papillarmusklerna (PMS) i hjärtat spelar en viktig roll i hjärtfunktionen. Alla konventionella anatomi-och kardiologiska läroböcker och artiklar visar PMs som en bredbaserad direkt anslutning till den fasta delen av hjärtväggen. Eftersom de mekaniska, vaskulära och elektriska anslutningarna av PMs till hjärtväggen är genom sina baser, kan denna anslutnings natur få viktiga funktionella konsekvenser. Röntgen multidetektor array CT (MDCT) ger en ny avbildningsmetod för att undersöka bindningen av PMs in vivo.

PMs är långsträckta, avsmalnande muskler som härrör från ventrikelns innervägg och ger upphov till chordae tendineae (bindvävsträngar som fäster vid kanterna på av-ventilerna) vid deras spetsar. När ventriklarna dras samman i systole, kontraherar PMs också och hjälper till att hålla av-ventilbroschyrerna inverterade eller läckande när trycket stiger i ventrikelhålan. Dysfunktion av PMs, t.ex. som ett resultat av ischemi eller infarkt, kan påverka hjärtfunktionen negativt genom resulterande av-valvulär insufficiens, t. ex. vid akut hjärtinfarkt som påverkar blodtillförseln till PMs. Det finns 2 PMs i vänster ventrikel (LV) och 2 eller 3 (variabelt) i höger ventrikel (RV). Avbrott i PMs har observerats påverka hjärtväggens rörelse, vilket tyder på att krafter som överförs till väggen från PMs kan vara viktiga för att bestämma mönster för väggrörelse.1 dessa krafter kan påverkas av arten av PMS-fästet på väggen. Blodflödet till PMs är via artärer som kommer in genom deras bas; detta gör också arten av deras fastsättning på väggen viktig. Ledningen av vågen av den elektriska aktiveringen av hjärtat går in i PMs genom basen. Eftersom den korrekta tidpunkten för sammandragningen av PMs i förhållande till den ventrikulära väggen är viktig för att säkerställa korrekt tätning av av-ventilerna, kan arten av PMS-fästet till hjärtväggen också vara viktigt för denna aspekt av hjärtfunktionen. Förutom PMS innehåller kaviteten i ventriklarna ett fodernät av långsträckta muskelsträngar, trabeculae carneae, som är fästa vid den fasta delen av väggen vid sina ändar och löper över den inre ytan av ventrikulärhålan. Trabeculae carneae finns i båda ventriklarna, även om de är mer framträdande i RV.

i standard kardiologi och anatomi läroböcker, PMs avbildas som härrör direkt från den fasta delen av hjärtväggen, med en bred bas av fastsättning på väggen, ungefär som tummen kommer från handflatan, och avsmalnande till ursprunget till chordae tendineae på sina tips. Konventionella avbildningsmetoder har hittills inte haft tillräcklig rumslig upplösning för att studera arten av PMs-fästet på väggen in vivo. MDCT med kontrastförbättring av blodet är en ny tomografisk avbildningsmetod som möjliggör högupplöst 3D-avbildning av ventrikulär kavitet in vivo, med tydlig visualisering av PMs och trabeculae carneae som fodrar kaviteten vid olika faser av hjärtcykeln.2 MDCT användes för att visualisera PMs och deras förhållande till de fasta och trabekulära delarna av hjärtväggen.

metoder

patientval

3D-bilddata som förvärvats på 25 på varandra följande omarkerade ämnen, avbildade för möjlig kranskärlssjukdom med användning av MDCT med standardmetoder, undersöktes retroaktivt under ett institutionellt granskningsnämnd godkänt protokoll för att utvärdera arten av PMS–fästet på hjärtväggen. Eftersom detta var en retrospektiv studie erhölls inte informerat samtycke direkt från ämnena.

avbildningsmetoder

ett 16-radigt MDCT-system (Sensation 16, Siemens Medical Solutions) användes för avbildning av försökspersonerna. Patienterna fick blockerare av CI för att sänka hjärtfrekvensen, helst till 60 bpm. Kontrastförbättring erhölls med 140 mL radiografiskt kontrastmedel infunderat intravenöst vid 4 mL / s; bildförvärv var tidsinställd för att sammanfalla med toppförbättring av blod i hjärtat. CT-bildförvärvet / rekonstruktionen var gated till diastol (vid en effektiv tid på 350 eller 400 ms före QRS-komplexet i EKG) för att minimera rörelseeffekter på bilderna och för att fånga hjärtat i ett relativt avslappnat tillstånd; bilder rekonstruerades också vid andra effektiva tider i hjärtcykeln. Varaktigheten av bildförvärv var tillräckligt kort för att hjärtans volym skulle kunna täckas i ett enda andetag. Den effektiva varaktigheten för varje bilduppsättning inom hjärtcykeln var 120 ms. bilder rekonstruerades som 3D-datamängder med isotropisk rumslig upplösning på 0,75 mm. bildanalys utfördes genom interaktiv 3D-omformatering av bilddata med hjälp av CT-tillverkarens standardbildbehandlingsarbetsstation och programvara. Omformaterade bildplan med en effektiv tjocklek på 0,75 mm valdes interaktivt för rekonstruktion av PMs.

resultat

bilduppsättningar rekonstruerade vid en rad effektiva hjärtcykelfaser undersöktes. Bilder rekonstruerade nära mitten till sen diastol var bäst för att avgränsa PM-bilagorna; nära slutet systole, bild suddning och kollaps av de blodfyllda utrymmena mellan trabeculae carneae gjorde det svårt att se bifogandet av PMs till trabeculae. I alla undersökta fall kontaktade basen av PMs inte direkt eller gick med i den fasta delen av hjärtväggen. Snarare slutade basen av PMs i alla fall i kontakt med nätverket av trabeculae carneae som fodrar den ventrikulära kaviteten ovanför den faktiska ytan av den fasta delen av hjärtväggen. Detta var sant för både LV och RV PMs. Representativa bilder från 1 ämne som visar detta förhållande visas i Figur 1. Frånvaron av PM-bilagor till fast vägg kan ses med angränsande plan för rekonstruktion genom baserna (Figur 2). Bildkvaliteten var otillräcklig för att bedöma PM-artärtillförseln.

diskussion

MDCT med 3D-rekonstruktion visar tydligt arten av PMS-fästet på hjärtväggen. Basen av PMs ansluter sig till nätverket av trabeculae carneae som fodrar den ventrikulära kaviteten snarare än direkt till den fasta delen av hjärtväggen, som tidigare antagits.

tidigare studier

det har endast varit begränsad diskussion om PM-basens struktur i tidigare artiklar; kliniskt intresse har främst fokuserat på PM-blodtillförseln och på variationer i den totala platsen, antalet och bilagorna av chordae tendineae till variabla huvudformer.3,4 förekomsten av en ”gräns” mellan PMs och väggen i Hundens hjärta har noterats men utan ytterligare diskussion5 (ett diagram i den artikeln visar standardrepresentationen av en bredbaserad kontakt av PMs-basen med väggen); den studien noterade också en abrupt förändring i fibervinkeln mellan den fasta väggen och PMs. PMs har beskrivits som” djupt underskuren ” men uppenbarligen utan en fullständig uppskattning av naturen av deras baser till trabeculae carneae snarare än direkt till den fasta hjärtväggen.6 en studie av 100 obduktionshjärtan beskrev ungefär hälften av proverna som ”lika sessila och intramurala” PMs, med resten uppdelad mellan ”mestadels intramurala” (med eller utan ”spets förankrad”) och ”mestadels sessila” men igen utan en tydlig beskrivning av fästet av deras baser på väggen.7 således rapporterade observationen här att PMs fäster vid hjärtväggen vid trabeculae carneae snarare än direkt till den fasta delen av väggen verkar vara ny.

det kan tyckas förvånande att det korrekta förhållandet mellan PMs och hjärtväggen inte har uppskattats tidigare. Men flera faktorer har förmodligen bidragit till detta. Anatomiska och patologiska studier utförs vanligtvis på döda hjärtan i ett starkt kontrakterat tillstånd, vilket effektivt kollapsar mellanrummen mellan trabeculae under basen av PMs. Deras bas är också dold från direkt syn i den vanliga visuella inspektionen av det ventrikulära interiören, t.ex. vid operation. Vid radiografisk projektionsavbildning, t.ex. kontrastventrikulografi, kan bilder av överliggande strukturer dölja naturen hos fästet av PM-baserna. Andra tomografiska avbildningstekniker har i allmänhet lägre rumslig upplösning än submillimeterns isotropa upplösning som kan uppnås med nuvarande MDCT, vilket gör det svårare att uppskatta trabekulära strukturer under PM-basen. I hjärt-MR, till exempel, är pixelupplösningen i planet typiskt 1 till 2 mm och skivtjockleken är 5 mm, medan i ekokardiografi är upplösningen längs strålriktningen typiskt 1 mm, men upplösningen över strålen är något sämre. Tekniska förbättringar kommer utan tvekan också att göra detta förhållande tydligt med andra avbildningsmetoder.8 Slutligen har fördomarna att förvänta sig att se den ”konventionella” versionen av anatomin vid basen av PMs utan tvekan lett observatörer att misslyckas med att uppskatta dess sanna natur.

funktionella konsekvenser

Vi kan spekulera på några funktionella konsekvenser av denna nya förståelse av PMs-förhållandet till hjärtväggen. Att ha en bred meshlike snarare än pelarliknande fastsättning på väggen kan minska spänningskoncentrationen i väggen nära PM-baserna. Å andra sidan kan spänningskoncentrationer vid fästpunkter mellan PMs och trabeculae göra basen mer sårbar för brott vid dessa punkter. Att ha en bredare effektiv bas och flera fästpunkter för PMs kan ge redundans och därmed ett visst skydd mot fullständigt mekaniskt fel. (Frågor relaterade till effekten av att lämna chordae tendineae intakt under mitralventilkirurgi är i huvudsak oberoende av arten av fästningen av PM-baserna.) På liknande sätt kan blodtillförseln till PMs komma in från en bredare effektiv bas bidra till att ge mer potential för säkerheter perfusionredundans och därmed ett visst skydd mot ischemi. Dessutom kan en liten fördröjning efter initiering av sammandragning av ventrikulär vägg före sammandragning av PMs, som har observerats experimentellt i vissa studier, göra det möjligt för av-ventilbroschyrerna att stänga mer fritt innan spänningen byggs upp i PMs.9 den lilla extra ledningstiden som krävs för aktiveringsvågfronten för att nå PMs, som införs av en något mer kretslös väg genom trabeculae snarare än direkt från väggen, kan ge en så kort fördröjning.

fotnoter