Les muscles papillaires ne se fixent pas directement à la paroi solide du cœur

Les muscles papillaires (PM) du cœur jouent un rôle important dans la fonction cardiaque. Tous les manuels et articles d’anatomie et de cardiologie conventionnels décrivent les PM comme ayant une connexion directe à large base avec la partie solide de la paroi cardiaque. Comme les connexions mécaniques, vasculaires et électriques des PM à la paroi cardiaque passent par leurs bases, la nature de cette connexion peut avoir des conséquences fonctionnelles importantes. La tomographie par réseau multidétecteur à rayons X (MDCT) fournit une nouvelle méthode d’imagerie pour examiner la fixation des PM in vivo.

Les PM sont des muscles allongés et effilés qui proviennent de la paroi interne des ventricules et donnent naissance aux chordae tendineae (brins de tissu conjonctif qui se fixent aux bords des valves AV) à leurs extrémités. Lorsque les ventricules se contractent en systole, les PM se contractent également et empêchent les feuillets de la valve AV de s’inverser ou de fuir lorsque la pression augmente dans la cavité ventriculaire. Le dysfonctionnement des PM, par exemple à la suite d’une ischémie ou d’un infarctus, peut nuire à la fonction cardiaque par le biais de l’insuffisance valvulaire AV qui en résulte, par exemple dans le cas d’un infarctus aigu du myocarde affectant l’apport sanguin aux PM. Il y a 2 PM dans le ventricule gauche (LV) et 2 ou 3 (de façon variable) dans le ventricule droit (RV). On a observé que l’interruption des PM affectait le mouvement de la paroi cardiaque, ce qui suggère que les forces transmises à la paroi par les PM peuvent jouer un rôle important dans la détermination des schémas de mouvement de la paroi.1 Ces forces peuvent être affectées par la nature de la fixation des PM à la paroi. Le flux sanguin vers les MP se fait par les artères qui pénètrent par leur base, ce qui rend également importante la nature de leur attachement à la paroi. La conduction de l’onde de l’activation électrique du cœur pénètre dans les PM par leur base. Le bon timing de la contraction des PM par rapport à la paroi ventriculaire étant important pour assurer une bonne étanchéité des valves AV, la nature de la fixation des PM à la paroi cardiaque peut également être importante pour cet aspect de la fonction cardiaque. En plus des MP, la cavité des ventricules contient un réseau interne de brins de muscles allongés, les trabécules carnés, qui sont attachés à la partie solide de la paroi à leurs extrémités et courent sur la surface interne de la cavité ventriculaire. Les trabécules carnées sont présentes dans les deux ventricules, bien qu’elles soient plus proéminentes dans le VR.

Dans les manuels standard de cardiologie et d’anatomie, les PM sont représentées comme découlant directement de la partie solide de la paroi cardiaque, avec une large base d’attache à la paroi, un peu comme le pouce émergeant de la paume de la main, et s’effilant jusqu’aux origines des chordae tendineae à leurs extrémités. Cependant, les méthodes d’imagerie conventionnelles n’avaient pas jusqu’à présent une résolution spatiale suffisante pour étudier la nature de l’attachement des PM à la paroi in vivo. La TDM avec renforcement du contraste du sang est une nouvelle méthode d’imagerie tomographique qui permet une imagerie 3D à haute résolution de la cavité ventriculaire in vivo, avec une visualisation claire des PM et des trabécules carénées qui tapissent la cavité à différentes phases du cycle cardiaque2. La MDCT a été utilisée pour visualiser les PM et leur relation avec les parties solides et trabéculaires de la paroi cardiaque.

Méthodes

Sélection des patients

Les données d’images 3D acquises sur 25 sujets consécutifs non sélectionnés, imagés pour une éventuelle maladie coronarienne à l’aide de la MDCT avec des méthodes standard, ont été examinées rétrospectivement dans le cadre d’un protocole approuvé par le conseil d’examen institutionnel pour évaluer la nature de l’attachement des PM à la paroi cardiaque. Comme il s’agissait d’une étude rétrospective, le consentement éclairé n’a pas été obtenu directement auprès des sujets.

Méthodes d’imagerie

Un système MDCT à 16 rangées (Sensation 16, Siemens Medical Solutions) a été utilisé pour l’imagerie des sujets. Les patients ont reçu des β-bloquants pour abaisser leur fréquence cardiaque, de préférence à ≤60 bpm. Le rehaussement du contraste a été obtenu avec 140 ml d’agent de contraste radiographique perfusé par voie intraveineuse à 4 ml/s ; l’acquisition de l’image a été programmée pour coïncider avec le rehaussement maximal du sang dans le cœur. L’acquisition/reconstruction de l’image par tomodensitométrie était centrée sur la diastole (à un moment effectif de 350 ou 400 ms avant le complexe QRS de l’ECG) afin de minimiser les effets du mouvement sur les images et de capturer le cœur dans un état relativement détendu ; des images ont également été reconstruites à d’autres moments effectifs du cycle cardiaque. La durée d’acquisition des images était suffisamment courte pour que le volume du cœur puisse être couvert en une seule inspiration. La durée effective de chaque ensemble d’images dans le cycle cardiaque était de ≈120 ms. Les images ont été reconstruites sous forme d’ensembles de données 3D avec une résolution spatiale isotrope de 0,75 mm. L’analyse des images a été effectuée par un reformatage interactif en 3D des données d’image à l’aide de la station de travail et du logiciel de traitement d’image standard du fabricant de CT. Les plans d’image reformatés avec une épaisseur effective de 0,75 mm ont été choisis de manière interactive pour la reconstruction des PM.

Résultats

Les ensembles d’images reconstruits à une gamme de phases effectives du cycle cardiaque ont été examinés. Les images reconstruites vers le milieu ou la fin de la diastole étaient les meilleures pour délimiter les attachements des PM ; vers la fin de la systole, le flou de l’image et l’effondrement des espaces remplis de sang entre les trabécules carnées ont rendu difficile la visualisation de l’attachement des PM aux trabécules. Dans tous les cas examinés, la base des MP n’était pas directement en contact avec la partie solide de la paroi cardiaque ou ne la rejoignait pas. Au contraire, dans tous les cas, la base des MP se terminait par un contact avec le réseau de trabécules carnées qui tapissent la cavité ventriculaire, au-dessus de la surface réelle de la partie solide de la paroi cardiaque. C’était vrai pour les PM du ventricule gauche et du ventricule droit. Des images représentatives d’un sujet démontrant cette relation sont présentées dans la figure 1. L’absence d’attachement des PM à la paroi solide peut être vue avec des plans de reconstruction contigus à travers les bases (Figure 2). La qualité des images était insuffisante pour évaluer l’apport artériel de la PM.

Discussion

La TDM avec reconstruction 3D démontre clairement la nature de la fixation des PM à la paroi cardiaque. La base des PM se joint au réseau de trabécules carénées tapissant la cavité ventriculaire plutôt que directement à la partie solide de la paroi cardiaque, comme on le supposait auparavant.

Études antérieures

La structure de la base des PM n’a fait l’objet que d’une discussion limitée dans les articles précédents ; l’intérêt clinique s’est principalement concentré sur l’approvisionnement en sang des PM et sur les variations de l’emplacement global, du nombre et des fixations des chordae tendineae à des formes de tête variables.3,4 L’existence d’une  » frontière  » entre les PM et la paroi dans le cœur canin a été notée mais sans autre discussion5 (un diagramme dans cet article montre la représentation standard d’un contact large de la base des PM avec la paroi) ; cette étude a également noté un changement abrupt de l’angle des fibres entre la paroi solide et les PM. Les PM ont été décrites comme étant « profondément sous-coupées », mais apparemment sans une appréciation complète de la nature de l’attachement de leurs bases aux trabécules carnées plutôt que directement à la paroi cardiaque solide.6 Une étude de 100 cœurs autopsiés a décrit environ la moitié des spécimens comme ayant des PM « également sessiles et intramurales », le reste étant divisé entre « principalement intramurales » (avec ou sans « pointe ancrée ») et « principalement sessiles », mais à nouveau sans une description claire de l’attachement de leurs bases à la paroi.7 Ainsi, l’observation rapportée ici selon laquelle les PM s’attachent à la paroi cardiaque au niveau des trabeculae carneae plutôt que directement à la partie solide de la paroi semble être nouvelle.

Il peut sembler surprenant que la relation correcte des PM à la paroi cardiaque n’ait pas été appréciée auparavant. Cependant, plusieurs facteurs y ont probablement contribué. Les études anatomiques et pathologiques sont généralement réalisées sur des cœurs morts dans un état fortement contracté, ce qui a pour effet d’effondrer les espaces entre les travées sous la base des PM. Leur base est également cachée à la vue directe lors de l’inspection visuelle habituelle de l’intérieur du ventricule, par exemple, lors d’une opération. En imagerie radiographique de projection, par exemple en ventriculographie de contraste, les images des structures sus-jacentes peuvent masquer la nature de l’attachement des bases des PM. D’autres techniques d’imagerie tomographique ont généralement une résolution spatiale inférieure à la résolution isotrope submillimétrique obtenue avec la TDM actuelle, ce qui rend plus difficile l’appréciation des structures trabéculaires sous la base PM. En IRM cardiaque, par exemple, la résolution des pixels dans le plan est généralement de 1 à 2 mm et l’épaisseur des tranches est ≥5 mm, alors qu’en échocardiographie, la résolution dans la direction du faisceau est généralement ≤1 mm, mais la résolution en travers du faisceau est un peu moins bonne. Les améliorations techniques rendront sans doute également cette relation claire avec d’autres méthodes d’imagerie.8 Enfin, le préjugé de s’attendre à voir la version  » conventionnelle  » de l’anatomie à la base des PM a sans doute conduit les observateurs à ne pas apprécier sa véritable nature.

Implications fonctionnelles

Nous pouvons spéculer sur certaines implications fonctionnelles de cette nouvelle compréhension de la relation des PM avec la paroi cardiaque. Le fait d’avoir un attachement à la paroi en forme de large maille plutôt qu’en forme de pilier peut réduire la concentration de stress dans la paroi près des bases des PM. D’autre part, les concentrations de contraintes aux points d’attache entre les PM et les trabécules peuvent rendre la base plus vulnérable à la rupture à ces endroits. Le fait d’avoir une base effective plus large et de multiples points d’attache pour les MP peut fournir une redondance et donc une certaine protection contre une défaillance mécanique complète. (Les questions liées à l’effet de laisser les chordae tendineae intactes pendant la chirurgie de la valve mitrale sont essentiellement indépendantes de la nature de la fixation des bases des PM). De même, le fait que l’approvisionnement en sang des PM se fasse à partir d’une base effective plus large peut contribuer à offrir un plus grand potentiel de redondance de la perfusion collatérale et donc une certaine protection contre l’ischémie. En outre, un léger retard après l’initiation de la contraction par la paroi ventriculaire avant la contraction par les PM, comme cela a été observé expérimentalement dans certaines études, pourrait permettre aux feuillets de la valve AV de se fermer plus librement avant que la tension ne s’accumule dans les PM9. Le petit temps de conduction supplémentaire nécessaire pour que le front d’onde d’activation atteigne les PM, imposé par un chemin un peu plus détourné à travers les trabécules plutôt que directement depuis la paroi, pourrait fournir un tel court délai.

Notes de bas de page