12 декабря 2015г.
Введение
Сегодня в мире общая частота выполнения реконструктивных операций не превышает 27% это связано с тем, что пациенты оперируются в учреждениях, не имеющих достаточного опыта выполнения таких операций (ACC/AHA, 2006). Из 72 кардиохирургических клиник в России в 66 проводится только протезирование митрального клапана (Бокерия Л.А., 2013). В то время как по данным наиболее опытных хирургов, специализирующихся на выполнении реконструктивных операций, частота сохранения митрального клапана в их клиниках достигает 90% при мезенхимальной дисплазии (Carpentier A., 1983). В чем причина такого отношения к пластическим операциям на митральном клапане, особенно при дегенеративной патологии? В основном в нерешённости основной лечебно–диагностической тактики и Прежде всего это касается вопросов выбора хирургической тактики при дегенеративных заболеваниях митрального клапана и исследование вопросов клинического применения различных вариантов пластических операций на митральном клапане.
Методики реконструктивных операций продолжают изменяться. Непрерывно происходит процесс переосмысления механизмов возникновения нарушения функции атриовентрикулярных клапанов после их реконструкции (Gillinov A.M., 2001; Timek Y.A., 2001; Марченко С.П., 2009).
Ещё более трудную и малоизученную проблему представляют особенности технического выполнения реконструктивных вмешательств на митральном клапане при различной этиологии поражения, во многом обуславливающие неудовлетворительный результат коррекции. Сложным и неоднозначным остаётся вопрос о прочностных свойствах различных структур митрального клапана, вовлеченности тех или иных структур в дегенеративный процесс с точки зрения значимого снижения прочностных свойств, как предиктора развития несостоятельности клапана после реконструкции.
Материалы и методы
Предметом нашего исследования явились механические свойства створок митрального клапана в норме и при соединительнотканной дисплазии. Для исследования свойств структур митрального клапана при патологическом процессе использовался интраоперационный материал, полученный на базе кафедры и клиники сердечно-сосудистой хирургии им. П.А. Куприянова Военно-медицинской академии, (г. Санкт-Петербург).
Сравнительная группа измерений, условно характеризующая норму, была сформирована посредством измерения прочностных свойств структур митрального клапана взятых во время аутопсий у лиц, погибших от причин не связанных с патологией сердца. Исследованы образцы от 24 трупов из них 18 женского пола, 6 мужского. Средний возраст составил 62 ±7 лет.
Забор материала производился не позже, чем на 3 сутки после смерти, что гарантирует неизменность механических свойств соединительной ткани. Измерения проводились в срок до 72 часов, после иссечения, что позволяло не прибегать к химической фиксации. Экспериментальный материал от момента забора до измерения находился в среде 0,9% водного раствора NaCl при температуре +º6С, тем самым было исключено влияние биологических, физических и химических факторов на результаты измерений.
Разграничение дегенеративной патологии осуществлялось посредством макроскопической оценки ввиду отсутствия гистологических критериев разграничения фиброэластического дефицита и болезни Барлоу. (A. Carpentier, 1980, 1983).
Критерии разграничения фиброэластического дефицита от болезни Барлоу:
Фиброэластический дефицит (синдром Данло-Элерса): локальное утолщение пролабирующих зон, прочие зоны не утолщены, без избыточной ткани, кольцо может быть, как дилатировано, так и нормальных размеров.
Болезнь Барлоу: миксоидное набухание всех структур клапана с избыточной тканью и дилатированным кольцом.
Для формирования группы измерений, характеризующей прочностные свойства створок митрального клапана при болезни Барлоу, использовался интраоперационный материал – от пациентов с макроскопически подтверждённым при ревизии дегереративным процессом. Разграничение образцов створок производилось по принципу принадлежности к тому или иному сегменту.
Измерения проводились на универсальной установке Instron 1122 в режиме активного нагружения. В ходе замеров производилась запись диаграммы растяжения на самописце прибора. Эксперименты производились на базе лаборатории ориентированных полимеров кафедры сопротивления материалов Санкт-Петербургского Государственного Университета Технологии и Дизайна.
Перед измерением прочностных свойств створок митрального клапана, последние рассекались в продольном направлении на полоски шириной 2 до 5 мм, с целью свести к минимуму погрешности измерений, обусловленных угловыми нагрузками и трабекулярной структурой створок. Таким образом, достигалась стандартизация фрагментов.
Количество информативных измерений разрывного напряжения створок составило 216. Диапазон разделён на подгруппы, которые выделены по принципу сегментности створок. В группе, характеризующей норму в диапазоне измерений разрывного напряжения створок выделено 6 подгрупп для сегментов: А1, А2, А3, Р1, Р2, Р3. Полученные диапазоны значений нагрузок соответствовали нормальному закону распределения.
Количество информативных измерений разрывного напряжения створок при болезни Барлоу составило 156. Диапазон разделён на подгруппы, которые выделены по принципу сегментности створок. В группе пациентов с болезнью Барлоу выделено 4 подгруппы для сегментов: А1, А2, А3, Р2. Для сегмента А1 проведено 5 измерений, для сегмента А2 - 25 измерений, для сегмента А3 - 6 измерений, для сегмента Р2 - 25 измерений.
Результаты:
Значения разрывного напряжения для стандартизованных фрагментов сегмента А1 нормального митрального клапана составляет 3,58±0,67 кПа, для А2 сегмента 2,94±0,14 кПа, для А3 сегмента 3,12±0,12 кПа, для Р1 сегмента 2,9±0,10 кПа, для Р2 сегмента 3,03±0,13 кПа, для Р3 сегмента 2,48±0,10 кПа.
Для сравнения и поиска статистически значимых различий величин разрывного напряжения ткани различных сегментов створок митрального клапана в норме применён одномерный дисперсионный анализ (One-WayANOVA). При проверке равенства дисперсий изучаемых диапазонов выявлено их различие - критерий однородности Ливиня составил 25,3; р=9,2-42. Таким образом, статистические выводы делались на основании критериев не чувствительных к однородности дисперсий-Welch и Brown-Forsythe, р=1,4-48 и 3,4-27 соответственно, тем самым подтверждены статистически значимые различия между некоторыми диапазонами.
Апостериорные сравнения для поиска локализованных различий проведены с помощью критерия Games-Howell.
Поскольку выполнены попарные сравнения в шести группах, при принятом уровне значαи=м0о,0ст5ивероятность отсутствия ошибки составляет 0,95 или 95%. Так как проводится шесть попарных сравнений, вероятность отсутствия ошибки в любом из сравнений составляет 0,956 = 0,735, или 73,5%, а значит, вероятность сделать хотя бы одну ошибку будет равна 1-0,735=0,265, или 26,5%, вместо декларируемых 5%. Для устранения этого побочного эффекта множественных сравнений выполнен перерасчёт критического уровня значимости для данного сравнения с учётом вышеизложенного: α *=1 -0,951/6=0,0085 (Гржибовский А. М. 2008). Статистически значимые различия найдены лишь в одном сравнении – между значениями разрывного напряжения створки в сегменте А1 и сегменте Р3, р=1,13х10-5<0,0085.
Из приведённых данных следует, что в норме не отмечается значимого различия величин, характеризующих прочностные характеристики ткани митрального клапана в различных сегментах. То есть, независимо от сегмента створки прочностные свойства ткани в пределах одной створки одинаковы и составляют 3,13±0,39 кПа для передней створки и 2,84±0,26 для задней створки.
При сравнении разрывной нагрузки передней и задней створок диапазоны А1, А2, А3 объединены в группу измерений нагрузок передней створки, диапазоны Р1, Р2, Р3 в группу измерений для задней створки.
Поскольку характер распределения данных в диапазонах отличается от нормального, но подтверждено равенство дисперсий изучаемых признаков, для поиска различий между значениями разрывной нагрузки передней и задней створок применён непараметрический критерий Mann-WhitneyUtest, не чувствительный к «нормальности» диапазона, статистика критерия: U=3080; Z=-5,97; p=2,3-9. Показано, что в норме значения разрывной нагрузки передней створки (медиана 3,07 кПа) были достоверно выше, нежели значения разрывного напряжения задней створки (медиана 2,92 кПа). В клинической практике это безусловно играет важную роль, т.к. передняя створка закрывает около 65% площади митрального клапана и нагрузки на неё существенно выше, нежели на заднюю створку.
Таким образом, в норме ткань передней створки митрального клапана наделена большей способностью противостоять нагрузкам. Посегментные различия между значениями разрывного напряжения не выходят за рамки статистической погрешности, то есть, прочностные характеристики ткани митрального клапана в пределах одной створки однородны и не зависят существенным образом от принадлежности к тому или иному сегменту.
Разрывное напряжение в ткани различных сегментов створок митрального клапана в норме для сегмента А1 составило 3,58±0,67кПа, для А2 3,11±0,15кПа, А3 3,12±0,12кПа, Р1 2,94±0,1кПа, Р2 3,03±0,13кПа, Р3 2,48±0,1кПа.
При болезни Барлоу: А1 сегмент: 3,27±0,6кПа; А2 сегмент: 3,11±0,15кПа; А3 сегмент 2,76±0,05 кПа; Р2 сегмент: 2,26±0,15 кПа.
Для фиброэластического дефицита: А1 2,78±0,16кПа, А2 2,65±0,07кПа, А3 3,14±0,29кПа, Р2 1,85±0,1кПа.
Достигнутый уровень значимости наличия межгрупповых различий для критерия Welch составил р=1,45-48, для критерия Brown-Forsythe р=3,39-27, что подтверждает статистическую значимость различий в посегментных диапазонах значений разрывного напряжения створок.
Попарные апостериорные сравнения выполнены посредством критерия Games-Howell, критический уровень значимости перерасчитан для 23 попарных апостериорных сравнений, *α=1-0,951/23=0,002
На основании статистически обработанных экспериментальных данных установлено, что прочностные свойства створок митрального клапана разнородны, максимальное значение разрывной нагрузки характерно для сегмента А1 (3,58±0,67 кПа), минимальное для Р3 (2,48±0,1 кПа), отличаясь друг от друга на 30,7%, статистически различия незначимы, р=1,13-5. Интересно также отметить, что центральный сегмент передней створки А2 уступает в прочности соседним А1 и А3 сегментам, в то время, как центральный сегмент задней створки Р2 превосходит по прочности соседние Р1 и Р3 сегменты, однако эти наблюдения не подкрепляются достаточной статистической значимостью. В группе Барлоу наиболее значимо (на 25,4%) по сравнению с контролем прочностные свойства были снижены в сегменте Р2, р=1,26-12. Установлено также, что прочность створки в сегменте А2 в норме и при болезни Барлоу не отличаются существенным образом, такая же картина прослеживается и в А1 сегменте,т. е., при болезни Барлоу из трёх сегментов передней створки два ( А1, А2) не демонстрируют значимого снижения прочностных свойств, и лишь, А3 сегмент статистически значимо уступает по прочности нормальным значениям, уступая на 12,2% таковым в норме.
Таким образом, установлено, что в норме створки митрального клапана разнородны по своим прочностным свойствам, которые могут колебаться в пределах 30% и не показывают статистически значимой разницы, в среднем разрывное напряжение составляет 3±0,1 кПа.
При фиброэластическом дефиците происходит снижение значений разрывного напряжения створок в сегментах А1 на 22,3%, А2 на 9,8%, Р2 на 38,9%. При болезни Барлоу изменения прочностных свойств отмечены лишь в двух сегментах – А3, где разрывное напряжение снижается на 12,2%, р=4,76-12 ив сегменте Р2, где значения разрывного напряжения были в среднем а 25,4% ниже, нежели аналогичные характеристики в сравнительной группе.
Следует отметить тот факт, что сегмент Р2 как при болезни Барлоу, так и при фиброэластическом дефиците наиболее подвержен патологическим изменениям с точки зрения снижения прочностных свойств.
Выводы
1. Деформационно-прочностные свойства створок митрального клапана при дегенеративных заболеваниях существенно уступают таковым в норме, однако не носят критического характера и могут продолжать выполнять свою функцию.
2. Выявлено значительное снижение прочностных свойств сегмента Р2 при дегенеративной патологии митрального клапана на фоне относительно сохранных свойствах прочих сегментов.
3. Получено экспериментальное подтверждение состоятельности такого приёма реконструкции митрального клапана, как резекция Р2 сегмента.
Список литературы:
1. Бокерия Л.А. , Гудкова Р.Г. Сердечно-сосудистая хирургия [Отчет]. - М : НЦССХ им А.Н. Баулева РАМН,
2013.
2. Гржибовский А.М. Анализ трёх и более независимых групп количественных данных [Журнал] // Экология человека. - 2008 г.. - 3. - стр. 50-57.
3. Марченко С. П. Реконструктивная хирургия атриовентрикулярных клапанов сердца // автореф. дис. д-ра мед. наук. - СПб : , 2009 г.
4. ACC/AHA Guidelines for the management of patients with valvularheart disease. [В Интернете] // http://www.americanheart.org. - 2006 г.. - http://www.americanheart.org/downloadable/heart/1150460925559Valvular%20FINAL.pdf
5. Carpentier A. , Cardiac valve surgery: The «French correction» [Журнал] // J. Thorac. Cardiovasc. Surg.. - 1983 г.. - 2 : Т. 86.
6. Carpentier A Chauvaud S, Fabiani JN, et al Reconstructive surgery of mitral valve incompetence: ten-year appraisal [Журнал] // J Thorac Cardiovasc Surg . - 1980 г.. - 79. - стр. 48.
7. Gillinov A. M. , Cosgrove D. M., Modified technique for mitral repair without ring annuloplasty [Журнал] // Ann. Thorac. Surg.. - 2001 г.. - 6 : Т. 72. - стр. 2153-2154.
8. Timek Y. A. , Miller D. C., Experimental and clinical assessment of mitral annular area and dynamics: What are we actually measuring? [Журнал] // Ann. Thorac. Surg.. - 2001 г.. - 3 : Т. 72. - стр. 966-974.
