пороков.

Задачи исследования

1 ) Создание toi юграфо-анатомической базы для проведения реконструктивных операций на корне аорты.

2) Изучение toiюграфической и функциональной ai ia-томии корня аорты, механизмов нарушения его функции.

3) Разработка видеолекции, отражающей функциональные и структурные особенности корня аорты, предназначенной для обучения кардиологов, кардиохирургов и специалистов ультразвуковой диагностики.

Материалы и методы

Работа выполнена в клинике Хирургии усовершенствования врачей им. П.А. Куприянова Военно-медицинской академии под руководством профессора H.H. Шихверди-ева и Международном морфологическом центре под руководством кандидата медицинских наук Д.А. Старчика.

Основу экспериментального материала составили исследования проведенные на 25 нефиксированных трупах взрослых людей. Для изучения пространственной анатомии выполнена пластинация 16 препаратов сердца с экспозицией корня аорты. Морфологические и морфо-метрические исследования выполнены автором. Обработка, анализ полученных данных и остальные исследования выполнены совместное научными руководителями.

Методика полимерного бальзамирования

Сущностью процесса полимерного бальзамирования является замена воды и липидов в биологических тканях на прозрачные полимеры и смолы. В результате этой обработки анатомические препараты приобретают новые уникальные свойства, позволяющие широко использовать их в клинических исследованиях [Д. Старчик, 1999].

Процесс полимерного бальзамирования начинается с фиксации биологического материала и заканчивается отвердением полимера внутри образца. Длительность процесса зависит от размера и сложности изготавливаемого анатомического препарата и составляет от 2 до 7 месяцев.

Методика полимерного бальзамирования хорошо отработана. Изготовление препаратов корня аорты производилось в 5 последовательно выполняемых этапов:

1) Ручное изготовление препарата

2) Дегидратация и обезжиривание

3) Наполнение камер сердца полимером

4) Пропитывание смолой

5) Полимеризация смол

Ручное изготовление препаратов - препарирование - традиционно сложный и кропотливый процесс. Для изготовления препаратов может быть использован как фиксированный, так и нефиксированный материал. Для улучшения демонстрационных качеств полимерсо-держащих препаратов и повышения их учебной ценности, в сосудистое русло органов инъецируются подкрашенные застывающие смеси на основе латекса, желатина, силикона или эпоксидной смолы.

Дегидратацию органов проводили в специальной установке при низкой температуре. Специально раз-

работанный и защищенный патентом раствор замешает воду в органах, снижая ее содержание в тканях до 1% в течение нескольких дней. Благодаря нескольким техническим усовершенствованиям обеспечивается плавная дегидратация органов, позволяющая сохранять объем образцов на последующих этапах химической обработки.

Обезжиривание осуществлялось после обезвоживания препаратов при комнатной температуре, так как в этих условиях значительно возрастает растворимость тканевых липидов в промежуточном растворителе. Благодаря модернизации процесса, экстракция тканевых жиров достигается в течение семи суток. Тщательный контроль за обезжириванием и обезвоживанием препаратов обеспечил высокое качество образцов и сокращение сроков их изготовления.

Наполнение камер сердца полимером производилось для придания органу наиболее физиологичной про-стра! 1с гвен ной конфигурации.

Пропитывание смолой. Пропитывание (импрегнация) образцов полимерной композицией (смолой) проводилось в вакуумной камере при комнатной температуре. Обезжиренные и обезвоженные образцы погружали в полимер и помещали в вакуумную камеру. При снижении давления происходит кипение промежуточного растворителя и выделение образовавшихся пузырей, место которых в межклеточном пространстве замещается полимером. Применение нового полимера - смолы позволило проводить импрегнацию при комнатной температуре, что существенно сократило длительность этого этапа.

11олимеризация смолы. На этапе полимеризации проникший в органы и ткани полимер вступает в химическую реакцию, при которой происходит связывание отдельных молекул друг с другом и формирование гигантских полимерных цепей. В результате этой реакции полимер затвердевает и теряет текучесть. После застывания полимера на поверхности образцов препараты выдерживались несколько часов в изостатических и изотермических условиях с тем, чтобы произошла окончательная полимеризация силикона в глубоких слоях органа.

Практическая ценность работы

Показана необходимость и актуальность проведения фундаментальных морфологических исследований с применением новейшего направления медицинской науки -клинической пластинации. В результате внедрения нового направления в кардиохирургических исследованиях (метода клинической пластинации для изучения взаимоотношений корня аорты с окружающими структурами сердца) создана топографо-анатомическая база для проведения реконструктивных операций на корне аорты. Создана видеолекция, отражающая функциональные и структурные особенности корня аорты, предназначенная для обучения студентов, кардиологов, кардиохирургов и с!шциалистов ул ьтразвуковой диагностики.

Хирургическая анатомия корня аорты

Аортальный клапан имеет целый ряд анатомических особенностей, имеющих значение для кардиологов, специалистов по ультразвуковой диагностике и кардиохирургов [АгкЗегеоп Я., 1995].

Средний диаметр устья аорты у взрослых составляет примерно 2.3±0.3 см, а рассчитанная площадь клапанного отверстия - 4.6±1.1 кв. см [Brewer R., 1976j. Ширина полулунных заслонок аортального клапана больше ширины соответствующих аортальных синусов, а высота заслонок меньше высоты этих синусов. В связи с этим, при поступлении крови под давлением во время диастолы в луковицу аорты полулуния клапанных заслонок наполняются кровыо, смещаются книзу, закрывая клапан. В систолу створки прижимаются к стенкам порты, но из-за несоответствия высот заслонок и синусов никогда не перекрывают устья венечных артерий, как бы низко ни были последние расположены.

Если поместить сердце в анатомически корректную позицию, то становится очевидно что корень аорты находится в центре сердца, в связи с чем имеет тесные взаимоотношения с другими структурами сердца (схема 1).

Схема 1. Расположение клапанов сердца.

Вопросы взаимоотношения корпя аорты с окружающими структурами сердца необходимо рассматривать в следующих аспектах:

- корень аорты связан со всеми клапанами сердца;

- вклинен между приточными отделами;

- имеет фиброзное соединение с митральным клапаном;

Соединяется с 'ГК через мембранозную перегородку;

- тесно связан с проводящей системой сердца;

- дает начало устьям коронарных артерий, которые окружают АВ-соедине!Iия.

Если посмотреть на срез препарата сердца в проекции по короткой оси от верхушки по направлению к ос нованию, то мы снова увидим, что АК находится между тремя другими клапанами (рис. 1).

Рис. 1. Срез препарата сердца по короткой оси (вид со стороны верхушки ЛЖ).

Пульмональный клапан находится на расстоянии от ТК, а АК, находящийся в середине мышечной массы ЛЖ, тесно связан с митральным клапаном. При таком расположении аортальный и митральный клапаны вписываются в циркулярный профиль ЛЖ. Они прилежат к друг другу в отличие от клапанов правых отделов сердца, которые располагаются на расстоянии друг от друга. По этой причине существует фиброзное соединение между АК и МК.

Если посмотреть на выходной отдел Л Ж, ведущий к А К, то здесь располагается передняя створка МК, которая идет к некоронарному и правому коронарному синусам. В основании треугольника между правым и не-короиарным синусами находится мембранозная перегородка. Эта зона является критически важной в связи с близко расположенными здесь проводящими путями (рис.2).

Зона фиброзного соединения усилена двумя (правым И левым) фиброзными треугольниками. Проекция проводящих путей расположена близко (даже в нормальном сердце) к основаниям синусов Вальсальвы.

Рис. 2. Проекция проводящих путей на препарате сердца.

ЛНПГ - левая ножка пучка Гиса.

Важное практическое значение имеет тот факт, что передняя створка митрального клапана фактически непрерывно продолжается в некоронарный синус аортального клапана. К этой области т.н. митрааьно-аортальиого контакта примыкает участок мембранозной перегородки, фактически отделяющий на небольшом протяжении выходной отдел ЛЖ от полости правого предсердия и ПЖ. При наличии высоких перимембранозных дефектов межжелудочковой перегородки небольшого диаметра они могут быть ушиты из траисаортального доступа одним, двумя или тремя П-швами на прокладках с вы-колом па фиброзное кольцо аортального клапана выше створок. Усиливают мембранозную перегородку два фиброзных треугольника. В непосредственной близости к ней лежат атриовентрикулярный узел и проводящие пути.

Несмотря на некоторую анатомическую схожесть, аор-тальный клапан намного сложнее пульмонального не столько за счет отхождения коронарных артерий, сколько из-за наличия митрально-аортальной непрерывности.

Т

В норме существует расстояние между дистальным прикреплением АК и мембранозной перегородкой, но в случае развития сращений между створками как это происходит при аортальном стенозе, это расстояние сокращается и линия прикрепления створок смещается ближе к мембранозной перегородке и соответственно ближе к проводящим путям. АК также находится в тесном взаимоотношении с ТК через мембранозную перегородку в центре сердца.

Если посмотреть со стороны предсердий, то корень аорты и выходной тракт ЛЖ вклиниваются между двумя приточными отделами сердца. Треугольник Коха своей вершиной указывает па зону проводящих путей, которые идут через вершину треугольника Коха к АВ-час-ги мембранозной перегородки. Таким образом, корень аорты интимно связан со всеми структурами сердца и также с проводящей системой сердца.

Рис. 3. Взаимоотношение проводящих путей и корпя аорты.

Строение корня аорты имеет хирургическое значение. Особенно важно в описательных терминах анатомии коронарных сосудов отразить их распределение вокруг корня аорты. На рисунке 4 представлена 1 сеп-тальная перфорантная артерия.

Рис. 4. Взаимоотношение корня аорты с коронарными артериями.

На этом препарате удален субпульмональный ин-фундибулум, виден выходной отдел Г1Ж и то, насколь-

ко тесно 1 септальная перфорантная артерия идет через субпульмональный инфундибулум позади его между корнем аорты и ЛА. Повреждение 1 септаль-ной перфорантной артерии наиболее вероятно при процедуре Росса.

С этой точки зрения важно дать определение некоторым терминологическим понятиям. Во-первых, в аортальном комплексе линия перехода аортального бульбуса (с синусами Вальсальвы и устьями венечных артерий) в собственно восходящую аорту обозначается как сипо-тубулярное соединение. Во-вторых, понятие корня аорты не равнозначно понятию фиброзного кольца с прикрепленными к нему створками, а включает весь бульбус аорты от сино-тубулярного соединения до вентрикулярного прикрепления. Он имеет не цилиндрическую, а форму напоминающую луковицу.

Корень аорты распространяется от нижних краев прикрепления створок АК до синотубулярного соединения. Внутри корня аорты существует вентрикуло-ар-териальное соединение. Створки аортального клапана прикрепляются внутри корня в виде полулунных линий, при этом линии прикрепления пересекают анатомическое вентрикуло-артериальное соединение. Это соединение между желудочком и аортой является истинным анатомическим кольцом.

Помимо истинного анатомического кольца существует базальное кольцо, которое не является анатомической структурой, а проходит на уровне нижних точек прикрепления синусов Вальсальвы. Базальное кольцо тем не менее, измеряется при эхокардиографии и наложение швов при биоиротезировании осуществляется именно на него. Измерение размеров корня аорты осуществляется на трех уровнях: 1) синотубулярное соединение, 2) базальное кольцо, 3) на уровне самой широкой части (середины) синусов Вальсальвы (схема 2).

Схема 2. Соотношение размеров корня аорты.

В терминах структурной анатомии есть ключевые моменты для понимания его строения. Створки крепятся внутри корня, а не внутри кольца. Они крепятся в виде 3-х полулунных линий, вместе образующих коронооб-разную линиию прикрепления. Таким образом, существует 3 кольца - синотубулярное соединение, кольцо в основании синусов и кольцо, которое формируется анатомическим вентрикуло-артериальным соединением. Но гемодинамическое кольцо имеет намного более сложную коронообразную форму (рис. 5).

ЬЯВрптальная Перфорантная артерия

Рис. 5. Схема строения корня аорты. Важно понимать, что гемодинамичеекое соединение

в действительности имеет форму синусов Вальсальвы, т.е. полулунную и соответственно функция АК зависит не только от линии прикрепления створок, по и от их формы. Створки соединяются своей желудочковой поверхностью в грех зонах соприкосновения. (Рис. 7).

Рис. 7 Пространственное взаимоотношение корня аорты с окружающими структурами (силиконовая огливка полостей левых камер сердца, корня аоргы и восходящей аорты).

анатомическое вентрикуло-артериальное соединение

линия прикрепления створок аортального клапана

сино-тубулярное соединение

Таким образом, аортальный клапан - намного более сложная структура чем пульмональный клапан из-за наличия фиброзного соединения с МК.

Схема 3. Схема строения корня аорты.

полулунная линия прикрепления створок

мышечная стенка в синусе Вальсальвы

артериальная стенка в выходном отделе ЛЖ

сино-тубулярное соединение

базальное кольцо

анатомическое вентрикуло-артериальное соединение

Если посмотреть на диаграмму 3, то видно анатомическое вентрикуло-артериальное соединение, а внутри корня полулунную линию прикрепления створок, распространяющуюся от синотубулярного соединения, идущую вниз до выходного отдела ЛЖ, пересекающую анатомическое вентрикуло-артериальное соединение. Это означает, что существуют треугольники ткани, которые вверху формируются артериальной стенкой и находятся между створками. И между этими треугольниками в основании синуса есть области синуса в основании створок, которые формируются мышечной массой желудочка (рис. 6).

Рис. 6. Фиброзный межстворочный треугольник Коха.

Вывод: Функция корня аорты и функция АК зависят от корректной анатомии всех этих составляющих: вентрикуло-артериального соединения, синотубулярного соединения, базального кольца. Все они все должны работать в гармонии друг с другом.

Список сокращений

АК - аортальный клапан

АН - аортальная недостаточность

АС - аортальный стеноз

МК - митральный клапан

МН - митральная недостаточность

МС - митральный стеноз

ТК - трехстворчатый клапан

ТПЭХОКГ - транспищеводная эхокардиография

ЭХОКГ - эхокардиография

Литература

1. Д.А. Старчек. Полимерное бальзамирование - новая анатомическая технология // http://www.heartvalves.info/ technol.php

2. H.I Т. Шихвердиев, С.II. Марченко. Состояние проблемы реконструктивной хирургии клапанов сердца // http:// www.heartvalves.info/vso.php

3. Anderson R. and Benson R. Wilcox. Understanding Cardiac Anatomy: The Prerequisite for Optimal Cardiac Surgery// Ann. Thorac. Surg., Jun 1995; 59: 1366-1375.

4. Anderson RH, Devine WA, Ho SY, Smith A, McKay R. The myth of the aortic annulus: the anatomy of the subaortic outflow tract. Ann Thorac Surg 1991;52:640-6.

5. Brewer RJ, Deck J D, Capati B, Nolan S. The dynamic aortic-root. J Thorac Cardiovasc Surg 1976;72:413-7.

6. Mercer JL, Benedicty M, Bahnson HT. The geometry and construction of the aortic valve. J Thorac Cardiovasc Surg 1973;60:511-8.

7. Reid K. The anatomy of the sinus of valsalva. Thorax 1970;25:79-85.

8. Zimmerman J. The functional and surgical anatomy of the aortic valve. IsrJ Med Sci 1969;5:862-6.

Правьп

ои отдел селудочк;