二尖瓣 - 复杂的解剖
二尖瓣具有十分复杂的解剖结构。二尖瓣又称左房室瓣,位于左房和左室之间。二尖瓣由二尖瓣叶、瓣环、瓣下腱索和乳头肌等组成,也可统称二尖瓣装置(图1a,1b.)。
图1a.二尖瓣装置
图1b.二尖瓣装置
1)二尖瓣瓣叶
二尖瓣瓣叶从其附着的瓣环部分到游离缘可分为三部分:基底部、透明部、粗糙部。粗糙部与腱索相连,粗糙部为前、后瓣叶对合的接触面,瓣叶关闭时在心房面形成嵴状的瓣叶关闭线。在心室面有大量腱索附着于粗糙部。前瓣叶的粗糙部占瓣叶高度的1/3,后瓣叶的粗糙部占1/2,前、后瓣叶粗糙部对合的面积约占瓣叶总面积的20%~40%,因此当二尖瓣环轻度扩大时,可以无明显的二尖瓣返流。透明部介于基底部和粗糙部之间,呈半透明状,其心室面无腱索附着;基底部附着于二尖瓣环。前瓣叶的基底部无腱索附着,后瓣叶的基底部心室面有少许小腱索附着。
图2. 二尖瓣瓣叶
二尖瓣的粗糙带形成二尖瓣对合缘,该对合缘对二尖瓣关闭功能至关重要,二尖瓣关闭不全的病理核心机制是二尖瓣对合缘的丧失,而二尖瓣修复治疗的核心也是恢复二尖瓣正常的对合缘,保证足够的对合缘长度,以保证近期和远期的手术效果。
图3. 二尖瓣对合缘
二尖瓣瓣叶由前瓣叶(大瓣)和后瓣叶(小瓣)组成,前叶是主动脉瓣的纤维延伸,后叶悬挂在左心室游离壁的顶部处的两个纤维三角之间。在舒张期前瓣叶和后瓣叶形成左心室流入道,在收缩期前瓣叶与室间隔构成左心室流出道。
前瓣叶的面积约为后瓣叶面积的两倍,形态学上前瓣叶呈幕状,后瓣叶一般呈长条状。二尖瓣后瓣的两个裂隙形成后瓣的三个解剖分区,从前外到后内即P1,P2,P3。P1邻近前外侧交界并接近左心耳,P2位于中央部,P3邻近后内侧交界。在前瓣并没有相应的裂隙,临床上根据和后瓣相对应的解剖位置,人为命名为A1,A2,A3。二尖瓣瓣叶分区见图4
图4. 二尖瓣瓣叶分区
二尖瓣瓣叶总面积是二尖瓣瓣环面积的1.5-2倍,瓣叶面积大于2.3cm2/m2BSA,二尖瓣瓣叶开口为卵圆形(瓣环成形后呈新月形)。另外二尖瓣前、后瓣叶完全开放时的瓣口面积较二尖瓣环面积小,瓣叶开口面积约为2/3瓣环面积,前者称有效瓣口,后者称潜在瓣口。瓣叶开口与瓣环面积的差异确保了二尖瓣的功能储备,以适应不同血流动力学状态。
二尖瓣前瓣叶和瓣环与主动脉瓣左、无瓣环相连续,“主动脉-心室膜”即指主动脉左冠状瓣叶、无冠状瓣叶及其瓣环和二尖瓣前瓣所组成的一个整体。
2)二尖瓣环
二尖瓣环是位于左房和左室心肌间的纤维结缔组织(图5示大体标本),分为前瓣环和后瓣环。二尖瓣环并不是完整的肌性结构,在后环有C形的肌性结构,在前环并没有肌性的环状结构,而是从主动脉瓣延续下来的纤维状幕帘(图6)。
图5.二尖瓣环的大体图片
图6. 二尖瓣前环是主动脉瓣延续下来的纤维状幕帘
二尖瓣前瓣环和后瓣环的长度比例关系约为1:2,前瓣环为前瓣叶的附着部,占整个瓣环周径的1/3,前瓣环位于左、右纤维三角之间,是主动脉瓣-二尖瓣的延续部分,下方无肌肉组织,中心点在左冠状窦与无冠状窦的交界处。后瓣环长度约占整个瓣环的三分之二,为后叶附着部,因附着于左心室游离壁,在左心室收缩和舒张时具有高度的活动性(图7)。左右纤维三角则是主动脉瓣-二尖瓣延续部分和左心室游离壁的结合处。左纤维三角位于二尖瓣前叶与主动脉左冠状窦的结合部,右纤维三角是房室膜性间隔,是二尖瓣、三尖瓣和主动脉根部的交合点,也称中心纤维体。在外科手术行二尖瓣环矫正时是以左右纤维三角间的距离为参照点。间隔与侧壁之间的距离更接近与交界之间的距离,二尖瓣环前后交界之间的距离最大,主动脉瓣中点至后叶瓣环中点的距离最短。见图8。
图7. 二尖瓣环的组织病理学
图8. 二尖瓣及毗邻结构
二尖瓣环的形态
二尖瓣环在三维上看呈马鞍形(图9),最高点位于二尖瓣前环中点,前后平面即主动脉根部与左室后壁之间,最低点位于前后叶瓣膜联合交界处,瓣环最小直径与最大直径的比值约为0.75。
图9a. 二尖瓣环在三维上呈马鞍形
图9b. 二尖瓣环在三维上呈马鞍形
但需注意的是,轮廓跟踪重建马鞍形结构是按照解剖的二尖瓣环,而不是瓣叶的合页线。因为不存在一个完整的二尖瓣纤维环,解剖上的纤维环只稀疏分布在房室交界后,因此无法确定其形状。
二尖瓣环在俯视观又呈弯月形,大小和形态受左心室及主动脉大小的限制(图10)。
图10. 二尖瓣环在俯视下呈弯月形
二尖瓣环的运动
Glasson的研究结果表明二尖瓣环是一个极具动态性的结构,在心动周期中,二尖瓣环有三种运动方式:括约肌样收缩、漂移运动和瓣环折叠。
括约肌样收缩取决于后二尖瓣环的运动,这种运动和二尖瓣环不是一个刚性的C形结缔组织环有关。由于二尖瓣后叶的一部分附着在心室心肌上,合页线会跟随心室基底螺旋纤维收缩和舒张。在心脏等容舒张期二尖瓣环的面积和直径最大,有助于快速地早期充盈,直到舒张早期(快速充盈期)结束。等容收缩期面积和直径最小,为收缩期有效的瓣叶做准备,并持续至收缩早期。受心房收缩的影响,括约肌样收缩能让二尖瓣环面积减少20-30%。另外,前后径的减少有助于二尖瓣的折叠,确保了瓣膜功能。3D TEE可以更好地观察到二尖瓣环的运动(图11)。
图11. 3D TEE下二尖瓣运动。A等容舒张期和B舒张早期二尖瓣环达到最大面积和最长的前后径,C等容收缩期和D收缩早期二尖瓣环面积和前后径最小。
漂移运动是由于左心室长轴缩小的结果,反映了心内膜下肌纤维和心外膜下肌纤维的收缩,这些肌纤维常呈纵向/斜向分布。在心室舒张期,二尖瓣环与左室心尖相反方向运动。这种漂移促进左室充盈,多出了一部分存在于左心房至二尖瓣瓣叶下方的空间。相反,在心室收缩期,二尖瓣环朝向心尖移动。这一运动缩小了左室流出道和主动脉间的容量,同时还扩大了左心房的容量。随之而来的左心房压力下降有助于肺静脉血液回流。前、后二尖瓣环平移的程度不一样:前二尖瓣环与主动脉瓣根部相连,其平移量小于后二尖瓣环。
瓣环折叠是对在收缩过程中出现鞍形结构的修正运动,可以避免沿合页处瓣叶变形(环状收缩的潜在后果),并通过增加其曲率来减弱对小叶的收缩应力。
二尖瓣前瓣环在心动周期中的形态和长度无明显改变,是二尖瓣环比较固定的一部分。Tsakiris等研究结果认为二尖瓣环的收缩主要是后瓣环的收缩,前瓣环在整个心动周期中一般保持不变,这也成为心脏外科医生行二尖瓣修复手术必须遵循的一个原则。此外Glasson等发现后瓣环的中央段(3段)收缩幅度最大。二尖瓣环在水平和垂直面均发生运动和形变。在水平方向,收缩期后瓣环移向前环,而在舒张期远离前环,在垂直方向,收缩期瓣环整体移向心尖方向(主要是后瓣环),在舒张期移向左心房方向(图12)。前瓣环在收缩末期远离心尖部向上的运动可将左室流出道的阻力降低到最小。David等认为瓣环成形术后,使用软环的病人较使用硬环的病人左室收缩功能恢复更好〕。
图12. 二尖瓣环在收缩期和舒张期的运动方向
二尖瓣环运动在心动周期中的形态变化在二尖瓣的生理功能中扮演着重要角色,尤其是二尖瓣环面积(mitral annulus area MAA)的缩小对瓣膜的关闭起着重要作用。二尖瓣环在心动周期中基本保持椭圆形,而舒张早期二尖瓣环更接近于圆形,舒张晚期二尖瓣环更接近椭圆形(图13),这些作用有利于收缩期二尖瓣膜的关闭和前、后瓣叶间的充分接合。二尖瓣环在舒张期开放的面积最大,在收缩期二尖瓣后环会向心尖方向收缩,收缩期和舒张期瓣口面积变化可达20-30%。此外二尖瓣环随着不同疾病的进展,其形态发生相应的变化。二尖瓣瓣环可以扩张或趋于扁平,使二尖瓣瓣叶上的应力增加并损害二尖瓣的功能。
图13. 二尖瓣环在心动周期不同时间的形态变化
3)腱索
腱索是连接于瓣叶粗糙部和乳头肌之间的条索状胶原纤维组织,十分纤细,表面有完整的心内膜覆盖。前瓣叶的中央部一般无腱索相连,两侧有大量腱索连接,其中有两个粗大的腱索称为支柱腱索,直接起源于前、后乳头肌的顶端,任何一根断裂均会造成严重的二尖瓣返流。后瓣叶有大量的腱索相连,前交界扇叶和后交界扇叶有较多发自乳头肌的较为粗大的腱索,任何一根断裂均可引起二尖瓣后叶脱垂至左房,造成二尖瓣关闭不全。后瓣叶有很多直接发自左室后壁的小腱索,连接于三个扇叶,中间扇叶连接的都是发自左室后壁的小腱索。一根小腱索断裂并不会造成后叶的明显脱垂,多根小腱索断裂可造成后叶明显脱垂,出现二尖瓣明显返流,见图14。
图14. 二尖瓣腱索
图15. 根据腱索附着点的不同,腱索可分为边缘腱索、粗糙带腱索及基底部腱索
根据腱索附着点的不同,腱索可分为边缘腱索、粗糙带腱索及基底部腱索(图15)。此外腱索按起源部位的不同一般分为三级(图16),直接起源于乳头肌的腱索称为一级腱索,较为粗大;一级腱索的分支称为二级腱索;二级腱索的分支称为三级腱索。或者也可称为支柱腱索、次级腱索和第三季腱索。对于支柱腱索或一级腱索起到非常重要的作用。一级腱索断裂或延长会造成二尖瓣明显脱垂、瓣膜重度返流;二级腱索断裂可致瓣膜轻度脱垂、轻度关闭不全;三级腱索断裂一般不造成明显影响。
图16. 根据腱索起源部位分为一级腱索、二级腱索和三级腱索
4)乳头肌
左室乳头肌分两组:前外侧组和后内侧组,也称前、后乳头肌(图17)。前乳头肌起始于左室前、侧壁中下1/3处,多为单一乳头肌;后乳头肌起始于室间隔与左室后壁交界处,多数为多头(图18)。前、后乳头肌的腱索分布于前、后瓣叶的各一半。前乳头肌接受左冠状动脉对角支、钝缘支的血液供应;后乳头肌接受左冠状动脉钝缘支和右冠状动脉后降支、左室后支的血液供应。左心室收缩时乳头肌与邻近心肌呈协调运动。
图17. 乳头肌
图18. 乳头肌解剖分布
综上所述,二尖瓣是一个极其复杂的解剖复合体,其一的任何结构出现问题都有可能出现二尖瓣反流。
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