A papilláris izmok nem kapcsolódnak közvetlenül a szilárd szívfalhoz

A szív papilláris izmai (PM) fontos szerepet játszanak a szívműködésben. Minden hagyományos anatómiai és kardiológiai tankönyv és cikk úgy ábrázolja a PM-eket, mint amelyek széles alapon közvetlenül kapcsolódnak a szívfal szilárd részéhez. Mivel a PM-ek mechanikai, vaszkuláris és elektromos kapcsolatai a szívfalhoz a bázisukon keresztül vezetnek, e kapcsolat jellege fontos funkcionális következményekkel járhat. A röntgen multidetektoros tömbi CT (MDCT) új képalkotó módszert biztosít a PM-ek in vivo rögzülésének vizsgálatára.

A PM-ek hosszúkás, kúpos izmok, amelyek a kamrák belső falából erednek, és a végükön a chordae tendineae (kötőszöveti szálak, amelyek az AV-billentyűk széleihez kapcsolódnak) erednek. Amikor a kamrák szisztoléban összehúzódnak, a PM-ek is összehúzódnak, és segítenek megakadályozni, hogy az AV-billentyűszárnyak beforduljanak vagy szivárogjanak, amikor a kamrai üregben emelkedik a nyomás. A PM-ek diszfunkciója, pl. iszkémia vagy infarktus következtében, hátrányosan befolyásolhatja a szívműködést a kialakuló AV billentyű elégtelenségen keresztül, pl. a PM-ek vérellátását befolyásoló akut szívizominfarktus esetén. A bal kamrában (LV) 2 PM van, a jobb kamrában (RV) pedig 2 vagy 3 (változóan). Megfigyelték, hogy a PM-ek megszakadása befolyásolja a szívfal mozgását, ami arra utal, hogy a PM-ek által a falra átvitt erők fontosak lehetnek a falmozgás mintázatának meghatározásában.1 Ezeket az erőket befolyásolhatja a PM-ek falhoz való rögzítésének jellege. A PM-ekbe a véráramlás a bázisukon keresztül belépő artériákon keresztül történik; ez szintén fontossá teszi a falhoz való rögzítésük jellegét. A szív elektromos aktiválódásának hullámvezetése a PM-ekbe a bázison keresztül jut be. Mivel a PM-ek összehúzódásának a kamrafalhoz viszonyított megfelelő időzítése fontos az AV-billentyűk megfelelő záródásának biztosításához, a PM-ek szívfalhoz való kapcsolódásának jellege szintén fontos lehet a szívműködés ezen aspektusa szempontjából. A PM-eken kívül a kamrák ürege hosszúkás izomszálakból álló béléshálózatot, a trabeculae carneae-t tartalmaz, amelyek a végükön a fal szilárd részéhez kapcsolódnak, és a kamrai üreg belső felszínén futnak végig. A trabeculae carneae mindkét kamrában jelen vannak, bár az RV-ben markánsabbak.

A szokásos kardiológiai és anatómiai tankönyvekben a PM-eket úgy ábrázolják, mint amelyek közvetlenül a szívfal szilárd részéből erednek, a falhoz való kapcsolódásuk széles alapjával, hasonlóan a tenyérből kiemelkedő hüvelykujjhoz, és a chordae tendineae eredési pontjáig elvékonyodnak. A hagyományos képalkotó módszerek azonban eddig nem rendelkeztek elegendő térbeli felbontással ahhoz, hogy in vivo tanulmányozhassák a PM-ek falhoz való rögzülésének természetét. A kontrasztos vérerősítésű MDCT egy új tomográfiás képalkotó módszer, amely lehetővé teszi a kamrai üreg nagy felbontású 3D-s képalkotását in vivo, a PM-ek és az üreget bélelő trabeculae carneae egyértelmű megjelenítésével a szívciklus különböző fázisaiban2. Az MDCT-t a PM-ek és a szívfal szilárd és trabekuláris részeihez való viszonyuk vizualizálására használták.

Módszerek

Páciensek kiválasztása

A 25 egymást követő, nem szelektált alanyon, akiket MDCT-vel, standard módszerekkel képeztek le esetleges koszorúér-betegség miatt, szerzett 3D-s képi adatokat visszamenőleg vizsgálták egy intézményi felülvizsgálati bizottság által jóváhagyott protokoll szerint, hogy értékeljék a PM-ek szívfalhoz való kapcsolódásának jellegét. Mivel ez egy retrospektív vizsgálat volt, a vizsgálati alanyoktól közvetlenül nem kértek beleegyező nyilatkozatot.

Képalkotási módszerek

A vizsgálati alanyok képalkotásához egy 16 soros MDCT-rendszert (Sensation 16, Siemens Medical Solutions) használtak. A betegek β-blokkolókat kaptak a szívfrekvencia csökkentése érdekében, lehetőleg ≤60 bpm-re. A kontrasztfokozást 140 ml röntgenkontrasztanyaggal értük el, amelyet 4 ml/s sebességgel intravénásan infundáltunk; a képfelvételt úgy időzítettük, hogy az egybeessen a szívben lévő vér maximális fokozódásával. A CT-képfelvételt/rekonstrukciót diasztoléra (az EKG QRS-komplexusa előtti 350 vagy 400 ms effektív időpontban) állítottuk be, hogy minimalizáljuk a képekre gyakorolt mozgáshatásokat, és hogy a szívet viszonylag nyugalmi állapotban rögzítsük; a képeket a szívciklus más effektív időpontjaiban is rekonstruáltuk. A képfelvétel időtartama elég rövid volt ahhoz, hogy a szív térfogata egyetlen lélegzetvétel alatt lefedhető legyen. Az egyes képsorozatok effektív időtartama a szívcikluson belül ≈120 ms volt. A képeket 3D-s adatkészletként rekonstruáltuk, 0,75 mm-es izotróp térbeli felbontással. A képelemzést a képadatok interaktív 3D-s újraformázásával végeztük a CT gyártójának szabványos képfeldolgozó munkaállomásával és szoftverével. A 0,75 mm effektív vastagságú, újraformázott képsíkokat interaktív módon választottuk ki a PM-ek rekonstrukciójához.

Eredmények

A különböző effektív szívciklusfázisokban rekonstruált képsorozatokat vizsgáltuk. A középső és késői diasztolé közelében rekonstruált képek voltak a legjobbak a PM-ek rögzülésének megrajzolására; a szisztolé végéhez közeledve a kép elmosódása és a trabeculae carneae közötti vérrel teli terek összeomlása megnehezítette a PM-ek trabeculához való rögzülésének meglátását. Minden vizsgált esetben a PM-ek alapja nem érintkezett közvetlenül a szívfal szilárd részével vagy nem csatlakozott ahhoz. Inkább minden esetben a PM-ek alapja a kamrai üreget bélelő trabeculae carneae hálózatával érintkezett, a szívfal szilárd részének tényleges felszíne felett. Ez mind az LV, mind az RV PM-ekre igaz volt. Az 1. ábrán 1 alanyról készült reprezentatív képek mutatják ezt a kapcsolatot. A PM szilárd falhoz való kapcsolódásának hiánya a bázisokon átmenő összefüggő rekonstrukciós síkokkal látható (2. ábra). A képminőség nem volt elegendő a PM artériás ellátásának értékeléséhez.

Diszkusszió

MDCT 3D rekonstrukcióval egyértelműen mutatja a PM-ek szívfalhoz való kapcsolódásának jellegét. A PM-ek alapja a kamrai üreget bélelő trabeculae carneae hálózatához csatlakozik, nem pedig közvetlenül a szívfal szilárd részéhez, ahogy azt korábban feltételezték.

Régebbi tanulmányok

A PM-ek alapjának szerkezetét csak korlátozottan tárgyalták korábbi cikkekben; a klinikai érdeklődés elsősorban a PM vérellátására és a chordae tendineae általános elhelyezkedésének, számának és rögzülésének variációira összpontosított a változó fejformákhoz.3,4. A PM-ek és a fal közötti “határ” meglétét a kutyaszívben megjegyezték, de további vita nélkül5 (az említett cikkben szereplő ábra a PM-ek bázisának a fallal való széleskörű érintkezésének standard ábrázolását mutatja); az említett tanulmány a szilárd fal és a PM-ek közötti rostszög hirtelen változását is megjegyezte. A PM-eket “mélyen alávágottnak” írták le, de nyilvánvalóan anélkül, hogy teljes mértékben tisztában lettek volna azzal, hogy az alapjuk a trabeculae carneae-hez, nem pedig közvetlenül a szilárd szívfalhoz rögzül.6 Egy 100 boncolt szívet vizsgáló tanulmány a minták körülbelül felénél “egyformán sessilis és intramurális” PM-eket írt le, a fennmaradó résznél pedig a “többnyire intramurális” (csúcsrögzítéssel vagy anélkül) és a “többnyire sessilis” PM-eket, de szintén az alapjuk falhoz való rögzülésének egyértelmű leírása nélkül7 . Így az itt közölt megfigyelés, miszerint a PM-ek a szívfalhoz a trabeculae carneae-nél rögzülnek, nem pedig közvetlenül a fal szilárd részéhez, újszerűnek tűnik.

Meglepőnek tűnhet, hogy a PM-eknek a szívfalhoz való helyes viszonyát korábban nem értékelték. Ehhez azonban valószínűleg több tényező is hozzájárult. Az anatómiai és patológiai vizsgálatokat általában erősen összehúzódott állapotban lévő halott szíveken végzik, ami gyakorlatilag összeomlasztja a trabeculák közötti tereket a PM-ek alapja alatt. A kamra belsejének szokásos vizuális vizsgálata során, pl. műtétkor, az alapjuk is el van rejtve a közvetlen rálátás elől. A radiográfiás vetületi képalkotás, pl. a kontrasztos ventrikulográfia során a fedő struktúrák képei elfedhetik a PM-alapok rögzülésének jellegét. Más tomográfiás képalkotó eljárások általában alacsonyabb térbeli felbontással rendelkeznek, mint a jelenlegi MDCT-vel elérhető szubmilliméteres izotróp felbontás, ami megnehezíti a PM-bázis alatti trabecularis struktúrák megítélését. A szív MRI-ben például a síkbeli pixelfelbontás jellemzően 1-2 mm, a szeletvastagság pedig ≥5 mm, míg az echokardiográfiában a sugár iránya mentén a felbontás jellemzően ≤1 mm, de a sugár keresztirányú felbontás valamivel rosszabb. A technikai fejlődés kétségtelenül más képalkotó módszerekkel is egyértelművé fogja tenni ezt a kapcsolatot.8 Végül, az az előítélet, hogy a PM-ek alján az anatómia “hagyományos” változatát várták látni, kétségtelenül oda vezetett, hogy a megfigyelők nem értékelték annak valódi természetét.

Funkcionális implikációk

A PM-ek és a szívfal kapcsolatának új megértésének néhány funkcionális következményéről spekulálhatunk. A falhoz való széles hálószerű, nem pedig oszlopszerű kapcsolódás csökkentheti a feszültségkoncentrációt a falban a PM bázisok közelében. Másrészt a PM-ek és a trabeculák közötti kapcsolódási pontokon a feszültségkoncentrációk a bázist sérülékenyebbé tehetik a szakadással szemben ezeken a pontokon. A szélesebb hatékony alap és a PM-ek több rögzítési pontja redundanciát és ezáltal némi védelmet nyújthat a teljes mechanikai meghibásodással szemben. (A chordae tendineae épségben hagyásának hatásával kapcsolatos kérdések a mitrális billentyűműtét során lényegében függetlenek a PM-alapok rögzítésének jellegétől). Hasonlóképpen, ha a PM-ek vérellátása egy szélesebb hatékony bázisról történik, az hozzájárulhat a kollaterális perfúziós redundancia nagyobb lehetőségéhez, és így némi védelmet nyújthat az iszkémia ellen. Ezen túlmenően, a kamrafal összehúzódásának megindulása után a PM-ek összehúzódását megelőző enyhe késleltetés, ahogy azt kísérletileg megfigyelték néhány vizsgálatban, lehetővé teheti az AV billentyűszárnyak szabadabb záródását, mielőtt a PM-ekben feszültség alakulna ki9. Az aktivációs hullámfrontnak a PM-ekhez való eljutásához szükséges kis plusz vezetési idő, amelyet a trabeculákon keresztül a trabeculákon keresztül vezető, nem pedig a falból közvetlenül kiinduló, kissé körülményesebb útvonal okoz, biztosíthatja ezt a rövid késleltetést.

Footnotes