Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

ТОПОГРАФО-АНАТОМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ АНГИОАРХИТЕКТОНИКИ ПРАВОЙ ВЕНЕЧНОЙ АРТЕРИИ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К СОЗДАНИЮ КОМПЬЮТЕРНОЙ 3D-ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ

Челнокова Н.О. 1
1 ГБОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского Минздрава России»
С целью создания компьютерной 3D-пространственно-ориентированной геометрической модели правой венечной артерии проведено исследование топографо-морфологических особенностей правой венечной артерии у группы риска развития ишемической болезни сердца. С помощью морфометрических методов изу­чено 128 правых венечных артерий трупов мужчин в возрасте 31–70 лет. В ходе исследования определены экстенсивность и параметры углов отклонения и разветвления ветвей правой венечной артерии. Описаны особенности хирургической анатомии сегментов правой венечной артерии. Выявлена вариантная, сегментарная и возрастная изменчивость бассейна правой венечной артерии. С возрастом у мужчин, преимущественно от 31 до 50 лет, отмечено увеличение углов отклонения наиболее постоянных ветвей правой венечной артерии. Угол отклонения задней межжелудочковой ветви тесно коррелирует с углом разветвления, образованным заднебоковой левожелудочковой и задней межжелудочковой ветвями. Создан информационный банк данных по морфометрическим показателям правой венечной артерии.
ишемическая болезнь сердца
правая венечная артерия
ангиоархитектоника
компьютерное моделирование
1. Автандилов Г.Г. Основы количественной патологической анатомии: уч. пособие. – М.: Медицина, 2002. – 240 с.
2. Бузарова О.А. Морфофункциональная организация артериального субэпикардиального русла сердца у людей пожилого и старческого возраста (от 56 до 90 лет): дис. … канд. мед. наук. – Волгоград, 2009. – 102 с.
3. Конечно-элементное моделирование ишемической болезни сердца исходя из картины морфофункциональных изменений венечных артерий и сердечной мышцы человека / А.А. Голядкина, И.В. Кириллова, Н.О. Челнокова, О.А. Щучкина, Г.Н. Маслякова, Н.В. Островский // Российский журнал биомеханики. – 2011. – Т. 15, № 4 (54). – С. 33–46.
4. Горячева И.А. Вариантная анатомия венечных артерий и их основных ветвей у взрослого человека: автореф. дис. … канд. мед. наук. – СПб., 2012. – 22 с.
5. Долгашова М.А. Структурно-функциональная организация артериального субэпикардиального русла сердца у людей первого и второго периодов зрелого возраста (от 21 до 60 лет): автореф. дис. … канд. мед. наук. – Волгоград, 2004. – 22 с.
6. Лесбеков Т.М. Реваскуляризация миокарда при диффузном поражении коронарных артерий: дис. …канд. мед. наук. – СПб., 2008. – 90 с.
7. Методологические подходы к математическому моделированию гемодинамики в венечных артериях / Н.О. Челнокова, Н.В. Островский, П.А. Каравайкин, И.С. Шмелев // Новые технологии в экспериментальной и клинической хирургии: матер. межрегион. науч. конф. с междунар. участием. – Саратов: Изд-во Сарат. мед. ун-та, 2011. – С. 150–153.
8. Сперанский Л.С. Типовая и количественная характеристика венечных артерий сердца человека: автореф. дис. … канд. мед. наук. – Волгоград, 1966. – 22 с.
9. Цыгедьников С.А. Внутренняя грудная артерия в хирургическом лечении ишемической болезни сердца (варианты и тактика использования, результаты): автореф. дис. … д-ра мед. наук. – М., 2010. – 49 с.
10. Челнокова Н.О., Голядкина А.А., Щучкина О.А. Клинико-морфологические основы моделирования гемодинамики в системе венечных артерий с учетом их взаимодействия с миокардом // Саратовский научно-медицинский журнал. – 2011. – Т. 7, № 4. – С. 762–768.
11. Gawlikowska-Sroka A., Miklaszewska D., Czerwiński F. Analysis of the correlation between aortic diameter, heart size, and type of coronary circulation // Folia Morphol. (Warsz). – 2010. – Vol. 69 (1). – С. 30–34.

В общей структуре смертности в большинстве европейских стран на долю сердечно-сосудистых заболеваний приходится 51 %, и этот показатель не имеет тенденции к снижению, что представляет серьезную медицинскую и социально-экономическую проблему, т.к. отмечен высокий процент встречаемости ИБС у лиц мужского пола в возрасте 30–60 лет [1, 6, 9].

Коронароатеросклероз – один из главных факторов развития ИБС. При атеросклерозе чаще поражаются внутренние края сосудистых ответвлений и разветвлений. Патогенез собственно атеросклероза является предметом многочисленных научных дискуссий и до сих пор не ясен. В настоящее время для многих исследователей значительный интерес представляет гемодинамическая теория развития атеросклероза, которая рассматривает влияние воздействия низких и/или высоких касательных напряжений, колебание значений эквивалентных напряжений на стенках сосуда, образование зон высокого давления в артериях, приводящие к повреждению и развитию дисфункции эндотелия интимы. Также интерес представляют и изменения коронарного кровотока, обусловленные нарушением в ходе проведения оперативного вмешательства ангиоархитектоники венечных артерий [3].

Правовенечный тип кровоснабжения миокарда сердца значительно превалирует над левовенечным и составляет около 90 %. Ведущая роль в кровоснабжении правого предсердия, правого желудочка, заднего отдела межжелудочковой перегородки и проводящей системы сердца принадлежит правой венечной артерии (ПВА). Окклюзия правой венечной артерии при правовенечном типе кровоснабжении приводит, как правило, к развитию инфарктов задней стенки левого желудочка, нарушению сердечного ритма и, тем самым, может стать фатальной для пациента. При проведении реконструктивно-восстановительных операциях по поводу ИБС на правой венечной артерии нередко возникают технические трудности, связанные недостоверными и не четко ориентированными в прикладном аспекте данными об ангиоархитектоники оперируемого сосуда [6, 9].

Активное внедрение современных высокотехнологичных методов диагностики и хирургического лечения ИБС требует детализированного и тщательного изучения ангиоархитектоники правой венечной артерии, так как актуальность проблемы адекватной реваскуляризации миокарда по-прежнему высока. Компьютерное моделирование широко используется во всех сферах и, безусловно, позволяет расширить возможности кардиохирургии. Необходимым условием для создания компьютерной 3D пространственно-ориентированной геометрической модели является разработка топографо-морфологической базы данных по правой венечной артерии [10]. При анализе литературы выявлены общие характеристики вариантной анатомии ПВА, что недостаточно для создания анатомически реальной компьютерной модели. В связи с этим изучение топографо-анатомических особенностей ангиоархитектоники ПВА является необходимым этапом в процессе моделирования.

Цель исследования: выявить топографо-морфологические особенности ответвлений наиболее постоянных ветвей правой венечной артерии у группы риска возникновения ИБС.

Материалы и методы исследования

Материалом для исследования послужили 128 сердец, 128 правых венечных артерий, изъятые при аутопсии 128 трупов мужчин в возрасте 31–70 лет, причина смерти которых не была связана с заболеваниями сердечнососудистой системы. Для детального анализа возрастной динамики морфологических изменений ПВА, пользуясь рекомендацией Г.Г. Автандилова [1], материал исследования распределен по десятилетиям на 4 возрастных группы (таблица).

Распределение объектов исследования в зависимости от возраста

Возрастная группа

Возраст (лет)

Число наблюдений

Абсолютные значения

Относительный показатель (%)

1

31–40

32

25,0

2

41–50

32

25,0

3

51–60

32

25,0

4

61–70

32

25,0

Всего

128

100

Ангиоархитектонику ПВА исследовали на нативных и коррозионных препаратах. Использовали следующие методы исследования: кардио- и ангиометрию, оригинальный метод дихромной заливки венечных артерий холодными массами, препарирование, фотографирование. Изучали число и уровень ответвления ветвей ПВА. При помощи угломера и обработки цифровых фотографий с использованием компьютерной программы CorelDRAW измеряли углы в местах ответвления ветвей ПВА: угол отклонения α – угол, между осями проксимальной части сосуда и боковой ветви; угол разветвления β – угол между осями дистальной части магистрального сосуда и боковой ветви.

Для систематизации полученных при исследовании данных использовали принцип сегментарного деления венечных артерий применительно к оперативным вмешательствам.

Обработку полученных количественных данных проводили вариационно-статистическими методами с использованием пакета прикладных программ «Statistica 10.0» (StatSoft Inc., USA). Определяли вид распределения данных с использованием критерия Шапиро–Уилка. Для всех параметров определяли амплитуду (A), минимальное (Min) и максимальное (Max) значения, среднее значение (M), ошибку среднего (m), стандартное отклонение (s), 25 и 75 %-е процентили. Для изучения изменчивости признаков определяли коэффициент вариации (Сv %). Для определения достоверности различия средних величин использовали параметрические (t-критерий Стьюдента) и непараметрические (Колмогорова–Смирнова, Манна–Уитни) статистические критерии. При исследовании взаимосвязи между количественными параметрами применяли непараметрический критерий Спирмена. При p < 0,05 отвергали нулевую гипотезу. Различия считали достоверными при 95 %-м (p < 0,05) и выше порогах вероятности.

Результаты исследования и их обсуждение

I (проксимальным) сегментом является отрезок ПВА от ее устья до места отхождения правой краевой ветви. Правая венечная артерия во всех случаях отходила от правого аортального синуса Вальсальвы в виде ствола, следующего сверху вниз, вправо и кзади к венечной борозде, вступающего в нее под правым ушком и кзади от основания ствола легочной артерии. Далее сегмент, располагаясь в толще субэпикардиальной жировой клетчатки, направлялся вправо по венечной борозде к правому краю сердца. Угол отклонения (α) проксимального сегмента от аорты в среднем составил 104,0 ± 2,0⁰ (А от 65,0 до 150,0⁰); в большинстве наблюдений (71,3 %) данный угол тупой (А от 92,0 до 150,0°), в 22,5 % случаев угол α менее 90,0° (А от 65,0 до 89,0°), в единичных случаях (6,2 %) угол α был прямым.

От ствола ПВА чаще (91,4 %) первой отходила ветвь артериального конуса. Самостоятельное ее отхождение от правого аортального синуса Вальсальвы наблюдалось в 8,6 % случаев. Углы α и β данной ветви сопоставимы между собой и в среднем составляют 70,9 ± 2,4° (А = 24,0–120,0°; s = 16,8°). Отмечена значительная изменчивость данных углов Сv = 28,2 %. Углы α и β ветви артериального конуса от 46,0–90,0° обнаружены в 65,8 % наблюдений, в 13,7 % случаев углы менее 45,0° и в 20,5 % – более 90,0°. С возрастом от 1-й к 2-й и 3-й группам (p < 0,05) наблюдается увеличение угла α и β с 59,7 ± 3,5 до 86,8 ± 4,1°, что составляет 45,2 %. В 4-й возрастной группе наблюдается уменьшение данного параметра до 65,0 ± 4,4°, т.е. 24 % (p < 0,001).

Второй ветвью проксимального сегмента является первая предсердная ветвь – ветвь синусно-предсердного узла. В 5,5 % случаев она отходила самостоятельно от аорты под углом α от 65,0 до 85,0°. В 85,1 % наблюдений углы α и β данной ветви практически равны и составляют в среднем 71,9 ± 3,3° (А = 27,0–110,0°; s = 20,5°). В 9,4 % случаев ветвь синусно-предсердного узла не обнаружили. У данной ветви отмечена высокая изменчивость углов α и β (Сv = 30,1 %). Углы α и β от 46,0 до 90,0° встретились в 78,0 % наблюдений, в 10,1 % случаев – углы менее 45,0° и в 11,9 % – более 90,0°. Наблюдается увеличение углов α и β от 1-й ко 2-й возрастной группе с 63,5 ± 3,4 до 72,1 ± 4,1°, что составляет 13,5 % (p = 0,034), в 3-й и 4-й изменения углов незначительны (p > 0,05). Длина I сегмента ПВА в изучаемой выборке варьируется от 22,8 до 91,7 мм (45,6 ± 1,6 мм).

II (средний) сегмент ПВА – участок артерии от места ответвления правой краевой ветви до уровня ответвления задней межжелудочковой ветви. В 92,2 % случаев он направляется вправо по венечной борозде к правому кардиальному краю и, огибая его, переходит на диафрагмальную поверхность сердца, следуя к области «креста». В 7,8 % случаев данный сегмент оканчивается после отхождения правой краевой ветви, разветвляясь на конечные желудочковые ветви в правой половине нижней поверхности правого желудочка.

Во II сегменте постоянной ветвью является правая краевая ветвь. Углы α и β данной ветви сопоставимы и составляют в среднем 65,3 ± 2,4° (А = 5,0–105,0°; s = 21,6°), коэффициент вариации высокий (Сv = 33,1 %). Углы α и β от 46,0 до 90,0° обнаружены в 65,5 % наблюдений, в 21,9 % случаев углы менее 45,0° и в 12,5 % более – 90,0°. С возрастом обнаружено постепенное увеличение углов α и β (p < 0,05) от 1-й к 3-й возрастной группе с 48,1 ± 5,8 до 76,6 ± 2,9°, что составляет 48,2 %; после 60 лет отмечается незначительное уменьшение углов до 71,3 ± 4,0°. Правая краевая ветвь достигала уровня начала средней трети передней поверхности правого желудочка в 30,0 % наблюдений. В 58,8 % случаев она разветвляется на конечные ветви между средней и дистальной третями передней поверхности правого желудочка, и только в 10,0 % оканчивается в дистальной трети правого желудочка, иногда достигая верхушки. На одном препарате (1,2 %) в 5,0 мм от истока ПВА наблюдалось ее бифуркационное деление (рисунок).

На данном уровне правая краевая ветвь брала начало и следовала, диагонально пересекая переднюю поверхность правого желудочка и отдавая ветвь артериального конуса, желудочковые ветви, к правому краю сердца, оканчиваясь на границе его средней и дистальной трети.

В 6,3 % наблюдений правая краевая ветвь переходила с передней на заднюю стенку правого желудочка, нередко достигая задней межжелудочковой борозды. Длина II сегмента ПВА варьировалась от 2,0 до 77,6 мм (54,6 ± 1,9 мм).

III (дистальный) сегмент ПВА встретился в 92,2 % наблюдений. Из них в 88,1 % ПВА делится у задней межжелудочковой борозды бифуркационно. При этом виде деления окончание ПВА может быть представлено двумя дистальными сегментами (IIIа – от уровня ответвления до конечных ветвей задней межжелудочковой ветви и IIIб – от уровня ответвления до конечных ветвей правой заднелатеральной ветви). В 11,9 % ПВА является одноствольной и выражается одним дистальным сегментом IIIа.

В 70,3 % наблюдений задняя межжелудочковая ветвь ответвлялась от ПВА в области «креста» и следовала по задней межжелудочковой борозде, ее удвоение встретилось в 14,9 % случаев. В 14,9 % наблюдений задняя межжелудочковая ветвь ответвлялась от ПВА, не достигая задней межжелудочковой борозды, и следовала по направлению к верхушке сердца по правому краю заднего отдела межжелудочковой перегородки. В 5,4 % случаев она следовала диагонально по задней стенке правого желудочка в направлении к задней межжелудочковой борозде. Угол α исследуемой ветви в среднем составил 59,3 ± 2,4° (А от 10,0 до 107,0°, s = 20,2°), коэффициент вариации высокий (Сv = 34,1 %). Задняя межжелудочковая ветвь с углом α равным 46,0–90,0° встречается в 61,5 % наблюдений, в 31,7 % случаев угол менее 45,0° и в 6,8 % – более 90,0°. Выявлена волнообразная возрастная динамика угла α задней межжелудочковой ветви. Данный параметр увеличивается от 1-й ко 2-й возрастной группе с 52,2 ± 4,4 до 72,7 ± 3,6°, т.е. на 39,3 % и от 2-й к 3-й группе – уменьшается до 45,1 ± 5,2°, т.е. на 38,0 %, к 4-й группе – его увеличение по сравнению с 3-й возрастной группой составляет 50,3 % (67,8 ± 3,9⁰). Длина IIIа сегмента варьируется от 25,4 до 97,1 мм (57,2 ± 2,1 мм).

pic_44.tif pic_45.tif

Коррозионный препарат сердца № 43. Вид спереди (а) и сверху (б) (ПВА – правая венечная артерия, ПКрВ – правая краевая ветвь; ВАК – ветвь артериального конуса, ПМЖВ – передняя межжелудочковая ветвь)

При бифуркационном делении ПВА правая заднелатеральная ветвь направляется по венечной борозде в сторону левого кардиального края и является продолжением ПВА. Угол α данной ветви составил в среднем 27,4 ± 2,2° (А от 0 до 80,0°, s = 12,0°), коэффициент вариации высокий (Сv = 43,7 %). Правая заднелатеральная ветвь в 76,0 % случаев ответвлялась от ПВА под углом α от 0 до 45,0°, в 24,0 % наблюдений он колеблется в пределах 46,0–90,0°, с углом α более 90,0° данная ветвь не встречалась. С возрастом выявлено постепенное уменьшение угла α исследуемой ветви от 1-й к 4-й возрастной группе с 35,5 ± 3,8 до 15,3 ± 2,3°, т.е. в 2,3 раза (p < 0,05).

Угол β между задней межжелудочковой и правой заднелатеральной ветвями составил в среднем 86,7 ± 2,4° (А от 28,0 до 131,0°, s = 20,7°), коэффициент вариации средний (Сv = 23,8 %). Угол β, равный 46,0–90,0° обнаружен в 51,9 % наблюдений, более 90,0° – в 42,3 % и менее 45,0° – в 5,8 %. Отмечена скачкообразная возрастная динамика данного параметра. Угол β увеличивается от 1-й ко 2-й возрастной группе с 87,8 ± 4,1 до 102,4 ± 3,6°, что составляет 16,9 % (p < 0,05). От 2-й к 3-й отмечено его уменьшение на 29,2 % (p < 0,05) до 72,5 ± 5,3°. В 4-й возрастной группе угол β увеличивается на 14,5 % по сравнению с 3-й возрастной группой и составляет в среднем 83,0 ± 4,6° (p > 0,05). Длина IIIб сегмента высоко изменчива (Сv = 43,0 %) и варьируется от 1,7 до 48,1 мм (15,7 ± 0,9 см).

Встретились следующие варианты окончания ПВА: на уровне правого края сердца (в 2,5 %); в правой половине задней стенки правого желудочка (в 2,5 %); в левой половине задней стенки правого желудочка (в 2,5 %); в задней межжелудочковой борозде (в 16,2 %); в правой половине задней стенки левого желудочка (в 55,0 %); в левой половине задней стенки левого желудочка (в 17,5 %); на уровне левого края сердца (в 3,7 %).

Таким образом, анализ углов отклонения и разветвления показал возрастную и вариантную изменчивость сегментов ПВА и ее наиболее постоянных ветвей. Однако провести точные сопоставления с данными литературы сложно, так как многие исследователи в своих работах [2, 4, 5, 8, 11] не точно указывают, какой угол они называют «углом отхождения», а также не описывают методику его измерения.

Заключение

Полученные топографо-морфологические данные характеризуют вариантную и возрастную изменчивость ПВА и ее крупных, эпикардиально расположенных ветвей у мужчин в возрасте 31–70 лет. С целью предупреждения развития интра- и послеоперационных осложнений, обеспечения адекватной реваскуляризации миокарда при проведении и планировании различного вида реконструктивно-восстановительных операций по поводу ИБС необходимо учитывать индивидуальные и возрастные особенности хирургической анатомии правой венечной артерии и ее ветвей.

Компьютерная 3D пространственно-ориентированная геометрическая модель правой венечной артерии даст возможность оценивать параметры кровотока на любом участке сосудистого русла, избежать технических трудностей во время проведения оперативного вмешательства и прогнозировать гемодинамические последствия реконструктивно-восстановительной сосудистой операции, что является приоритетным направлением на современном этапе развития здравоохранения. Полученные в настоящем исследовании детализированные данные о хирургической анатомии ПВА являются базисом для создания такой модели.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 09-01-00804-а.

Рецензенты:

Капралов С.В., д.м.н., заведующий 1-м хирургическим отделением, МУЗ «Городская клиническая больница № 2 им. В.И. Разумовского», г. Саратов;

Буров В.В., д.м.н., заведующий сосудистым отделением № 1, МУЗ «Городская клиническая больница № 1 им. Ю.Я. Гордеева», г. Саратов.

Работа поступила в редакцию 05.12.2013.


Библиографическая ссылка

Челнокова Н.О. ТОПОГРАФО-АНАТОМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ АНГИОАРХИТЕКТОНИКИ ПРАВОЙ ВЕНЕЧНОЙ АРТЕРИИ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К СОЗДАНИЮ КОМПЬЮТЕРНОЙ 3D-ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 9-6. – С. 1159-1163;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=32917 (дата обращения: 26.01.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074