Abstrakt

Innledning

Coronary sinus (CS) er den største hjerte-venøse strukturen, som samler ~ 60% av utstrømningen av det venøse blodet fra hjertet til høyre atrium. CS åpner seg i høyre atrium posteromedielt mellom den nedre vena cava og høyre atrioventrikulær åpning. Det fungerer som et anatomisk landemerke, samt en kanal for diagnostiske og terapeutiske prosedyrer. Det største hinderet for kommunikasjon mellom høyre atrium og CS er ventilen til CS, først beskrevet av Adam Christian Thebesius i 1708 i monografien ‘De circulo sanguinis in corde’. Thebesian-ventilen (TV) er en embryologisk kaudal rest av sinoatriale ventiler. Det er en fold av endokardielt vev som beskytter coronary sinus ostium (CSO) og er ganske variabel i form. Til tross for at det har gått mer enn tre århundrer fra den første beskrivelsen, er TV-ens rolle i normal fysiologi fortsatt uklar og intrigerer fortsatt mange forskere og klinikere.1

Tidligere hadde hjerte-venøs system fått beskjeden oppmerksomhet i forskning på hjertets funksjon og anatomi. Den raske utviklingen av elektrofysiologi snudde denne trenden.2 CS er en vanlig inngangsport til venstre atriale og venstre ventrikkelepikardium.3 Hjertesynkroniseringsbehandling, kateterablasjon av hjerterytmeforstyrrelser, defibrillering, perfusjonsterapi, mitralventil annuloplasty, målrettet legemiddeltilførsel, og retrograd kardioplegiadministrasjon er de vanligste terapeutiske metodene som involverer CS. Tilsvarende er rollen til det hjerte-venøse systemet i å tilveiebringe en potensiell ledning for å omgå koronararteriestenose (venøs arterialisering) og til levering av stamceller til hjerteinfarkt etter infarkt. Tre elementer i CSO er relatert til vellykket kanylering av CS: størrelsen på CSO, inngangen fra høyre atrium og tilstedeværelsen av TV.4

Målet med denne studien var å evaluere karakteristiske trekk ved TV-anatomien med hensyn til form, størrelse og omfang av dekning av CSO. Spesielt ble det lagt vekt på å identifisere spesifikke strukturer på TV-en som potensielt kan komplisere elektrofysiologiske og invasive kardiologiske prosedyrer. Et ytterligere mål var å skape en ny klassifisering av TV-formene.

Metoder

Studiepopulasjon

Studien ble utført av Department of Anatomy, Jagiellonian University Medical College i Krakow, Polen. Vi undersøkte CSO og TV, når de var til stede, i 273 obduserte menneskelige hjerter fra begge kjønn i alderen 6 måneder til 94 år.Prøver ble spesifikt samlet for denne studien under rutinemessige rettsmedisinske obduksjoner utført ved Institutt for rettsmedisin, Jagiellonian University Medical College. Hjertene ble fjernet sammen med de proksimale delene av de store karene: den stigende aorta, lungestammen, superior vena cava, inferior vena cava, og alle lungevene.

Eksklusjonskriterier inkluderer hjerteinfaksjon, alvorlig anatomisk defekter, tilstander etter operasjoner og transplantater på hjertet, åpenbar alvorlig makroskopisk patologi i hjertet eller det vaskulære systemet som ble funnet under obduksjon (aneurismer, lagringssykdommer), hjertetraumer og makroskopiske tegn på nedbrytning av kadaver. Andre tilstander som arteriell og pulmonal hypertensjon, kardiomyopati, hjertesvikt og arytmier ble ikke anerkjent som eksklusjonskriterier. Etter disseksjon ble alle hjerter festet i 10% formalin i maksimalt to måneder til måletidspunktet. De demografiske dataene var tilgjengelige for alle 273 eksemplarer.

Studien ble godkjent av den bioetiske komiteen ved Jagiellonian University Medical College, Krakow.

Disseksjon og målinger

Alle 273 hjerteeksempler ble åpnet på vanlig rutinemessig måte ved et snitt som strekker seg fra åpningen til den overlegne vena cava til den nedre vena cava-åpningen, med unntak av at Eustachian-ventilen vanligvis ikke ble snittet. Alle prøvene hadde et intakt område som inneholdt CSO og TV når de var til stede. CS ble åpnet på langs langs den frie veggen for å tillate enkel måling av diameteren til CSO uten å skade den nåværende TV-en. Alle beskrivelser og målinger ble foretatt med hjertet holdt i anatomisk posisjon.

Følgende målinger ble gjort: høyden og bredden på TV og diameteren på CSO. Alle målinger ble utført av 0,03 mm presisjonselektronisk tykkelse YATO (YT-7201). Målinger ble utført to ganger for å redusere sjansen for feil. Gjennomsnittet av de to målingene ble beregnet avrunding til en desimal. TV-høydemålene ble tatt mellom den frie kanten av ventilen og dens festeområde til høyre atrium som den korteste dimensjonen som passerte midt på den frie kanten parallelt med den tverrgående diameteren til CSO. Den tverrgående diameteren på CSO ble målt gjennom snittet i CS som den største dimensjonen opp til det første motstandspunktet.

Inntil nå har ingen foreslått en ensartet og entydig klassifisering av TV-typer på grunn av formen deres. Basert på tidligere observasjoner utført på små prøver, opprettet vi 3,5–10 vår egen divisjon og klassifiserte TV som en rest (Type I), semilunar (Type II), fold (Type III), ledning (Type IV) og mesh og fenestrert (Type V) (tabell 1).

Ventilene som ble formet av en liten endokardiumkant som ikke signifikant stakk ut i lumenet av CSO ble definert som Type I — rest (figur 1A). I motsetning til dette ble betydelig utstikkende ventiler med en karakteristisk halvmåneform av den frie kanten betegnet som Type II — halvmåneform (figur 1B). Fold — Type III ble etablert som et stort ‘slør’ med den ikke-halvmånekanten, og dekket nesten fullstendig hele CSO i mange tilfeller (figur 1C). Type IV — ledning, inkluderer alle ventiler som presenteres som en enkelt tykk streng av endokardiet, hovedsakelig lokalisert i midtlinjen (figur 2A). På grunn av den spesielle formen til Type IV-ventilen ble høyden ikke målt. Ledningens bredde ble målt som den korteste avstanden mellom to av dens frie kanter i den sentrale delen. Type V mesh og fenestrerte ventiler inkluderte alle ventilene som ikke oppfylte kriteriene for de andre typene, inkludert fenestrerte ventiler fra Type I – III, nettlignende ventiler og flere ledninger (figur 2B og C). På grunn av den kompliserte morfologien til Type V-ventilen ble høyden på denne TV-en ikke målt.

Manipulasjoner med standard elektrokardiologiske katetre (SAPIRE BLU Irrigated Ablation Kateter 7F 4 mm Medium SWEEP, tip diameter = 2,38 mm) ble utført i hjerter med TV i Type III (fold) og V (mesh og fenestrert). Hensikten med denne manipulasjonen var innføringen av et kateter i CS gjennom CSO bevoktet av TV.

Statistisk analyse

Data presenteres som middelverdier og tilsvarende standardavvik. StatSoft Statistica 10.0 for Windows ble brukt til alle statistiske analyser. P-verdier < 0,05 ble ansett for å være statistisk signifikante. Studentens t-tester og Mann – Whitney U-tester ble utført for statistisk sammenligning i CSO-diameter og TV-høyde mellom kjønn. Enveis variansanalyse Kruskal – Wallis ble utført for å finne signifikant forskjell i CSO-diameter og TV-formen i I – V-typer og hjerter uten TV.Korrelasjonskoeffisienter ble beregnet for å måle statistisk avhengighet.

Resultater

Totalt 273 hjerter ble målt og vurdert. Gjennomsnittsalderen for kadaverne som prøvene ble hentet fra var 48,7 ± 15,8 år (område 0,5-94 år) og 59 (21,6%) av disse prøvene var fra kvinnelige kadavere. I alle hjerter var CSO elliptisk i form. Den tverrgående diameteren var 12,2 ± 3,5 mm (min = 2,1 mm; maks = 18,3 mm) og den var uavhengig av alder og kjønn.

TV-en var til stede i 224 (82,1%) av de undersøkte hjerter. Vi observerte betydelige variasjoner i morfologien til TV-en. I henhold til formen var semilunar — Type II den vanligste typen TV og ble observert i 73 (73/224; 32,6%) hjerter, etterfulgt av rest — 25,5%; brett — 17,4%; ledning — 14,3%; og til slutt mesh og fenestrert — 10,3%. Det var ingen sammenheng mellom utbredelsen av de forskjellige typene TV og alder, og kjønn.

Det overveldende flertallet av TV-ene tok sin opprinnelse fra høyremargen til CSO, og utvidet seg videre til dens kaudale og kranialkant. Vi la merke til at TV-ene aldri ble festet til venstre kant av CS-åpningen. Dette området var alltid fritt for noe festepunkt i alle tilfeller. Videre dekket syv ventiler (2,9% av alle TV-er; 4 i type III og 3 i type V) hele CS-åpningen som gikk langt utover CSO-konturen (figur 3). Omfanget av CSO-dekning varierer i disse tilfellene fra 105 til 290% (beregnet som forholdet mellom TV-høyden og den tverrgående CSO-diameteren). Dette indikerer at disse ventilene dekket hele CSO-en, og at deres frie kanter betydelig gikk utover CSO-konturen.

Det ble funnet at TV-form eller dens fravær har en betydelig innflytelse på størrelsen på CSO diameter. Hjerter uten TV hadde større diameter (15,1 ± 3,1 mm) enn de med en ventil tilstede (11,6 ± 3,3 mm; P < 0,001). Videre ble høyden på TV-ene omvendt korrelert med CSO-diameteren. Hjerter med større CSO-diametre hadde lavere TV-høyde (r = −0.33; P < 0.001).

Diskusjon

Kliniske data tyder på at CS-kanylering mislykkes hos 5-10% av pasientene som gjennomgår invasive hjerteprosedyrer.3 Gras et al.11 bemerket at 3,7% av CS-kanylering mislyktes pga. til manglende kateterisering av CS. En lignende prosentandel av feil (2,87%) ble tilskrevet manglende evne til å lokalisere CSO av Azizi et al.12. Det er flere studier som bruker forskjellige modeller som søker å utforske TV-anatomi og å bestemme hva type og prosentandel presentasjoner kan hindre kanyleringsprosedyren (tabell 2.) Definisjonene av en obstruktiv TV som potensielt kan komplisere kanylering vist i tabell 2 viser at forfatterne hovedsakelig fokuserte på en prosentvis bestemmelse av graden av dekning av CS ved ventilen I de fleste tilfeller er denne grensen fastlagt skylt med 75% dekning som de bestemte at TV-en i ~ 15% av tilfellene er et potensielt hinder for kanyleringen. I følge disse forutsetningene kan vi konkludere med at alle ventiler som vi i vår studie klassifiserte som Type III — bretter (17,4% av alle TV-er og 14,3% av alle eksemplarer) dekker > 75% av CSO og kan betraktes som hindrende.

Når vi sammenligner resultatene av teoretiske studier3,5,6,8,13,15,16 med kliniske data presentert ovenfor, kan vi imidlertid konkludere med at de er omtrent seks ganger overvurdert. Det antyder at begrunnelsen som definisjonene av obstruktiv TV var basert på kan være misvisende. Følgelig avslører vi i denne studien at syv ventiler (4 i Type III-fold og 3 i Type V-mesh eller fenestrert) dekket hele CSO, og gikk langt utover CSO-konturen (figur 3). Kanylering av CS i disse 2,6% av alle studietilfeller (7/273) ser ut til å være ekstremt vanskelig, noe som samsvarer med forekomsten av kanyleringssvikt funnet i kliniske data. Derfor foreslår vi at bare TV som helt overlapper CSO og strekker seg betydelig utover konturen (TV-høyde til CSO-diameterforhold > 100%), bør etableres som obstruktiv TV. Slike ventiler kan gjøre CS-kanylering vanskelig eller til og med umulig.

Tilstedeværelsen av en stor TV som dekker hele CSO kan faktisk fullstendig forhindre passering av et kateter fra høyre atrium inn i CS som bekreftes av flere presentert i litteratursaker.På den ene siden kan mesh og fenestrerte TV-er (Type V) lette passering av standard elektrokardiologisk kateter gjennom CSO, men kan også hindre manipulering av kateteret i de ytterligere delene av det kardiale venøse systemet. Katetre med større diameter, med tilleggsutstyr (f.eks. For koronar veneangioplastikk) kan ikke passere gjennom små fenestrasjoner.

Videre er det viktig å vurdere evnen til koronar blodstrøm for å bevare integriteten og formen til TV. I den foreliggende studien er det vist at CSO-diameteren er korrelert med TV-form (P < 0.001). Videre hadde hjerter med større CSO-diameter lavere TV-høyder. I følge forfatterne kan en av årsakene til dette stadiet være den økte blodstrømmen i CS på grunn av en økt diameter på CSO som forårsaker atrofi av ventilen. Dette postulatet er også utgitt på grunnlag av observasjonen av CS i hjertene med den vedvarende venstre overlegne vena cava. I tilfeller av en slik anatomisk variasjon observerte vi fraværet av alle ventiler i hjertesystemet.

Tilstedeværelse av en obstruktiv TV utelukker ikke muligheten for vellykket CS-kanylering. Parikh et al.18 bekreftet at todimensjonal intrakardiell ekkokardiografisk og venstre koronar angiografi med levofase-avbildning kan være ekstremt nyttig for å lokalisere og definere CS ostiale abnormiteter som fører til vellykket CS-kanylering. I tillegg har Worley beskrevet bruken av koronararterieintervensjonsteknikker for å utvide en obstruktiv TV, og dermed muliggjøre CS-kanylering.19 Videre kan bruk av radiofrekvensenergi til å krysse en okklusiv TV brukes som en alternativ metode.18 Basert på vår egne observasjoner og manipulasjoner, kan vi bekrefte tidligere rapporter som fastslår at å rette tuppen av kateteret mot hjernekanten av CS ostia under direkte syn kan føre til vellykket kanylering når konvensjonelle teknikker har mislyktes.8 Sette kateteret fra fremre til bakre og fra venstre til høyre side med en rotasjonsbevegelse kan øke sjansen for vellykket CS-kanylering. Imaging av obstruktiv TV er lett synlig ved hjelp av elektronstråleberegnet tomografisk angiografi, multislice computertomografi eller ekkokardiografi og bør være en integrert del av planleggingen av CS-kanyleringsprosedyren i tilfeller der det er sterk mistanke om komplikasjoner for å velge riktig teknikk. Direkte visualisering av CSO ved hjelp av et endokardialt visualiseringskateter for å lokalisere og kanylere ser ut til å være et uvurderlig og ekstremt nyttig verktøy.5,20

Til slutt, fordi TV-er er veldig tynne og fibrøse, fibromuskulære eller muskuløse i sammensetning, 3,8, kan den lett bli skadet og perforert under medisinske prosedyrer. I henhold til tilgjengelig litteratur forekommer perioperative komplikasjoner som koronar venøs disseksjon og perforering av CS eller hjerteår henholdsvis i 2,88 og 1,2% av tilfellene. 12 Lesjoner av CS er veldig vanskelige eller til og med umulige å reparere og kan være dødelige. 20 Disse perforeringene og disseksjonene kan være en direkte konsekvens av bruk av overdreven kraft mens du leder kateteret gjennom CSO der den fremtredende TV-en er til stede og kompliserer prosedyren. TV-en er ikke den eneste anatomiske hindringen for kateteret plassert i hjertets venøse system, 5,9,21, men det er ikke desto mindre en viktig faktor å ta i betraktning under kanyleringsprosedyrer som kan adresseres av kunnskap om variasjonen i anatomien til denne regionen. Også de andre aspektene kan utelukke CS-kanylering, inkludert overlegen vena cava vs. inferior vena cava-tilnærming, kateteregenskaper og størrelser, og operatørens erfaringer.

Blant alle studiene som er utført på anatomien til TV, det er bare noen få som forfatterne prøver å definere ventilens former.3,5–10 I hvert av disse verkene kan vi finne forskjellige termer for forskjellige TV-former (Tabell 3). Basert på de nåværende observasjonene, de tidligere klassifiseringssystemene ser ut til å være ufullstendige og fanger ikke fullstendig dynamikken i ventilens form. Derfor fant vi det rimelig å lage en ny klassifisering av TV-former. Vi satte klare kriterier for klassifiseringen (Tabell 1) og presenterer eksempler på bilder for hver TV-type (figur 1 og 2.) To team før denne presenterte forskningen hadde studert området CSO på et større utvalg av hjerter, men formen på TV-en ble ikke beskrevet i disse papirene.13,21 best av vår kunnskap, er denne studien den største som angir formen på TV-en.

Hovedbegrensningen i studien vår er at alle målingene ble gjort på obduserte hjerteprøver som er fikset i formalin, noe som kan forårsake noen små endringer i hjertets størrelse og form. Studier utført på post mortem-materiale kan ikke korrelere direkte med vevets fysiologi in vivo.Derfor kan vi ikke si noe om atferden og dimensjonsendringene til TV-en og området for CSO innen hjertesyklusen. Til tross for disse begrensningene, mener vi at de ikke hindrer den morfologiske analysen av ventilens form og forholdet mellom dimensjonene til TV og CSO.

Konklusjoner

I dag studie var TV-en til stede i 82,1% av de undersøkte hjerter. En ny klassifisering av typene TV (tabell 1) ble foreslått på grunnlag av morfologien som ble observert i den nåværende undersøkelsen, som representerer en av de hittil største analysestørrelsene. Bruk av et klart klassifiseringssystem, som det som er foreslått i denne studien, vil forbedre forståelsen av morfologien til TV-en ved å gi en standardisert måte å beskrive den på. Vi postulerer også at det omvendte forholdet mellom CS-diameteren og ventilens høyde i denne undersøkelsen kan være et resultat av økt blodstrøm i CS, og forårsake atrofi av ventilen. I samsvar med den nåværende forskningen i forbindelse med kliniske funn, foreslår vi at bare TV-er som dekker > 100% av CSO vil bli etablert som obstruktiv TV og kan gjøre CS-kanylering vanskelig eller til og med umulig (∼2,6% av alle tilfeller). Tilstedeværelse av en definert obstruktiv TV kan være den direkte årsaken til feilen i ~ 25% av all mislykket CS-kanylering utført ved bruk av konvensjonelle teknikker. Type III-klappventiler kan forlenge prosedyretider for CS-kanylering ved å hindre tilgang til CSO. Ventiler klassifisert som Type I — rest, II — semilunar, IV — ledning har sannsynligvis ingen innflytelse på CS-kanylering.

Interessekonflikt: ingen erklært.

Forfattermerknader