Морфометрическая характеристика правого предсердия и Пучка Бахмана применительно к электрофизиологическим методам лечения нарушений ритма сердца

Maxim Didenko

   

  Диденко Максим Викторович
кандидат медицинских наук
Заведующий отделением хирургической 
и интервенционной аритмологии

Военно-медицинской академии

 

 

 


   В последние годы, в связи с быстрым развитием электрофизиологических методов лечения нарушений ритма сердца, значительно возрос интерес к макро- и микроструктурам сердца.

Известно, что при синусовом ритме проведение электрического импульса от правого предсердия к левому предсердию осуществляется преимущественно через пучок Бахмана, который впервые был описан автором в 1916 году. Однако, особое значение для клинической электрофизиологии и аритмологии эта структура приобрела лишь несколько лет назад. Стимуляция предсердий из области пучка Бахмана уменьшает время возбуждения предсердий и благоприятно влияет на гемодинамику сердца, снижая риск развития хронической фибрилляции предсердий. Для имплантации электрода в область пучка Бахмана важно точно представлять его топографию и синтопию. Однако, в изученной нами литературе недостаточно представлена анатомо-клиническая характеристика как правого предсердия так и морфологические особенности пучка Бахмана. Кроме того, данные об анатомии пучка, взятые из разных литературных источников, часто противоречат друг другу, что усложняет активное применение этой методики в широкой клинической практике.

Цель исследования: изучить морфологические и морфометрические особенностей внутрисердечных структур правого предсердия и пучка Бахмана, применительно к технике имплантации электрода для проведения предсердной электрокардиостимуляции.

Материалы и методы. Исследование проводилось в анатомической лаборатории Международного морфологического центра (Санкт - Петербург) на 84 препаратах сердца, взятых от 49 мужских и 35 женских трупов, в возрасте от 34 до 75 лет. Средний возраст исследуемой группы составил 54,3 года. В качестве методов исследования использовали: морфометрию камер сердца и его отдельных структур, макро- и микропрепарирование, диафаноскопияю препаратов, инъекцию бихромной полимерной композиции с последующей коррозией мягких тканей, методы полимерного бальзамирования. При анализе морфологических данных изучали наиболее оптимальную область имплантации традиционного электрода с активной фиксацией. Сравнительное исследование структуры стенок сердца проводилось с помощью диафаноскопии - исследование препаратов в проходящем свете . Для описания структур внутренней поверхности сердца, а также их взаимного расположения, использовали полимерные бихромные слепки эндокардиальной поверхности сердца. Моделирование имплантации электрода для постоянной электрокардиостимуляции проводилось как на свежефиксированных сердцах, так и на препаратах, изготовленных методом полимерного бальзамирования. Для экспериментальной имплантации использовали электрод с активной фиксацией Crystalline ActFix 7F, Vitatron, Голландия. Измерения структур и дистанций проводили с помощью микрометра и штангенциркуля на фиксированных препаратах сердца человека.  

          Оценивались три основные группы морфометрических показателей: непосредственно размеры сердца и его камер, размеры структур правого  предсердия, а так же морфометрические показатели правого предсердия, влияющие на позиционирование эндокардиального электрода во время имплантации электрокардиостимулятора. Регистрировались следующие показатели – передне-задний размер сердца (длинник), верхне-нижний размер сердца на уровне трикуспидального клапана (ТК), верхне-нижний размер правого предсердия (ПП), пеперечный размер ПП, верхне-нижний размер левого предсердия (ЛП), поперечный размер ЛП, основание ушка ПП, диаметр верхней и нижней полых вен, овальное окно (кранио-каудальная и передне-задняя оси), диаметр коронарного синуса, расстояние от латерального края верхней полой вены, до верхушки ушка ПП, расстояние от латерального края верхней полой вены до области пучка Бахмана (ПБ), расстояние от области ПБ до вершины треугольника Коха, от верхушки ушка ПП до вершины треугольника Коха, от переднего края овального окна до области ПБ, средняя толщина миокарда в области ушка ПП и ПБ. После проведения морфометрических исследований выполнялась статистическая обработка полученных морфометрических показателей. Диаметры крупных сосудов сердца рассчитывали, измеряя длину окружности поперечного сечения артерий и вен.

Результаты и обсуждение. Основные морфометрические характеристики, изученных анатомических препаратов сердца, а также размеры правого и левого предсердий представлены в табл. 1. Как видно из таблицы, размеры предсердий не отличались от нормальных значений.

 

Таблица 1.

Морфометрические показатели,
изученных анатомических препаратов сердца (), мм (n=84).

Морфометрический показатель

, мм

Минимум, мм

Максимум, мм

Передне-задний размер сердца (длинник)

159,9±6,5

140

173

Верхне-нижний размер сердца на уровне ТК

93,9±3,3

86

102

Верхне-нижний размер ПП

49,3±2,6

43

57

Поперечный размер ПП

40,6±2,5

35

50

Верхне-нижний размер ЛП

39,3±2,7

34

46

Поперечный размер ЛП

42,1±3,1

35

51

Обозначения: ТК - трикуспидальный клапан; ПП - правое предсердие; ЛП - левое предсердие.

 

Известно, что для предсердной электрокардиостимуляции электрод может имплантироваться в различные области ПП, в котором можно выделить 3 основные части: венозная часть, ушко и центральная  часть предсердия(рис.1а, 1б).  Границей между гладкостенной венозной частью и ушком является пограничный гребень, который хорошо визуализируется на эндокардиальном слепке ПП (рис.1б). На обоих рисунках видно, что гребенчатые мышцы на эндокардиальной поверхности предсердия преимущественно имеют продольное направление (по отношению к сердцу) и отсутствуют в области венозного синуса и преддверия ПП. Главный водитель ритма - синусовый узел (СУ) - расположен в верхней части пограничного гребня, между ВПВ и ушком ПП.


Рис. 1. Отделы правого предсердия на бальзамированном анатомическом препарате при диафаноскопии (а) и слепок эндокардиальной поверхности ПП (б). Проекция съемки соответствует правой косой проекции.
Обозначения: СУ - синусовый узел; ПП - правое предсердие; ТК - трикуспидальный клапан.

 

          Традиционная техника имплантации предсердного электрода подразумевает его позиционирование в ушко ПП, которое является одной из самых крупных его частей. Ушко ПП чаще всего имеет треугольную форму и располагается впереди сверху от венозной части ПП. Ширина основания ушка ПП в среднем составляет 26,7±2,9 мм. Вершина ушка ПП направлена вверх и медиально. На его внутренней поверхности расположены гребенчатые мышцы, формирующие множество борозд. 


Рис. 2. Имплантация электрода, в область ушка ПП. Влажный препарат ПП и ПЖ. Боковые стенки ПП, ПЖ и створки ТК удалены. Диафаноскопия межпредсердной и межжелудочковой перегородок. 
Обозначения: ВПВ - верхняя полая вена; КС - коронарный синус; МПП - межпредсердная перегородка; МЖП - межжелудочковая перегородка; НПВ - нижняя полая вена;ОЯ - овальная ямка; ПП - правое предсердие; ПЖ - правый желудочек.

 

          На рис. 2 изображен препарат сердца с электродом в ушке ПП. Кончик электрода заводится в верхушку ушка ПП и фиксируется к стенке предсердия или к волокнам гребенчатых мышц. Также на этом рисунке, за счет проходящего через препарат света, хорошо видно, что толщина стенки предсердия в области ушка сильно варьирует от очень тонкой до достаточно толстой в области гребенчатых мышц.

          В ряде случаев для предсердной ЭКС предпочтение отдается имплантации электрода в задне-нижнюю область межпредсердной перегородки в непосредственной близости к коронарному синусу (рис. 3). В этой позиции электрод позиционируется между овальной ямкой (ОЯ) и устьем коронарного синуса (КС), диаметр которого составил в среднем 12,2±1,9 мм (табл. 2). На рис. 3 хорошо видно, что эта область имплантации электрода расположена достаточно близко к кольцу ТК и ПЖ. Данное обстоятельство может способствовать регистрации активности желудочков на предсердном канале кардиостимулятора и нарушать его работу.

Рис. 3. Имплантация электрода в задне-нижней части МПП в области КС. Влажный препарат ПП и ПЖ. Боковые стенки ПП, ПЖ и створки ТК удалены. Диафаноскопия межпредсердной и межжелудочковой перегородок.
Обозначения: ВПВ - верхняя полая вена; КС - коронарный синус; МПП - межпредсердная перегородка; МЖП - межжелудочковая перегородка; НПВ - нижняя полая вена; ОЯ - овальная ямка; ПП - правое предсердие; ПЖ - правый желудочек.

          Для электрокардиостимуляции предсердий из области ПБ электрод имплантируют в верхне-переднюю часть межпредсердной перегородки над и впереди от овальной ямки (рис. 4).

 

 

 


Рис. 4. Имлантация электрода в передне-верхнюю часть МПП в области ПБ. Влажный препарат ПП и ПЖ. Боковые стенки ПП, ПЖ и створки ТК иссечены. Диафаноскопия межпредсердной и межжелудочковой перегородок.
Обозначения: ВПВ - верхняя полая вена; КС - коронарный синус; МПП - межпредсердная перегородка; МЖП - межжелудочковая перегородка; НПВ - нижняя полая вена; ОЯ - овальная ямка; ПБ - пучок Бахмана; ПП - правое предсердие; ПЖ - правый желудочек.

 

                      После заведения в полость ПП электрода, в его просвет вводится специально сформированный (в зависимости от области имплантации) стилет, при этом, кончик электрода должен быть направлен в интересующую нас область. Во время манипуляций с электродом для позиционирования в интересующую область, его тело упирается в латеральную стенку ВПВ. Как видно из таб. 3 и рис. 5, дистанция от латерального края устья ВПВ до верхушки ушка ПП статистически значимо больше расстояния от устья ВПВ до области ПБ (58,8±4,7 мм по сравнению с 25,1±2,8 мм соответственно, p<0,001). Таким образом, при позиционировании электрода в область ПБ, необходимо сформировать стилет с кривизной меньшего диаметра, чем для имплантации в ушко ПП.


Рис. 5. Топография зон имплантации электродов, треугольника Коха и мембранозной части межжелудочковой перегородки на внутренней поверхности ПП. Влажный препарат ПП с удаленной боковой стенкой.
Обозначения: Ушко ПП – зона имплантации электрода в область ушка, ПБ – зона имплантации электрода в область ПБ,  А – расстояние от латерального края устья ВПВ до ушка ПП, Б – расстояние от латерального края устья ВПВ до ПБ, В - расстояние от ушка ПП до верхушки треугольника Коха,   (а), Г - расстояние от области ПБ до верхушки треугольника Коха. стороны треугольника Коха: СТ - сухожилие Тодаро,  ТК – трикуспидальный клапан,  КС - коронарный синус.  ПП - правое предсердие; ВПВ - верхняя полая вена; ПБ - пучок Бахмана; ОЯ - овальная ямка; НПВ - нижняя полая вена; КС - коронарный синус; ММЖП - мембранозная часть межжелудочковой перегородки.

 

          Для позиционирования электрода в область ПБ, его кончик необходимо разместить в верхнепередей области МПП. Эта область располагается выше и впереди от ОЯ, которая состоит из коллагеновых и элластичных соединительнотканных волокон, а также небольшого количества, хаотично расположенных, предсердных кардиомиоцитов и дупликатуры эндокарда. Крайне небольшое количество проводящего миокарда в области ОЯ способствует тому, что порог стимуляции в этой части МПП недопустимо высокий, а амплитуда собственной активности крайне низкая. Размеры ОЯ значимо варьируют (таб. 2). В нашем исследовании диаметр ОЯ по верхне-нижней оси был от 18 до 31 мм и в среднем составила 23,7±2,6 мм; по передне-задней оси - от 16 до 30 мм и в среднем = 22,6±3,0 мм. Область, в которую необходимо зафиксировать электрод достаточно большая. Расстояние от верхнепереднего края ОЯ до области ПБ (рис.5) в среднем равна 16,6±2,3.

Во время постоянной ЭКС, электрический импульс распространяется от точки фиксации электрода равномерно по всем предсердиям, возбуждая миокард. При этом волна возбуждения распространяется и в сторону атрио-вентрикулярного (АВ) узла, компактная часть которого находиться в верхушке треугольника Коха. На рис. 6б дистанция от ушка ПП до верхушки треугольника Коха - отрезок В, а от ПБ - отрезок Г. Нами было установлено, что дистанция которую проходит волна возбуждения от области ПБ до компактной части АВ узла в среднем на 17,9 мм меньше, чем от ушка ПП (40,6±4,6 мм и 58,5±2,8 мм соответственно, p<0,001).

Правильное позиционирование электрода в области ПБ невозможно без понимания его анатомических особенностей и пространственной ориентации по отношению к другим структурам сердца. ПБ представляет собой достаточно толстый и широкий тяж, состоящий преимущественно из проводящих миокардиальных волокон предсердий (рис. 6). Толщина ПБ составила в среднем 5,1±0,7 мм и ширина - 15,3±3,1 мм. На рис. 6А изображён вид сверху на эпикардиальную поверхность правого и левого предсердия, где хорошо визуализируется ПБ и направления составляющих его волокон. При детальном анализе препаратов выявлено, что на всех исследованных препаратах сердца ПБ формировался из волокон исходящих от трех областей: от синусового узла (пограничный гребень), от передней и септальной стенок ПП. Основная часть ПБ во всех случаях располагалась в передне-верхней области МПП и непосредственно прилегала к ВПВ (рис. 6Б). Этот факт важен для правильного позиционирования электрода в этой области.      

          Имплантация электрода в область ПБ, особенно на начальных этапах освоения этой техники, может быть затруднительна, вследствие сглаженности эндокардиальной поверхности в этой части предсердия и небольшой дистанцией от устья ВПВ до этой части МПП (рис. 4, 5). Для упрощения фиксации электрода в этой области можно незначительно  выкрутить его фиксирующую спираль на 2-4 оборота. Это упростит фиксацию электрода на гладкой эндокардиальной поверхности в этой части ПП.


Рис. 6. Анатомия области пучка Бахмана (вид сверху - панель А, вид спереди и сверху - панель Б).
Обозначения: Ао - аорта, ВПВ - верхняя полая вена, ПБ - пучок Бахмана, ПВЛВ - правая верхняя легочная вена,
ЛВЛВ - левая верхняя легочная вена; ЛВЛВ - левая нижняя легочная вена;
ПП - правое предсердие, ЛП - левое предсердие.

 

          Немаловажным фактором безопасности при имплантации предсердного электрода является минимальная толщина стенки предсердия, которая в области ПБ больше, чем в ушке ПП (табл. 2.), что способствует меньшей вероятности перфорации миокарда.

Таблица 2.

Толщина предсердной стенки в области ПБ и ушка ПП.

Параметр

, мм

Максимальная толщина предсердной стенки в области ПБ

3,7±0,7

Минимальная толщина предсердной стенки в области ПБ

2,2±0,5

Максимальная толщина предсердной стенки в области ушка ПП

3,5±0,7

Минимальная толщина предсердной стенки в области ушка ПП

1,6±0,3

 

Детальное знание морфологических особенностей структур сердца имеет особое значение для интервенционных аритмологов, так как при интраоперационной визуализации клиницисты используют только косвенные методы. Использование полученных данных при лечении сложных нарушений ритма сердца позволит применять новые подходы при позиционировании электродов для постоянной электрокардиостимуляции. При имплантации электрода в область пучка Бахмана следует позиционировать электрод в верхне-передней области межпредсердной перегородки. В отличие от имплантации электрода в ушко правого предсердия, стимуляция из пучка Бахмана является более обоснованной с морфологической точки зрения, т.к. позволяет стимулировать атриовентрикулярный узел с короткой дистанции, что в свою очередь сокращает время предсердно-желудочкового проведения. Кроме того, расположение электрода на пути физиологического распространения импульсов  способствует симультанному электрическому возбуждению обеих предсердий.