Mușchii papilari (PM) ai inimii joacă un rol important în funcția cardiacă. Toate manualele și articolele convenționale de anatomie și cardiologie descriu PM-urile ca având o conexiune directă cu bază largă la porțiunea solidă a peretelui cardiac. Deoarece conexiunile mecanice, vasculare și electrice ale PM cu peretele inimii se realizează prin bazele acestora, natura acestei conexiuni poate avea consecințe funcționale importante. CT multidetector array cu raze X (MDCT) oferă o nouă metodă de imagistică pentru examinarea atașamentului PM-urilor in vivo.
MPM-urile sunt mușchi alungite și conice care își au originea în peretele intern al ventriculilor și dau naștere la vârfurile lor la cordae tendineae (fire de țesut conjunctiv care se atașează la marginile valvelor AV). Atunci când ventriculii se contractă în sistole, PM se contractă și ei și ajută la împiedicarea inversării sau scurgerii foliilor valvelor AV pe măsură ce presiunea crește în cavitatea ventriculară. Disfuncția PM-urilor, de exemplu, ca urmare a ischemiei sau infarctului, poate afecta negativ funcția cardiacă prin insuficiența valvulară AV rezultată, de exemplu, în cazul unui infarct miocardic acut care afectează alimentarea cu sânge a PM-urilor. Există 2 PM-uri în ventriculul stâng (LV) și 2 sau 3 (în mod variabil) în ventriculul drept (RV). S-a observat că întreruperea PM-urilor afectează mișcarea peretelui cardiac, sugerând că forțele transmise peretelui de către PM-uri pot fi importante în determinarea modelelor de mișcare a peretelui.1 Aceste forțe pot fi afectate de natura atașării PM-urilor la perete. Fluxul de sânge către PM-uri se face prin arterele care intră prin baza lor; acest lucru face ca și natura atașării lor la perete să fie importantă. Conducerea undei de activare electrică a inimii intră în PMs prin bază. Deoarece sincronizarea adecvată a contracției PM în raport cu peretele ventricular este importantă pentru a asigura etanșarea corespunzătoare a valvelor AV, natura atașării PM la peretele inimii poate fi, de asemenea, importantă pentru acest aspect al funcției cardiace. Pe lângă PM, cavitatea ventriculilor conține o rețea de fire musculare alungite, trabeculae carneae, care sunt atașate de porțiunea solidă a peretelui la capetele lor și se întind pe suprafața interioară a cavității ventriculare. Trabeculae carneae sunt prezente în ambii ventriculi, deși sunt mai proeminente în VD.
În manualele standard de cardiologie și anatomie, PM sunt reprezentate ca apărând direct din porțiunea solidă a peretelui inimii, cu o bază largă de atașare la perete, asemănătoare degetului mare care iese din palma mâinii, și care se îngustează până la originile corzilor tendinoase la vârfurile lor. Cu toate acestea, metodele convenționale de imagistică nu au avut până acum o rezoluție spațială suficientă pentru a studia natura atașamentului PM-urilor la perete in vivo. MDCT cu intensificarea contrastului sângelui este o nouă metodă de imagistică tomografică care permite o imagistică 3D de înaltă rezoluție a cavității ventriculare in vivo, cu o vizualizare clară a PM și a trabeculelor carneae care căptușesc cavitatea în diferite faze ale ciclului cardiac.2 MDCT a fost utilizată pentru a vizualiza PMs și relația acestora cu porțiunile solide și trabeculare ale peretelui cardiac.
Metode
Selecția pacienților
Datele imaginilor 3D achiziționate la 25 de subiecți consecutivi neselectați, cărora li s-a imaginat o posibilă boală coronariană cu ajutorul MDCT prin metode standard, au fost examinate retrospectiv în cadrul unui protocol aprobat de Institutional Review Board pentru a evalua natura atașării PMs la peretele cardiac. Deoarece acesta a fost un studiu retrospectiv, consimțământul informat nu a fost obținut direct de la subiecți.
Metode de imagistică
Pentru imagistica subiecților a fost utilizat un sistem MDCT cu 16 rânduri (Sensation 16, Siemens Medical Solutions). Pacienții au primit β-blocante pentru a scădea ritmul cardiac, de preferință la ≤60 bpm. Intensificarea contrastului a fost obținută cu 140 ml de agent de contrast radiografic perfuzat intravenos la 4 ml/s; achiziția de imagini a fost programată pentru a coincide cu intensificarea maximă a sângelui în inimă. Achiziția/reconstrucția imaginii CT a fost determinată pentru diastole (la un timp efectiv de 350 sau 400 ms înainte de complexul QRS al ECG) pentru a minimiza efectele de mișcare asupra imaginilor și pentru a capta inima într-o stare relativ relaxată; imaginile au fost, de asemenea, reconstruite la alte momente efective din ciclul cardiac. Durata de achiziție a imaginilor a fost suficient de scurtă pentru ca volumul inimii să poată fi acoperit într-o singură repriză de respirație. Durata efectivă a fiecărui set de imagini în cadrul ciclului cardiac a fost de ≈120 ms. Imaginile au fost reconstruite ca seturi de date 3D cu o rezoluție spațială izotropică de 0,75 mm. Analiza imaginilor a fost efectuată prin reformatarea 3D interactivă a datelor de imagine folosind stația de lucru și software-ul standard de procesare a imaginilor al producătorului CT. Planurile de imagine reformatate cu o grosime efectivă de 0,75 mm au fost alese în mod interactiv pentru reconstrucția PM-urilor.
Rezultate
Au fost examinate seturi de imagini reconstruite la o gamă de faze efective ale ciclului cardiac. Imaginile reconstruite în apropierea diastolei medii și târzii au fost cele mai bune pentru a delimita atașamentele PM; în apropierea sfârșitului sistolei, încețoșarea imaginii și colapsul spațiilor pline de sânge dintre trabeculele cărnii au făcut dificilă vizualizarea atașamentului PM la trabecule. În toate cazurile examinate, baza PM-urilor nu a intrat în contact direct cu porțiunea solidă a peretelui cardiac sau nu s-a alăturat acesteia. Mai degrabă, în toate cazurile, baza PM se termina în contact cu rețeaua de trabecule care căptușesc cavitatea ventriculară, deasupra suprafeței reale a porțiunii solide a peretelui cardiac. Acest lucru a fost valabil atât pentru PM LV, cât și pentru PM RV. Imaginile reprezentative de la 1 subiect care demonstrează această relație sunt prezentate în figura 1. Absența atașamentelor PM la peretele solid poate fi observată cu planuri contigue de reconstrucție prin baze (figura 2). Calitatea imaginii a fost insuficientă pentru a evalua alimentarea arterială a PM.
Figura 1. Imagini MDCT PM reprezentative. A, Imagine reformatată oblic de-a lungul axelor PM LV care arată atașarea bazelor PM la trabecule carneae mai degrabă decât la porțiunea solidă a peretelui cardiac. B, Imagine reformatată oblic de-a lungul axei PM LV laterale în plan perpendicular pe A, care arată aceeași relație cu peretele. C, imagine reformatată oblic tangențială la suprafața internă a cavității LV chiar sub baza PM din B, care arată că nu există o legătură directă cu porțiunea solidă a peretelui. D, Imagine reformatată oblică de-a lungul axei PM RV care arată o relație similară cu peretele inimii.
Figura 2. Serie de secțiuni contigue (de la stânga la dreapta, de sus în jos) reconstruite prin PM LV ale unui alt subiect reprezentativ care demonstrează că nu există o legătură directă a bazelor PM cu porțiunea solidă a peretelui cardiac.
Discuție
MDCT cu reconstrucție 3D demonstrează clar natura atașamentului PM la peretele cardiac. Baza PM-urilor se unește la rețeaua de trabecule carneae care căptușește cavitatea ventriculară, mai degrabă decât direct la porțiunea solidă a peretelui cardiac, așa cum s-a presupus anterior.
Studii anterioare
În articolele anterioare s-a discutat doar în mod limitat despre structura bazei PM-urilor; interesul clinic s-a concentrat în primul rând pe alimentarea cu sânge a PM-urilor și pe variațiile în ceea ce privește locația generală, numărul și atașamentele cordoanelor tendinoase la formele variabile ale capului.3,4 Existența unei „granițe” între PM și perete în inima canină a fost observată, dar fără alte discuții5 (o diagramă din acel articol arată reprezentarea standard a unui contact pe bază largă a bazei PM cu peretele); acel studiu a observat, de asemenea, o schimbare bruscă a unghiului fibrelor între peretele solid și PM. PM-urile au fost descrise ca fiind „adânc decupate”, dar aparent fără o apreciere completă a naturii atașamentului bazelor lor la trabeculele cărnii, mai degrabă decât direct la peretele solid al inimii.6 Un studiu efectuat pe 100 de inimi autopsiate a descris aproximativ jumătate dintre specimene ca având PM-uri „în mod egal sesile și intramurale”, restul fiind împărțite între „în mare parte intramurale” (cu sau fără „vârfuri ancorate”) și „în mare parte sesile”, dar, din nou, fără o descriere clară a atașamentului bazelor lor la perete.7 Astfel, observația raportată aici, conform căreia PM-urile se atașează la peretele inimii la nivelul trabeculei cărnii, mai degrabă decât direct la porțiunea solidă a peretelui, pare a fi nouă.
Poate părea surprinzător faptul că relația corectă a PM-urilor cu peretele inimii nu a fost apreciată anterior. Cu toate acestea, mai mulți factori au contribuit probabil la acest lucru. Studiile anatomice și patologice sunt de obicei efectuate pe inimi moarte într-o stare puternic contractată, colapsând efectiv spațiile dintre trabecule sub baza PM-urilor. Baza acestora este, de asemenea, ascunsă vederii directe în cadrul inspecției vizuale obișnuite a interiorului ventricular, de exemplu, la operație. În imagistica de proiecție radiografică, de exemplu, ventriculografia cu contrast, imaginile structurilor suprapuse pot ascunde natura atașamentului bazei PM. Alte tehnici de imagistică tomografică au, în general, o rezoluție spațială mai mică decât rezoluția izotropică submilimetrică realizabilă cu MDCT actuală, ceea ce face mai dificilă aprecierea structurilor trabeculare de sub baza PM. În IRM cardiacă, de exemplu, rezoluția pixelilor în plan este de obicei de 1 până la 2 mm, iar grosimea feliei este de ≥5 mm, în timp ce în ecocardiografie, rezoluția de-a lungul direcției fasciculului este de obicei ≤1 mm, dar rezoluția de-a lungul fasciculului este ceva mai proastă. Îmbunătățirile tehnice vor face, fără îndoială, ca această relație să fie clară și cu alte metode de imagistică.8 În cele din urmă, prejudecata de a se aștepta să vadă versiunea „convențională” a anatomiei de la baza PM-urilor a făcut, fără îndoială, ca observatorii să nu reușească să aprecieze adevărata sa natură.
Implicații funcționale
Potem specula asupra unor implicații funcționale ale acestei noi înțelegeri a relației dintre PM-uri și peretele inimii. Faptul de a avea o atașare la perete mai degrabă ca o plasă largă decât ca un stâlp poate reduce concentrația de stres în perete în apropierea bazelor PM. Pe de altă parte, concentrațiile de stres în punctele de atașare dintre PM și trabecule pot face baza mai vulnerabilă la rupere în acele puncte. Existența unei baze efective mai largi și a mai multor puncte de fixare pentru PM poate oferi redundanță și, prin urmare, o anumită protecție împotriva unei defecțiuni mecanice complete. (Problemele legate de efectul lăsării corzii tendinoase intacte în timpul operației valvei mitrale sunt în esență independente de natura atașării bazelor PM). În mod similar, faptul că alimentarea cu sânge a PM-urilor intră de la o bază efectivă mai largă poate contribui la asigurarea unui potențial mai mare de redundanță a perfuziei colaterale și, astfel, a unei anumite protecții împotriva ischemiei. În plus, o ușoară întârziere după inițierea contracției de către peretele ventricular înainte de contracția PMs, așa cum a fost observat experimental în unele studii, ar putea permite pliantelor valvei AV să se închidă mai liber înainte ca tensiunea să se acumuleze în PMs.9 Micul timp de conducere suplimentar necesar pentru ca frontul undei de activare să ajungă la PMs, impus de un traseu ceva mai ocolit prin trabecule, mai degrabă decât direct de la perete, ar putea asigura o astfel de întârziere scurtă.
Dnii Jill Jacobs și James Slater au supervizat achiziția imaginilor MDCT.
Note de subsol
- 1 Takayama Y, Holmes JW, LeGrice I, et al. Deformare regională îmbunătățită la locul de inserție a mușchiului papilar anterior după transecția cordoanelor. Circulation. 1996; 93: 585-593. CrossrefMedlineGoogle Scholar
- 2 Flohr TG, Schoepf UJ, Kuettner A, et al. Advances in cardiac imaging with 16-section CT systems. Acad Radiol. 2003; 10: 386-401. CrossrefMedlineGoogle Scholar
- 3 Estes EH, Dalton FM, Entman ML, et al. The anatomy and blood supply of the papillary muscles of the left ventricle. Am Heart J. 1966; 71: 356-362. CrossrefMedlineGoogle Scholar
- 4 Ranganathan N, Burch GE. Morfologia brută și alimentarea arterială a mușchilor papilari ai ventriculului stâng al omului. Am Heart J. 1969; 77: 506-516. CrossrefMedlineGoogle Scholar
- 5 Holmes JW, Takayama Y, LeGrice I, et al. Deformare regională deprimată în apropierea mușchiului papilar anterior. Am J Physiol. 1995; 269: H262-H270. MedlineGoogle Scholar
- 6 Taylor JR, Taylor AJ. Sinusoidele tebiene: colaterale uitate la mușchii papilari. Can J Cardiol. 2000; 16: 1391-1397. MedlineGoogle Scholar
- 7 Victor S, Nayak VM. Variații în mușchii papilari ai valvei mitrale normale și relevanța lor chirurgicală. J Card Surg. 1995; 10: 597-607. CrossrefMedlineGoogle Scholar
- 8 Peters DC, Ennis DB, McVeigh ER. RMN de înaltă rezoluție a funcției cardiace cu reconstrucție de proiecție și precesie liberă în stare de echilibru. Magn Reson Med. 2002; 48: 82-88. CrossrefMedlineGoogle Scholar
- 9 Mazilli M, Sabbah HN, Goldstein S, et al. Evaluarea funcției mușchiului papilar în inima intactă. Circulation. 1985; 71: 1017-1022.CrossrefMedlineGoogle Scholar
.