CC BY
29
УДК 611.12-013
О.В. Халиулина1, В.Ю. Лебединский2, Е.М. Поправко1, Т.Н. Бородина3
динамика органометрических параметров ушек сердца в онтогенезе
1 Иркутский государственный институт усовершенствования врачей (Иркутск) 2 Иркутский государственный технический университет (Иркутск) 3 Алтайский государственный медицинский университет (Барнаул)
С использованием современных методов статистики получено, что в развитии и формировании ушек сердца можно выделить два периода (пренантальный, период развития структур сердца и постнатальный, период формирования его структур). А второй период разделить на три фазы.
Ключевые слова: ушки сердца, сердце, онтогенез
DYNAMics oF oRGANoMETHRic PARAMETERs ATRIAL AuRicLEs oF THE HEART iN oNToGENY
O.V. Khaliulina1, V.Yu. Lebedinskiy2, E.M. Popravko1, G.N. Borodina3
Irkutsk State Institute of Advanced Physicians, Training, Irkutsk Irkutsk State Technical University, Irkutsk Altai State Medical University, Barnaul
With the use of modern methods of statistics obtained, that, in the development and formation of the atrial auricles of the heart can distinguish two periods (prenatal, the period, of development of structures of the heart and the postnatal period, the formation of the structures). And. the second, period, divided, into three phases, the changes macroscopic characteristics of the atrial auricles.
Key words: atrial auricles, the heart, ontogeny
В современной литературе большое количество работ посвящено изучению морфологии сердца, однако его ушки остаются еще не достаточно изученными. Так, в истории изучения ушек сердца можно выделить ряд временных этапов. Первый этап — описательный, который включал в себя определение внешних параметров, формы предсердных придатков и их изменение в процессе филогенеза. Второй этап был связан с развитием кардиохирургии, вследствие того, что ушки в основном использовали, как доступ для лечения стенозов митрального и трикуспидаль-ного клапанов. Последний этап, включает в себя изучение причин формирования, особенностей строения и выявление функциональной роли ушек сердца и степени их участия в тромбооб-разовании.
Но при описании изменений ушек сердца в литературе не отражаются все возрастные периоды их перестройки. Так, встречаются единичные работы по изучению структур сердца, а особенно их ушек, в процессе онтогенеза, которые в основном касаются развития ушек предсердий в пренатальном онтогенезе [8]. В тоже время использование современных методов статистического анализа дает возможность более достоверно описать возрастную динамику строения ушек сердца.
В настоящее время в медицине и в морфологии в частности широко начали использовать современные методы статистического анализа [2, 3,
5, 6], что позволяет дать четкую количественную
характеристику изменений параметров органа и его придатков.
Цель данной работы — отразить возрастную перестройку ушек сердца на протяжении пренатального (период развития структур органа) и постнатального онтогенеза (период окончательного формирования структур сердца) с применением современных методов математического анализа.
материал и методы исследования
Материалом для работы послужили 314 сердец от плодов и трупов людей обоего пола, различного возраста, с разными сроками и причинами наступления смерти, не связанными с заболеваниями органов сердечно-сосудистой и дыхательной систем.
Измерение внешних размеров ушек сердца производилось с учетом рекомендаций Л.М. Непомнящих, Г.Г. Автандилова [1, 4] с использованием металлической измерительной линейки. Описание формы предсердных ушек осуществлялось с учетом литературных данных. [7] Весь полученный материал сформирован в аналитическую базу данных с использованием пакета компьютерных программ Ехсе1 и обработан методами математической статистики с использованием пакета Statistica V. 6.0 (StatSoft, США). Для кластеризации данных использовали метод к-средних [2, 3], с проверкой точности разделения групп дискриминантным анализом [5, 6]. С целью визуализации структуры многомерных данных
применяли метод главных компонент с расчетом канонических переменных.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Совокупность исследуемых показателей методом к-средних разделена на 11 групп, которые соответствуют возрастной классификации [1], точность разделения материала на группы проверена дискриминантным анализом. Для демонстрации оценки удаленности или близости между группами использовали расстояние Махаланобиса.
По результатам анализа (Б-критерий Фишера) было показано, что наиболее информативными признаками являются диаметр основания левого ушка ^ 0,41) и длина нижнего края правого ушка ^ 0,34).
С целью визуализации структуры многомерных данных применяли метод главных компонент с расчетом канонических переменных (рис. 1).
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
ч
с 1,0 о
*0,5
0,0
-0,5
-1,0
-1,5
О номер группы □ номер группы ^ номер группы д номер группы ф номер группы ^ номер группы ? номер группы У номер группы “ номер группы + номер группы * номер группы ☆ номер группы
6
о
кан 1
8
Рис. 1. Структура распределения групп.
Согласно проведенному кластерному анализу весь материал был разделен на два периода изменений органа.
Первый период включает в себя пренатальный онтогенез и состоит из трех возрастных групп (5 — 6 мес., 7 — 8 мес., 9 — 10 мес. внутриутробного развития) в этот период орган начинает выполнять свою насосную функцию. При этом между каждой возрастной группой регистрируется незначительное расстояние Махаланобиса, при отсутствии достоверных отличий (р > 0,05), что и позволило выделить данный период. В то же время расстояние Махаланобиса между показателями в 9 — 10 мес. внутриутробного развития и периодом новорожденности составляет 15,72 при р < 0,05, что говорит о наличии достоверных отличий между этими возрастами.
Во внутриутробном онтогенезе левое ушко характеризуется разнообразием форм. Это треугольная, крючковидная, трапециевидная, крыловидная, каналообразная, округлая и неопределенная формы. При этом с увеличением срока развития происходит усложнение формы
левого ушка. У правого же ушка превалирующей является треугольная форма во всех возрастных периодах первого этапа.
В 5 — 6 мес. внутриутробного развития диаметр основания левого ушка составляет 0,45 (0,4; 0,65) см, длина его верхнего края равна 1,15 (0,8; 1,45) см, а длина нижнего края — 1,2 (0,95; 1,2) см. В 7 — 8 мес. отмечается прирост всех этих показателей. Так диаметр основания увеличивается на 55 %, длина его верхнего края изменяется на 13 %, а длина нижнего края на 25 % (р = 0,005). Прирост длины нижнего края левого ушка в данном возрасте является достоверным (рис. 2). Достоверный прирост (р = 0,032) диаметра основания левого ушка отмечается в 9 — 10 мес. и он составляет 14 %. Длина верхнего края прирастает на 15 % и на 13 % увеличивается длина нижнего края.
Диаметр основания правого ушка у плодов в 5 — 6 мес. внутриутробного развития составляет 0,9 (0,75; 1,2) см, длина верхнего и нижнего краев равна 0,95 (0,8; 1,05) и 1,25 (1,05; 1,3) см соответственно. В сроке 7 — 8 мес. пренатального онтогенеза отмечается прирост диаметра основания ушка на 33 % (р = 0,043) и длины его верхнего края на 15 % (р = 0,039), в то время как длина нижнего края не изменяется (рис. 3). В 9—10 мес. также отмечается выраженный прирост диаметра основания на 29 % (р < 0,05), длина верхнего края увеличивается на 18 %, а нижнего края на 20 % (р < 0,05).
Таким образом, в сроке 7 — 8 мес. пренатального онтогенеза среди всех показателей пик прироста приходится на диаметры оснований обоих ушек. Но если диаметр основания правого ушка продолжает значимо изменяться и в следующей возрастной группе, то у диаметра основания левого ушка интенсивность прироста ослабевает. Остальные размеры обоих ушек постепенно увеличиваются от возраста к возрасту.
Второй период онтогенеза, постнатальный онтогенез, в течение которого происходит окончательное формирование структур органа, включает в себя возраста от периода новорожден-ности и заканчивается первым периодом зрелого возраста, включительно. Во втором этапе между возрастными группами имеются достоверные отличия (р < 0,05), что дало возможность выделить три фазы. Но расстояние Махаланобиса, так же имеет низкие значения, что и позволило их объединить в один этап.
Так, первая фаза постнатального онтогенеза включает в себя первые три возрастные группы: 1 — новорожденность, 2 — грудной возраст, 3 — раннее детство. Между первыми двумя возрастами расстояние Махаланобиса составляет 3,47, а между грудным возрастом и ранним детством оно равно 2,49, что отражает наличие достоверных отличий.
Как в пренатальном, так и в постнатальном онтогенезе, левое ушко характеризуется большим разнообразием форм. Наиболее часто ре-
%
диаметр основания □длина верхнего края Вдлина нижнего края
Рис. 2. Относительный прирост размеров левого ушка (%).
гистрируется каналообразная, крыловидная и треугольная формы. Основной формой правого ушка во всех возрастах второго этапа является треугольная, но в каждом возрасте встречаются и другие формы. Так, у новорожденных в 15 % случаев регистрируется округлая и в 7 % — трапециевидная формы ушка. У детей первого года жизни по 6 % приходится на трапециевидную и округлую формы правого ушка. В периоде раннего детства 96 % составляет треугольное ушко и только 4 % — трапециевидное.
В первой фазе особого внимания заслуживает период новорожденности, в котором динамика размеров ушек сердца носит разнонаправленный характер. Так отмечается увеличение диаметра основания левого ушка и длины нижнего края правого, не изменяется длина верхнего края обоих ушек и уменьшается длина нижнего края левого ушка и диаметр основания правого. В грудном возрасте и раннем детстве идет процесс по-
степенного увеличения всех показателей левого ушка (рис. 2). Так, к раннему детству происходит достоверное увеличение длины верхнего и нижнего его краев (р < 0,05).
Достоверный прирост (р < 0,05) всех показателей правого ушка отмечается и в грудном периоде, и в раннем детстве (рис. 3). Так, диаметр его основания и длина верхнего края увеличиваются в грудном возрасте на 23 %, длина нижнего края на 6,3 %, а в раннем детстве этот прирост составил 9,4 %, 15,6 %, 17,6 % соответственно.
Вторая фаза формирования структур сердца в постнатальном онтогенезе включает в себя раннее детство, первый и второй периоды детства, подростковый возраст. Расстояние Махаланобиса имеет небольшие значения, что подтверждает правильность выделения данной фазы.
Во второй фазе левое ушко имеет самые разнообразные формы, однако наиболее распространенной является каналообразная. Самой часто
встречающейся формой правого ушка является треугольная. Но со второго периода детства отмечается увеличение разнообразия регистрируемых форм.
Изменения размеров ушек в этой фазе имеют ряд особенностей. Так, в раннем детстве и первом периоде детства наблюдаются достаточно высокие темпы прироста размеров левого ушка (р < 0,05). Диаметр его основания увеличивается на 20 %, длина верхнего края на 47 %, длина нижнего края на 13,6 % (рис. 2). Во втором периоде детства и у подростков происходит относительное снижение интенсивности изменений показателей. Обе возрастные группы характеризуются одинаковыми темпами прироста диаметра основания, который составил всего 8 % от уровня предыдущей возрастной группы. Во втором периоде детства прирост длины верхнего края составил 12 %, а у подростков она не изменяется и остается на уровне предыдущего возраста. Наблюдается также снижение интенсивности прироста длины нижнего края левого ушка. Во втором периоде детства она увеличивается на 8 % (р < 0,05), а в подростковом лишь на 1,7 %.
Размеры правого ушка продолжают увеличиваться на временном отрезке от раннего детства до второго периода детства (рис. 3). Пик их прироста наблюдается у детей первого периода детства (р < 0,05). Так, прирост диаметра основания правого ушка составил 39 %, длины верхнего края — 24,3 %, длины нижнего края — 25 %. Но обращает на себя внимание подростковый период, когда хоть и не достоверно, но уменьшаются все размеры правого ушка, по сравнению со вторым периодом детства.
Третья фаза постнатального онтогенеза объединяет юношеский и первый период зрелого возраста. Расстояние Махаланобиса между этими возрастными группами равно 0,85, что свидетельствует об отсутствии достоверных различий. Между подростковым и юношеским возрастами расстояние Махаланобиса имеет достаточно высокие значения (7,09), что и подтверждает правильность выделения второй и третьей фаз формирования структур органа в постнатальном онтогенезе.
В третьей фазе постнатального онтогенеза разнообразие форм регистрируется как для левого, так и для правого ушек сердца. Как в юношеском, так и в первом периоде зрелого возраста левое ушко имеет большое число форм, но ни в том, ни в другом возрасте не встречается трапециевидной его формы. Треугольная форма правого ушка является наиболее распространенной в обеих возрастных группах, но встречаются округлая, трапециевидная, крючковидная и крыловидная.
В юношеском возрасте сохраняются довольно высокие темпы прироста размеров обоих ушек предсердий (рис. 2, 3). Диаметр основания левого ушка при сопоставлении с подростковым возрастом увеличивается на 7,1 %, а в первом периоде
зрелого возраста происходит его уменьшение на 20 % (р < 0,05). При анализе изменений относительных показателей в среднем длина верхнего края увеличивается на 3,6 % у юношей и на 17,2 % (р < 0,05) в первом периоде зрелого возраста. В юношеском возрасте увеличение длины нижнего края левого ушка, по сравнению с подростковым периодом, составляет 9 %, в первом периоде зрелого возраста также отмечается достоверный прирост длины его нижнего края.
В юношеском возрасте происходит достоверное увеличение диаметра основания правого ушка на 25,5 % (р < 0,05), но в первом периоде зрелого возраста происходит его уменьшение на 6,25 % (рис. 3). В этой фазе происходит достоверное (р < 0,05) увеличение длины верхнего и нижнего края правого ушка, как в юношеском возрасте, так и в первом периоде зрелого возраста. Таким образом, в юношеском возрасте сохраняется еще довольно высокая интенсивность прироста показателей, которая значительно уменьшается в первом периоде зрелого возраста. Обращает внимание, что на фоне достоверного увеличения длины верхнего и нижнего краев обоих ушек в первом периоде зрелого возраста, происходит уменьшение их диаметров оснований.
Таким образом, согласно проведенному кластерному анализу все изменения органометрических показателей ушек сердца в онтогенезе можно сформировать в два периода: пренатальный, период развития органа, и постнатальный, в период окончательного формирования его структур. В свою очередь в постнатальном периоде выделить три фазы: первая, вторая, третья. Относительные показатели, характеризующие изменения размеров ушек сердца, увеличиваются во всех возрастных группах, и их максимальный прирост регистрируется в 9 — 10 мес. внутриутробного развития, грудной возраст, раннее детство, первый период детства.
ЛИТЕРАТУРА
1. Автандилов Г.Г. Медицинская морфоме-трия. — М.: Медицина, 1990. — 383 с.
2. Алферова М.А., Михалевич И.М., Рожкова Н.Ю. Основы прикладной статистики (использование программы Statistica в медицинских исследованиях): Учебное пособие, выпуск III. — Иркутск: ИГИУВ, 2005. - 92 с.
3. Гланц С. Медико-биологическая статистика. — М.: Изд-во «Практика», 1999. — 459 с.
4. Непомнящих Л.М. Морфогенез важнейших общепатологических процессов в сердце. — Новосибирск: Наука, 1991. — 352 с.
5. Основы высшей математики и математической статистики: уч.; 2-е изд., испр. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. — 424 с.
6. Реброва О.Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение пакета прикладных программ Statistica. — М.: МедиаСфера, 2003. — 312 с.
7. Сюэ Г.С. Анатомические особенности 8. Фалин Л.И. Эмбриология человека. — М.:
ушек сердца и их значение для внутрисердечных Медицина, 1976. — С. 318 — 319. операций : автореф. дис. ... канд. мед. наук. — М.,
1958. — 28 с.
Сведения об авторах
Халиулина Ольга Валерьевна - ассистент кафедры функциональной и ультразвуковой диагностики Иркутского ГИУВа (664079, г Иркутск, мкр. Юбилейный, 100; тел.: 8 (3952) 465326)
Лебединский Владислав Юрьевич - д.м.н., профессор, научный руководитель центра медико-биологических исследований ИрГТУ (664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83; тел.: 8 (3952) 405133)
Поправко Евгения Михайловна - ассистент кафедры терапии и кардиологии Иркутского ГИУВа (664079, г Иркутск, мкр. Юбилейный, 100; тел.: 8 (3952) 638529)
Бородина Галина Николаевна - к.м.н., доцент кафедры нормальной анатомии человека Алтайского ГМУ (656038, г. Барнаул, ул. Молодежная,7; тел.: 8 (3852) 667552)
