Синтопия устьев лёгочных вен в левом предсердии сердца человека

Полный текст

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВПВ — верхняя полая вена

ЛВ — лёгочная вена

ЛВЛВ — левая верхняя лёгочная вена

ЛНЛВ — левая нижняя лёгочная вена

ЛП — левое предсердие

НПВ — нижняя полая вена

ПВЛВ — правая верхняя лёгочная вена

ПНЛВ — правая нижняя лёгочная вена

ВВЕДЕНИЕ

Строение и топография левого предсердия (ЛП) на сегодняшний день относятся к наименее изученным аспектам нормальной анатомии сердца. В фундаментальных руководствах по кардиоморфологии нормальная анатомия ЛП описана крайне скупо [1, 2]. Известны публикации, в которых описаны элементы внесердечной топографии ЛП: соотношения ЛП с сосудами средостения, пищеводом, левым блуждающим и диафрагмальными нервами [3–6], при этом локальная (внутрисердечная) топография ЛП изучена недостаточно.

После того как в миокардиальных «рукавах» лёгочных вен (ЛВ) были описаны атипичные кардиомиоциты, в определённых условиях способные выступать в качестве морфологического субстрата наджелудочковых аритмий, интерес исследователей к анатомии ЛП возрос. Однако, эти исследования пошли в двух направлениях. Первое — изучение микроструктурной организации стенки ЛП, второе — изучение ЛП методами лучевой диагностики, выполняемой по клиническим показаниям у пациентов с заболеваниями сердца. Что касается сведений о макроскопической анатомии ЛП, полученных на трупном материале пациентов без отягощённого «сердечного» анамнеза, то такие публикации единичны [4, 6]. По результатам информационного поиска и анализа оригинальных статей, индексированных в Scopus, PubMed и Web of Science Core Collection за полувековой период (1970–2020), локальная топография ЛП явилась предметом десяти анатомических исследований, а нормальная анатомия устьев ЛВ была представлена в 14 публикациях.

В обзорной статье S. Whiteman, et al. при описании устьев ЛВ сделан акцент на их количестве и наличии миокардиальных «рукавов» в стенках ЛВ [6]. В работах S. Y. Ho, et al. основное внимание уделено миоархитектонике ЛП и структурно-топографическим соотношениям этой камеры сердца с соседними структурами [5, 7], однако локальная синтопия ЛП охарактеризована описательно, без использования морфометрии. Количественных данных о расстояниях между устьями полых и лёгочных вен, о расстояниях от овальной ямки до устьев ЛВ в литературе по нормальной анатомии не обнаружено. Неизвестно, по какому размеру сердца или ЛП с наибольшей надёжностью можно прогнозировать величину того или иного из вышеуказанных расстояний. Между тем, точные морфометрические данные о расстояниях между овальной ямкой, устьями полых и лёгочных вен, а также знание взаимосвязей между этими размерами, размерами сердца и ЛП необходимы для планирования и выполнения интервенционных вмешательств, в частности, для транспредсердной электрокриодеструкции, радиочастотной абляции эктопических водителей ритма [3, 4]. Эти морфометрические данные позволят совершенствовать математические модели ЛП, обучать нейронные сети дифференцированному оцениванию нормального и патологического паттернов этой камеры сердца [8]. Что касается актуальности таких исследований для фундаментальной медико-биологической науки, информация о наличии и характере корреляционных и регрессионных связей между параметрами поможет понять закономерности строения сердца и, в частности, ЛП. Морфометрические данные и их соотношения можно использовать как основу для разработки анатомических нормативов строения ЛП, что соответствует задачам специальности «Анатомия человека».

Цель ― методом морфометрии анатомических препаратов условно-нормального сердца взрослого человека установить общие закономерности и топоспецифические особенности локализации устьев лёгочных вен по отношению к овальной ямке и устьям полых вен.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Препараты сердца (n = 54) были получены от умерших, тела которых не были востребованы для захоронения; возможность получения информированного согласия отсутствовала. При работе с секционным материалом учитывали требования ст. 5 ФЗ № 8 «О погребении и похоронном деле» от 12.01.1996 (с изменениями, в действующей редакции).

Протокол исследования был одобрен Локальным этическим комитетом ФГБОУ ВО Уральский государственный медицинский университет Минздрава России (Протокол № 8 от 20 ноября 2020 г.).

Критерии включения:

1) смерть от заболеваний, не связанных с болезнями сердца,

2) возраст пациентов от 35 до 89 лет,

3) типичное левостороннее положение сердца,

4) внешне обычно сформированное сердце,

5) конкордантное соотношение камер сердца и присердечных сосудов,

6) масса сердца 250–400 г.

Критерии невключения:

1) выявление при вскрытии желудочков сердца макроскопических признаков осложнений ишемической болезни сердца, кардиомиопатий, заболеваний предсердно-желудочковых клапанов, признаков перенесённых операций на сердце,

2) повреждение или деформация верхней стенки ЛП,

3) нетипичное количество устьев ЛВ в стенке ЛП.

Морфометрию выполняли на влажных препаратах, на которых за счёт заполнения полости ЛП жидким силиконом моделировали фазу диастолы ЛП. Для этого препараты после эвисцерации тщательно отмывали от сгустков, хранили в 1% растворе формалина от нескольких часов до пяти суток, затем препараты полностью отмывали от формалина, после чего левый желудочек и правое предсердие тампонировали ватой, полость ЛП через устье правой верхней лёгочной вены (ПВЛВ) заполняли жидким силиконом с отвердителем. На время затвердевания силикона препараты подвешивали так, чтобы диафрагмальная поверхность сердца была приподнята над горизонтальной плоскостью на 10–15° — такая ориентация близка к естественному положению сердца у человека, находящегося в ортоградном положении. После затвердевания силикона для лучшей визуализации устьев ЛВ стенки ЛП препарировали. Определяли количество устьев ЛВ в местах впадения в ЛП, измеряли длину, ширину и переднезадний размеры сердца и ЛП, кратчайшее расстояние от каждого устья ЛВ до овальной ямки и до устьев верхней и нижней полых вен (ВПВ, НПВ). Морфометрию выполняли электронным штангенциркулем ШЦЦ-1-125 0,01 (ЧИЗ, Челябинск, Российская Федерация; точность 0,03 мм).

В программе Statistica 10.0 (Stat Soft Inc., США) оценивали распределение значений по W-критерию Шапиро–Уилка. Если распределение отличалось от нормального, результаты представляли в виде медиан, 25 и 75 процентилей (p25, p75) и крайних значений. Для дисперсионного анализа использовали H-критерий Краскела–Уоллиса. При попарном сравнении, которое выполняли во вкладке «post hoc», использовали два теста, различавшиеся по чувствительности: тест наименьшей значимой разности Фишера (LSD-тест) и тест Бонферрони. Различия считали значимыми, если по обоим тестам α не превышала 0,05. Для корреляционного анализа использовали критерий Спирмена (Rs). Для оценки влияния размеров сердца и ЛП на значения морфометрических параметров устьев ЛВ выполняли регрессионный анализ, находили коэффициент детерминации r², влияние предикторной переменной на переменную отклика считали значимым при p < 0,01.

РЕЗУЛЬТАТЫ

При множественном сравнении восьми параметров расстояний от устьев полых вен до устьев ЛВ (табл. 1) выявлены значимые различия (H = 309,8; p = 0,0). При попарном сравнении с использованием статистических критериев с разным уровнем чувствительности установлено, что значения всех расстояний от устья ВПВ до устьев ЛВ различались между собой (p < 0,0003).

 

Таблица 1. Расстояния между устьями полых и лёгочных вен

Расстояние		Статистические параметры
от устья	до устья	М, мм	Me, мм	p25 – p75, мм	min – max, мм	КВ	W; р
верхней полой вены	ПВЛВ	6,8	6,3	4,0 – 9,4	1,75 – 16,0	51	0,956; 0,077
	ПНЛВ	25,6	25,0	21,0 – 28,3	9,0 – 46,3	27	0,968; 0,244
	ЛВЛВ	42,0	41,8	36,5 – 48,0	19,8 – 63,0	21	0,995; 0,999
	ЛНЛВ	51,6	50,4	45,2 – 59,2	29,0 – 73,9	18	0,986; 0,860
нижней полой вены	ПВЛВ	26,9	26,0	22,2 – 32,8	13,0 – 42,5	28	0,979; 0,562
	ПНЛВ	19,3	18,9	16,2 – 22,3	8,0 – 31,7	28	0,975; 0,421
	ЛВЛВ	56,4	54,5	50,5 – 62,3	26,9 – 78,0	18	0,976; 0,496
	ЛНЛВ	51,5	51,0	45,3 – 56,4	35,6 – 71,7	15	0,986; 0,849

Примечание: лёгочные вены: правая верхняя (ПВЛВ), правая нижняя (ПНЛВ), левая верхняя (ЛВЛВ), левая нижняя (ЛНЛВ); M — среднее, Me — медиана, p 25 – p 75 — процентили, min – max — крайние значения, КВ — коэффициент вариации, р — вероятность принятия гипотезы о соответствии распределения значений нормальному закону на основании теста Шапиро–Уилка (W)

 

Наиболее близко к устью ВПВ находилась ПВЛВ (рис. 1). Значения этого расстояния характеризовались наибольшей вариацией, а их распределение было смещено в сторону меньших величин и за счёт этого отличалось от нормального. Дальше других от ВПВ располагалось устье левой нижней ЛВ (ЛНЛВ). Этот параметр в 1,2 раза превышал расстояние от ВПВ до левой верхней ЛВ (ЛВЛВ) и был в 1,7 раза больше, чем расстояние от ВПВ до устья правой нижней ЛВ (ПНЛВ). Не обнаружено различий между расстояниями от ВПВ до ПНЛВ и от НПВ до ПВЛВ (p = 0,42 по LSD-тесту). По отношению к устью НПВ наиболее далеко находилось устье ЛВЛВ. Это расстояние в 2,1 раза превышало расстояние от НПВ до ПВЛВ и было в 3 раза больше, чем расстояние от НПВ до ПНЛВ (р < 0,0008). Медианы расстояний от НПВ до левых лёгочных вен различались лишь на 8%, при оценке значимости этих различий вероятность ошибки первого рода варьировала от 0,002 по LSD-тесту до 0,052 по тесту Бонферрони. Из четырёх лёгочных вен устье ЛНЛВ было единственным, которое находилось на одинаковом удалении от устьев обеих полых вен (p = 0,94 по LSD-тесту).

 

Рис. 1. Верхняя (А) и задняя (Б) стенка левого предсердия сердца человека при типичном количестве устьев лёгочных вен. Устья левой верхней (1), левой нижней (2), правой верхней (3) и правой нижней (4) лёгочных вен. Устья верхней (5) и нижней (6) полых вен. Препарат № 129.

 

При корреляционном анализе обнаружены сильные связи между такими параметрами как расстояние от устья НПВ до устьев правых ЛВ (Rs = 0,75), от устья НПВ до устьев левых ЛВ (Rs = 0,79), от устья ВПВ до устьев левых ЛВ (Rs = 0,73). Лишь для пары расстояний от ВПВ до устьев правых ЛВ были свойственны корреляции средней силы (Rs = 0,41). По отношению к овальной ямке устья левых ЛВ во всех случаях находились дальше, чем устья правых ЛВ (p < 0,0008, табл. 2). Значения расстояний от овальной ямки до устьев правых ЛВ тесно коррелировали между собой (Rs = 0,77), а их различия находились на границе статистической значимости (p = 0,069 по тесту Бонферрони). Расстояния от овальной ямки до ЛВЛВ и до ЛНЛВ были одинаковы (p = 0,125 по тесту Бонферрони), их значения также формировали корреляционную пару (Rs = 0,66). Корреляционные связи между другими расстояниями от овальной ямки до устьев ЛВ были менее сильными (Rs < 0,52).

 

Таблица 2. Расстояния от овальной ямки до устьев лёгочных вен

Расстояние от овальной ямки	Статистические параметры
	М, мм	Me, мм	p25 – p75, мм	min – max, мм	КВ	W; р
до ПВЛВ	19,6	19,2	15,0 – 22,5	10,0 – 30,8	27	0,974; 0,396
до ПНЛВ	14,8	14,0	11,8 – 18,2	8,6 – 30,4	32	0,910; 0,002
до ЛВЛВ	48,2	45,8	43,0 – 50,0	28,8 – 62,5	15	0,968; 0,232
до ЛНЛВ	44,0	43,8	41,1 – 47,3	26,0 – 57,7	14	0,961; 0,122

Примечание: лёгочные вены: правая верхняя (ПВЛВ), правая нижняя (ПНЛВ), левая верхняя (ЛВЛВ), левая нижняя (ЛНЛВ); М — среднее, Ме — медиана, p25 – p75 — процентили, min – max — крайние значения, КВ — коэффициент вариации, р — вероятность принятия гипотезы о соответствии распределения значений нормальному закону на основании теста Шапиро–Уилка (W)

 

По результатам однофакторного линейного регрессионного анализа установлено, что длина ЛП, а также габаритные размеры сердца не оказывали статистически значимого влияния на параметры морфометрической топографии устьев ЛВ. Параметром, который с наибольшей степенью надёжности можно прогнозировать по габаритным размерам ЛП, оказалось расстояние между устьями ВПВ и ЛНЛВ. Это расстояние (Y) зависело от ширины ЛП (r² = 0,45; Х₁ = 19,94 + 0,545Y, где Х₁ – ширина ЛП) и в меньшей степени от сагиттального размера ЛП (Х₂) при r² = 0,36, Х₂ = 20,65 + 0,44Y. Слабым было влияние ширины ЛП на расстояние от устья ВПВ до ПНЛВ (r² = 0,22), до ЛВЛВ (r² = 0,19), от устья НПВ до ПВЛВ (r² = 0,19), до ЛВЛВ (r² = 0,29), до ЛНЛВ (r² = 0,18). Вклад сагиттального размера ЛП в значения расстояний от устья ВПВ до ПНЛВ и до ЛВЛВ, а также от устья НПВ до ПВЛВ не превышал 19% (r² = 0,19). Для остальных расстояний от полых до лёгочных вен ширина и сагиттальный размер ЛП не были значимыми предикторами.

Все три размера ЛП вносили тот или иной вклад в изменение расстояний от овальной ямки до верхних ЛВ, однако статистически значимая зависимость между длиной ЛП, его сагиттальным размером и расстояниями от овальной ямки до нижних ЛВ не обнаружена (табл. 3).

 

Таблица 3. Коэффициент детерминации и угловой коэффициент линии регрессии, характеризующие влияние размеров левого предсердия на расстояния от овальной ямки до устьев лёгочных вен

Размер левого предсердия (предикторная переменная)	Расстояние от овальной ямки (переменная отклика)
	до ПВЛВ	до ПНЛВ	до ЛВЛВ	до ЛНЛВ
Длина	0,19 (0,66)	0,03 (0,27)	0,26 (0,54)	0,09 (0,38)
Ширина	0,35 (0,91)	0,19 (0,68)	0,34 (0,64)	0,24 (0,63)
Сагиттальный размер	0,27 (0,69)	0,09 (0,41)	0,16 (0,38)	0,06 (0,28)

Примечание: ЛП — левое предсердие. Лёгочные вены: правая верхняя (ПВЛВ), правая нижняя (ПНЛВ), левая верхняя (ЛВЛВ), левая нижняя (ЛНЛВ). В скобках указан угловой коэффициент линии регрессии. Полужирным курсивом выделены те значения, при которых при α = 0,01 можно принять гипотезу о наличии линейной зависимости между соответствующей предикторной переменной и переменной отклика

 

Для расстояний от овальной ямки до ЛВ наиболее значимым предиктором явилась ширина ЛП. Как показало сравнение соотношений коэффициентов детерминации, влияние ширины ЛП на изменение расстояний от этой ямки до верхних ЛВ в 1,4–1,8 раза больше, чем вклад этого же показателя в изменение расстояний до нижних ЛВ. Для линии регрессии в паре переменных «ширина ЛП — расстояние от овальной ямки до устья ПВЛВ» был отмечен наибольший угловой коэффициент (0,91). Это свидетельствует о том, что при увеличении ширины ЛП на 1см расстояние от овальной ямки до ПВЛВ будет увеличиваться примерно на 9 мм, тогда как до других устьев ЛВ — на 6,3–6,8 мм (p < 0,01).

ОБСУЖДЕНИЕ

Настоящим исследованием установлено, что в стенке ЛП чаще всего имелось четыре устья ЛВ. Такое количество устьев ЛВ выявили в 70,8% (92 из 130) [9] и в 73,2% (41 из 56) [10]. T. Gupta, et al. (2019) обнаружили такой вариант в 87% (26 из 30) случаев [11], что согласуется с нашими результатами. Правая верхняя ЛВ закономерно проходила позади от ВПВ, между ней и правым предсердием. Правая нижняя ЛВ шла позади «интеркавальной области» [6]. Устья обеих правых ЛВ всегда находились вблизи межпредсердной перегородки и задней межпредсердной борозды (борозды Уотерстоуна). Локальная топография этой борозды, представляющей собой складку между правыми ЛВ и венозным синусом правого предсердия, важна при выполнении доступа в ЛП [1]. Выявленная в работе близость устьев ЛВ к борозде Уотерстоуна позволяет считать участки борозды, непосредственно примыкающие к ЛВ, местами наибольшего операционного риска при доступе в ЛП. Этот риск усугубляется двумя факторами: во-первых, возможностью прохождения здесь артерии синусно-предсердного узла, отходящей от огибающей ветви левой венечной артерии [1] и, во-вторых, наличием тонких, подчас безмышечных, зон в медиальных стенках правых ЛВ.

На четырёх препаратах, изначально вошедших в выборочную совокупность, но затем исключённых из неё в связи с атипичным количеством устьев ЛВ, левые ЛВ впадали в ЛП общим устьем, тогда как правые ЛВ всегда впадали изолированно. Z.А.А. Ikiz, et al. выявили общее устье ЛВ в 14,3% слева и в 3,6% случаев справа [10]. Между тем, в литературе есть указания на то, что вариации впадения более присущи правым ЛВ, чем левым [12, 13]. Так, L. Prasanna, et al. наблюдали общее устье правых ЛВ в 28%, а левых — всего в 6% случаев [12]. Эти противоречия могут отражать этническую, экологическую, индивидуальную изменчивость, но в то же время могут носить и методологический характер, связанный, например, с различиями в дизайне исследований и критериях формирования выборочных совокупностей.

В литературе есть указания на то, что при типичном количестве устьев левые ЛВ входят в ЛП выше, чем правые [7]. Эти морфометрические различия отражаются на степени удалённости устьев ЛВ от левого предсердно-желудочкового отверстия, в частности, на длине «митрального перешейка» [14], а также на ширине «левого латерального (левопредсердного) гребня» — мышечного валика, расположенного в пределах этого перешейка [15]. Показано, что длина «митрального перешейка» не зависела от вариантов впадения левых ЛВ [14]. Описаны мышечные пучки, которые, переходя с переднего межпредсердного пучка (Бахмана) через этот гребень на смежные с ним стенки ЛП и миокардиальную «муфту» венечного синуса, способны стать анатомическим субстратом при формировании путей проведения импульса по механизмам re-entry [5, 7]. Условные линии от устьев левых ЛВ до прикрепления задней (муральной) створки митрального клапана можно рассматривать как потенциальные линии аблации [16]. Учитывая способы доступа к этим устьям, важно знать не только их удалённость от митрального клапана, но и от устьев полых вен и овальной ямки, что и было изучено в настоящей работе.

В работе D. Sánchez–Quintana, et al. показана близость пищевода к устьям левых ЛВ, установлено, что задняя стенка ЛП истончается в направлении снизу-вверх [17]. Проекция пищевода на потенциальные линии аблации, соединяющие устья верхних и устья нижних ЛВ, изучена T. Gupta, et al. По данным авторов, пищевод пересекал верхнюю линию вблизи устья ЛВЛВ, а нижнюю примерно на границе средней и левой трети между устьями. Эти же авторы представили данные о расстояниях между устьями ЛВ, но морфометрических данных, с которыми можно было бы сопоставить полученные нами результаты, не обнаружено [11]. Настоящим исследованием установлено, что наиболее далеко от устьев обеих полых вен находится устье ЛНЛВ. Показано, что расстояние между устьями ВПВ и ЛНЛВ можно прогнозировать по ширине и сагиттальному размеру ЛП. Принимая во внимание, что в конечных отделах левых ЛВ по сравнению с правыми ЛВ лучше развиты «рукава» миокарда, и левые ЛВ обладают большей склонностью к генерации эктопических импульсов [6], эти выводы приобретают клиническое значение для планирования внутрипредсердных вмешательств.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На препаратах сердца с типичным (четырёхустьевым) вариантом впадения лёгочных вен в левое предсердие устья лёгочных вен находились от устьев полых вен на разном расстоянии: правые лёгочные вены по сравнению с левыми закономерно находились ближе к устьям полых вен, а также к овальной ямке. Самым узким было пространство между впадениями верхней полой и правой верхней лёгочной вены (в верхнем отделе борозды Уотерстоуна), наиболее далеко от устьев обеих полых вен находилось устье левой нижней лёгочной вены. Наиболее сильные корреляционные взаимосвязи характерны для расстояний от устьев обеих полых вен до устьев гомолатеральных лёгочных вен, это можно считать одним из критериев гармоничности строения предсердного комплекса.

ДОПОЛНИТЕЛЬНО

Финансирование. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Вклад авторов: Гапонов А. А. — разработка концепции и дизайна исследования, изготовление препаратов, выполнение измерений, анализ данных, написание текста статьи; Носкова М. Е. — изготовление препаратов, выполнение измерений, редактирование текста статьи; Якимов А. А. — руководство работой, разработка концепции и дизайна исследования, анализ данных, написание и редактирование текста статьи. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией).

Funding. This study was not supported by any external sources of funding.

Conflict of interests. The authors declare no conflicts of interests.

Contribution of the authors: A. A. Gaponov — research concept and design, collection and processing of material, data analysis, statistical processing, text writing; M. E. Noskova — processing of material, text editing; A. A. Yakimov — scientific guidance, research concept and design, data analysis, text writing and editing. All authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the work.

Об авторах

Антон Александрович Гапонов

Уральский государственный медицинский университет

Email: gagaponov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6681-7537
SPIN-код: 2841-6740
ResearcherId: AAP-7575-2021

аспирант кафедры анатомии человека

Россия, Екатеринбург

Мария Евгеньевна Носкова

Уральский государственный медицинский университет

Email: margo9906@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6291-4700
SPIN-код: 1403-9703
ResearcherId: AAP-7468-2021

лаборант мацерационного блока

Россия, Екатеринбург

Андрей Аркадьевич Якимов

Уральский государственный медицинский университет; Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина

Автор, ответственный за переписку.
Email: ayakimov07@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8267-2895
SPIN-код: 8618-2991
Scopus Author ID: 35071518500
ResearcherId: E-4425-2018

кандидат медицинских наук, доцент, доцент кафедры анатомии человека

Россия, Екатеринбург; Екатеринбург

Список литературы

Дополнительные файлы