Papilární svaly se nepřipojují přímo k pevné stěně srdce

Papilární svaly (PM) srdce hrají důležitou roli v srdeční činnosti. Ve všech běžných učebnicích a článcích anatomie a kardiologie jsou PM zobrazeny jako široce založené a přímo spojené s pevnou částí srdeční stěny. Protože mechanické, cévní a elektrické spojení PMs se srdeční stěnou probíhá přes jejich základny, může mít povaha tohoto spojení důležité funkční důsledky. Rentgenové multidetektorové pole CT (MDCT) poskytuje novou zobrazovací metodu pro zkoumání připojení PM in vivo.

PM jsou podlouhlé, zúžené svaly, které vycházejí z vnitřní stěny komor a na svých koncích dávají vznik chordae tendineae (vazivovým vláknům, která se připojují k okrajům AV chlopní). Když se komory v systole stahují, stahují se i PM a pomáhají udržovat lístky AV chlopně před vyvrácením nebo únikem při stoupajícím tlaku v komorové dutině. Dysfunkce PM, např. v důsledku ischemie nebo infarktu, může nepříznivě ovlivnit srdeční funkci v důsledku AV chlopenní insuficience, např. při akutním infarktu myokardu, který ovlivňuje přívod krve do PM. V levé komoře (LV) jsou 2 PM a v pravé komoře (RV) 2 nebo 3 (různě). Bylo pozorováno, že přerušení PMs ovlivňuje pohyb srdeční stěny, což naznačuje, že síly přenášené na stěnu z PMs mohou být důležité při určování vzorců pohybu stěny.1 Tyto síly mohou být ovlivněny povahou připojení PMs ke stěně. Krev do PM proudí tepnami, které vstupují přes jejich základnu, a proto je důležitá i povaha jejich připojení ke stěně. Vedení vlny elektrické aktivace srdce vstupuje do PM přes jejich bázi. Protože správné načasování kontrakce PM vzhledem ke stěně komor je důležité pro zajištění správného těsnění AV chlopní, může být pro tento aspekt srdeční funkce důležitá i povaha připojení PM ke stěně srdce. Kromě PM obsahuje dutina komor síť podlouhlých svalových vláken, trabeculae carneae, která jsou na svých koncích připojena k pevné části stěny a probíhají po vnitřním povrchu dutiny komory. Trabeculae carneae jsou přítomny v obou komorách, ačkoli v RV jsou výraznější.

V běžných učebnicích kardiologie a anatomie jsou PM zobrazovány jako vycházející přímo z pevné části srdeční stěny, se širokou základnou připojení ke stěně, podobně jako palec vycházející z dlaně ruky, a zužující se k počátkům chordae tendineae na jejich koncích. Běžné zobrazovací metody však dosud neměly dostatečné prostorové rozlišení, aby bylo možné studovat povahu uchycení PM ke stěně in vivo. MDCT s kontrastním zesílením krve je nová tomografická zobrazovací metoda, která umožňuje 3D zobrazení komorové dutiny in vivo s vysokým rozlišením a jasným zobrazením PM a trabeculae carneae vystýlajících dutinu v různých fázích srdečního cyklu.2 MDCT bylo použito k vizualizaci PM a jejich vztahu k pevným a trabekulárním částem srdeční stěny.

Metody

Výběr pacientů

Data 3D zobrazení získaná u 25 po sobě jdoucích nevybraných subjektů, u nichž bylo pomocí MDCT standardními metodami provedeno zobrazení možné ischemické choroby srdeční, byla retrospektivně zkoumána podle protokolu schváleného Institutional Review Board s cílem zhodnotit povahu připojení PM k srdeční stěně. Protože se jednalo o retrospektivní studii, nebyl získán informovaný souhlas přímo od subjektů.

Zobrazovací metody

K zobrazování subjektů byl použit 16řadý systém MDCT (Sensation 16, Siemens Medical Solutions). Pacienti dostávali β-blokátory ke snížení srdeční frekvence, nejlépe na ≤60 tepů za minutu. Zvětšení kontrastu bylo dosaženo pomocí 140 ml radiografické kontrastní látky podávané intravenózně rychlostí 4 ml/s; akvizice snímku byla načasována tak, aby se shodovala s vrcholem zvětšení krve v srdci. Akvizice/rekonstrukce CT snímků byla nastavena na diastolu (v efektivním čase 350 nebo 400 ms před QRS komplexem EKG), aby se minimalizoval vliv pohybu na snímky a srdce bylo zachyceno v relativně klidném stavu; snímky byly rekonstruovány i v jiných efektivních časech srdečního cyklu. Doba pořizování snímků byla dostatečně krátká, aby bylo možné pokrýt objem srdce během jediného zadržení dechu. Efektivní doba trvání každé sady snímků v rámci srdečního cyklu byla ≈120 ms. Obrazy byly rekonstruovány jako 3D datové soubory s izotropním prostorovým rozlišením 0,75 mm. Analýza obrazu byla provedena interaktivním 3D přeformátováním obrazových dat pomocí standardní pracovní stanice a softwaru pro zpracování obrazu od výrobce CT. Pro rekonstrukci PM byly interaktivně vybrány přeformátované obrazové roviny s efektivní tloušťkou 0,75 mm.

Výsledky

Byly zkoumány soubory snímků rekonstruované v řadě efektivních fází srdečního cyklu. Obrazy rekonstruované v blízkosti střední až pozdní diastoly byly nejlepší pro ohraničení úponů PM; v blízkosti koncové systoly rozmazání obrazu a kolaps prostorů vyplněných krví mezi karneolami trabekul ztěžovaly viditelnost úponů PM k trabekulám. Ve všech zkoumaných případech se základna PM přímo nedotýkala pevné části srdeční stěny ani se s ní nespojovala. Ve všech případech se spíše základna PM dotýkala sítě trabeculae carneae vystýlající komorovou dutinu, a to nad vlastním povrchem pevné části srdeční stěny. To platilo jak pro PM LK, tak pro PM RV. Reprezentativní snímky od 1 subjektu demonstrující tento vztah jsou zobrazeny na obrázku 1. Nepřítomnost úponů PM na pevnou stěnu je patrná při přilehlých rovinách rekonstrukce přes báze (obr. 2). Kvalita obrazu byla nedostatečná pro posouzení arteriálního zásobení PM.

Diskuse

MDCT s 3D rekonstrukcí jasně ukazuje povahu připojení PM k srdeční stěně. Báze PM se připojuje spíše k síti trabeculae carneae vystýlající komorovou dutinu než přímo k pevné části srdeční stěny, jak se dříve předpokládalo.

Předchozí studie

V předchozích článcích byla struktura báze PM diskutována jen omezeně; klinický zájem se soustředil především na krevní zásobení PM a na rozdíly v celkovém umístění, počtu a připojení chordae tendineae k variabilním tvarům hlavice.3,4 Existence „hranice“ mezi PM a stěnou u psího srdce byla zaznamenána, ale bez další diskuse5 (schéma v tomto článku ukazuje standardní zobrazení široce založeného kontaktu báze PM se stěnou); tato studie také zaznamenala náhlou změnu úhlu vláken mezi pevnou stěnou a PM. PM byly popsány jako „hluboce podřezané“, ale zřejmě bez plného zhodnocení povahy uchycení jejich bází k trabeculae carneae spíše než přímo k pevné srdeční stěně.6 Studie 100 pitevních srdcí popsala přibližně polovinu vzorků jako vzorky s „rovnoměrně přisedlými a intramurálními“ PM, zbytek byl rozdělen mezi „převážně intramurální“ (s „ukotvením hrotu“ nebo bez něj) a „převážně přisedlé“, ale opět bez jasného popisu uchycení jejich bází ke stěně.7 Proto se zde uvedené pozorování, že PM se připojují k srdeční stěně v místě trabeculae carneae, a nikoli přímo k pevné části stěny, jeví jako nové.

Může se zdát překvapivé, že správný vztah PM k srdeční stěně nebyl doposud doceněn. Přispělo k tomu však pravděpodobně několik faktorů. Anatomické a patologické studie se obvykle provádějí na mrtvých srdcích v silně kontrahovaném stavu, čímž dochází k faktickému zhroucení prostorů mezi trámci pod základnou PM. Jejich báze je také skryta přímému pohledu při obvyklé vizuální prohlídce nitra komor, např. při operaci. Při rentgenovém projekčním zobrazení, např. kontrastní ventrikulografii, mohou obrazy nadložních struktur zakrýt povahu uchycení bází PM. Ostatní tomografické zobrazovací techniky mají obecně nižší prostorové rozlišení než submilimetrové izotropní rozlišení dosažitelné při současném MDCT, což ztěžuje zhodnocení trabekulárních struktur pod bází PM. Například u MRI srdce je rozlišení pixelů v rovině obvykle 1 až 2 mm a tloušťka řezu ≥ 5 mm, zatímco u echokardiografie je rozlišení podél směru paprsku obvykle ≤ 1 mm, ale rozlišení napříč paprskem je o něco horší. Díky technickému zdokonalení bude tento vztah nepochybně jasný i u jiných zobrazovacích metod.8 A konečně předsudek, že pozorovatelé očekávají, že na bázi PM uvidí „konvenční“ verzi anatomie, nepochybně vedl k tomu, že nedocenili její skutečnou povahu.

Funkční důsledky

Můžeme spekulovat o některých funkčních důsledcích tohoto nového pochopení vztahu PM k srdeční stěně. To, že má PM ke stěně spíše širokou síťovitou než sloupovitou vazbu, může snížit koncentraci napětí ve stěně v blízkosti základen PM. Na druhou stranu koncentrace napětí v místech uchycení mezi PM a trámci může způsobit, že základna bude v těchto místech náchylnější k prasknutí. Širší účinná základna a více bodů uchycení PM mohou poskytnout redundanci, a tím i určitou ochranu proti úplnému mechanickému selhání. (Otázky týkající se vlivu ponechání chordae tendineae neporušené během operace mitrální chlopně jsou v podstatě nezávislé na povaze uchycení základen PM). Podobně může přívod krve do PM vstupovat z širší účinné základny, což může pomoci zajistit větší potenciál pro redundanci kolaterální perfuze, a tím i určitou ochranu před ischémií. Kromě toho by mírné zpoždění po zahájení kontrakce komorovou stěnou před kontrakcí PM, jak bylo experimentálně pozorováno v některých studiích, mohlo umožnit volnější uzavření lístků AV chlopně předtím, než se v PM vytvoří napětí.9 Takové krátké zpoždění by mohla zajistit malá dodatečná doba vedení potřebná k tomu, aby čelo aktivační vlny dosáhlo PM, která je dána poněkud oklikou přes trabekuly, nikoli přímo ze stěny.

Poznámky