Anatomie a biomechanika musculus levator ani


Anatomy and biomechanic of the musculus levator ani

Objective: The aim of the rewiew is to provide complex new informations about anatomy and biomechanics features of the musculus levator ani. Described are risk factors leading to it´s injury and options of imaging the muscle complex (ultrasound, magnetic imaging resonance and 3D modeling).

Design: Review.

Settings: Departement of Obstetrics and Gynaecology, Hospital in Frýdek-Místek, GONA Co. Ltd , Institute for Mother and Child Prague.

Results: Musculus levator ani (MLA) has a complex structure composed mainly of striated muscles. Minority of smooth muscle fibres are also found. Particular parts of the MLA hold together different angles. Inervation is provided through somatic and visceral nerve fibres. During delivery, more there three times stretching of the muscle was observed. Less strenght is needed do the same stretching of the muscle in repeating stress situations. In the MRI studies, two types of injury of the MLA, were found. Predisponed to the injury is medial part of the MLA known as pubovisceral muscle (PVM). PVM has three insertions. The most fragile is it´s medial insertion to the pubic bone described as enthesis. During experimental delivery studies was found, that the pressure in this part of the muscle reach almost 36MPa.

Conclusion: MLA is a difficult muscle. Because of the ethical reasons we don´t have, and probably never will have informations, how structuraly and elasticaly differs muscle, that was damaged during the delivery, compared to muscle without any damage. Promising are computer delivery simulations. In future, they would give us an answer, how risky is vaginal delivery in concrete expectant mother.

Keywords:

musculus levator ani – anatomy – biomechanics features


Autoři: M. Němec 1;  L. Horčička 2;  L. Krofta 3;  J. Feyereisel 3;  M. Dibonová 1
Působiště autorů: Gynekologicko-porodnické oddělení Nemocnice ve Frýdku-Místku p. o, primář MUDr. M. Němec, MBA 1;  GONA s. r. o., nestátní zdravotnické zařízení, jednatel MUDr. L. Horčička 2;  Ústav pro matku a dítě, Praha-Podolí, ředitel doc. MUDr. J. Feyereisel, CSc. 3
Vyšlo v časopise: Čes. Gynek.2019, 84, č. 5 s. 393-397
Kategorie: Přehledový článek

Souhrn

Cíl práce: Zmapování aktuální literatury týkající se anatomie a biomechanických vlastností musculi levatores ani. Popis rizikových faktorů vedoucích k jejich poranění a možnosti zobrazení svalového komplexu (ultrazvuk, magnetická rezonance a 3D modely).

Typ článku: Přehledový článek.

Pracoviště: Gynekologicko-porodnické oddělení Nemocnice ve Frýdku-Místku p.o., GONA s.r.o., ÚPMD Praha.

Metodika: Analýza článků zabývajících se problematikou pánevního dna od roku 2003 do současnosti.

Výsledky: Musculus levator ani (MLA) má spletitou strukturu složenou převážně z příčně pruhovaných svalů. Minoritně jsou zastoupena i vlákna hladké svaloviny. Jednotlivé svaly komplexu MLA spolu svírají různé úhly. Inervaci svalových vláken zajišťují somatické i viscerální nervy. Během porodu dochází k více než trojnásobnému protažení svalových vláken MLA. Ke stejnému protažení svalu je při opakování zátěže nutné použít menší sílu. Ze studií magnetických rezonancí jsou popsány dva typy poranění MLA. Na poranění je nejnáchylnější částí komplexu MLA označovaná jako musculus pubovisceralis (PVM). PVM má tři místa inzerce. Nejnáchylnější k poranění je jeho mediální část, které se ve formě enthesy upíná ke stydké kosti. Z experimentálních simulací průběhu porodu bylo zjištěno, že na tuto část svalu působí tlaky téměř 36MPa.

Závěr: MLA je složitý sval. Z etických důvodů nemáme a patrně ani nebudeme mít informace o tom, jak se strukturálně a elasticky liší lidský sval, který při porodu utrpěl poranění, od svalu, který poranění při porodu neutrpěl. Slibné se zdají být počítačové simulace průběhu porodu. Ty by nám mohly dát v budoucnu odpověď na otázku, jak velké je riziko poranění u ženy se známým typem pánve v konkrétním věku a při známém hmotnostním odhadu plodu.

Klíčová slova:

musculus levator ani – anatomie – biomechanické vlastnosti

ÚVOD

O biomechaniku pánevního dna se zajímá mnoho vědeckých týmů z celého světa, jelikož poruchy pánevního dna jsou i v dnešní době vážným medicínským a socioekonomickým problémem. Všeobecně uznávanou příčinou vzniku poruch pánevního dna je vaginální porod. Ke vzniku defektu může dojít několika různými mechanismy – poraněním musculus levator ani (MLA) způsobeným jeho nadměrným natažením, denervací MLA při nepostupujícím porodu a v neposlední míře také poraněním endopelvické fascie. Cílem pátrání vědců je odhalit pravděpodobnost vzniku poruchy pánevního dna ještě před prvním porodem a vyselektovat tak skupinu rizikových žen, kterým bychom jako prevenci vzniku poškození pánevního dna nabídli porod císařským řezem.

Je známo, že defekty MLA jsou zobrazitelné na magnetické rezonanci (MRI) u 20 procent primipar po spontánním porodu [11].

Mezi další rizikové faktory vedoucí k poranění MLA patří zejména stárnutí a těhotenství. Mnoho vědeckých týmů zkoumalo a zkoumá biomechanické vlastnosti MLA, hlavně jeho části odstupující od zadního okraje pubické kosti nazývané musculus pubovisceralis (PVM), pomocí 3D modelů pánevního dna simulujících spontánní porod.

ANATOMIE A FYZIOLOGIE

Musculi levatores ani jsou jedinečné příčně pruhované svaly, které hrají zásadní roli v podpoře pánevních orgánů [4]. Jejich aktivita se automaticky přizpůsobuje změnám během postoje a změnám v abdominálním tlaku [14, 18], aby zajistily podporu pánevních viscer. Spolupodílí se na močení, defekaci a mají vliv i na sexuální funkce. U žen bez defektu pánevního dna jsou MLA tonicky kontrahované a mají spletitou 3D strukturu, která bývá v písemnictví rovněž označována termínem levátorová plotna (levator plate) [10]. Přední porce svalového komplexu m. pubovisceralis (PVM) a m. puborectalis (PRM) je orientována vertikálně jako smyčka kolem střední uretry, pochvy a anorekta, zatímco zadní porce m. iliococcygeus (ICM) má horizontální vzestupně bikonvexní tvar podobající se motýlím křídlům [20]. Takto zajišťuje přední porce levátorů uzavírání urogenitálního hiatu a přitahuje uretru, pochvu, perineum a anorektum směrem ke stydké kosti. Horizontálně uložená zadní porce levátorů slouží jako podpora pánevních orgánů. Vlákna m. pubovisceralis a m. puborectalis spolu svírají úhel 60 stupňů, vlákna m. iliococcygeus a PRM spolu svírají úhel 52 stupňů. Vlákna PVM a ICM svírají úhel 8 stupňů. PVM a PRM se podílejí na uzavírání urogenitálního hiátu. Vlákna ICM mají obdobný průběh jako vlákna PVM, a předpokládá se proto, že ICM má přídatný zdvíhací efekt [2]. Ztráta normálního levátorového tonu, způsobená denervací či svalovým traumatem, vyústí ve více otevřený urogenitální hiatus, ztrátě horizontálního uložení levator plate a více miskovité konfiguraci levátorů. Tyto změny mohou být bilaterální i unilaterální [3] a jsou častější u žen se sestupem pánevních orgánů (POP) než u žen s normálním pánevním dnem. Inervace vláken hladké svaloviny (mediální část MLA) je zajištěna autonomními sympatickými a parasympatickými vlákny inferiorního hypogastrického plexu. Inervace laterální části MLA je zajištěna vlákny n. pudendus a n. levator ani.

Ve studiích provedených z potracených plodů ženského pohlaví mezi 18.–22. týdnem gravidity bylo zjištěno, že PVM se upíná od zadní části pubické kosti a jeho vlákna inzerují v poševní stěně. Nejkaudálnější část PVM tvoří jakýsi hrbol mezi rektem a vaginou, vymezuje trojúhelníkový prostor pro průběh plexus hypogastricus inferior. Z tohoto hrbolu vycházejí také vlákna hladké svaloviny, která se upínají k MLA, stěně pochvy a análnímu longitudinálnímu svalu (mediální část PVM). Laterální část PVM je tvořena příčně pruhovanou svalovinou. PRM vychází z pubické kosti a může být přirovnán k popruhu, který se táhne za rektum. PRM a ICM je tvořen výhradně příčně pruhovanou svalovinou. Anokokcygeální raphé je z určité části tvořeno také buňkami hladké svaloviny [21]. Z fyziopatologického hlediska může mít přítomnost vláken hladké svaloviny protektivní vliv – buňky hladké svaloviny zvyšují možnost regenerace svalu (obzvláště po vaginálním porodu) a jsou více odolné proti dlouhodobé zátěži [8]. Nejohroženější částí MLA je PVM. Způsob jeho kotvení k pubické kosti je nazýván enthesis, konkrétně se jedná o fibrózní enthesu, která se vyskytuje v oblastech s výskytem výrazných změn napětí. Jedná se o jedinečné uspořádání vazivové tkáně, která zprostředkovává úpon svalu do periostu pubické kosti při zachování šikmého průběhu svalových vláken. MPV má tři úpony – pubickou kost, arcus tendineus levatoris ani, arcus tendineus fasciae pelvis.

Detailně se úponům MPV věnovala studie Kim a kol. [12]. Zjistili, že sval vychází z periostu pubické kosti a vlastnosti jeho ukotvení se liší v mediolaterálním průběhu úponu. Proto úpon rozdělili na mediální, centrální a laterální část. Mediální úpon MPV má relativně přímé spojení mezi svalem a kostí pomocí krátkých fibrózních úponů. Centrální část svalu se upíná na periost pomocí tenké semitransparentní aponeurotické membrány. Vzdálenost svalových vláken k periostálnímu úponu v této části dosahuje 3–5 mm. Tato oblast leží na vnitřním povrchu m. obturatorius internus (MOI). Svalová vlákna MPV a MOI spolu však vzájemně nefúzují. Laterální porce je ukotvena na arcus tendineus levatoris ani, který probíhá od pubické kosti ke spina ischiadica. Ukotvení je zde pomocí husté pojivové tkáně. Tloušťka svalových fasciklů se také liší podle toho, zda se jedná o mediální, centrální, či laterální porci svalu. Mediální část svalu se skládá z relativně tlustých svalových fascikulů, které se směrem laterálním postupně zužují.

MLA A POROD

Již v těhotenství dochází k distenzi pánevního dna a laxitě ligamentózních stabilizátorů pánevního dna [6]. K maximální distenzi pánevního dna dochází při porodu, kdy dojde k protažení svalových vláken až na trojnásobek jejich původní délky [1]. Byla popsána korelace mezi distenzí levátorového hiátu a periferní ligamentózní laxitou měřenou na metakarpofalangeálním skloubení pomocí specifického extenzometru. Čím větší byla periferní ligamentózní laxita, tím větší byla distenze levátorového hiatu [7]. V experimentálních testech byla prokázána závislost mezi napětím MLA a jeho poškozením [17]. Proto je posouzení napětí svalu relativní kritérium k určení rizika avulze MLA. Na vzorcích tkáně odebraných z kadaverů mladých žen bylo zjištěno, že k protažení tkáně stěny pochvy, močového měchýře a rekta o stejnou délku je při druhém pokusu zapotřebí menší síly než při první zátěži [14], což poukazuje na možnost poškození tkání při porodu vlivem opakovaných děložních kontrakcí. Tento fenomén je popisován jako mullinský efekt a je dobře znám u hyperelastických materiálů. Při porodu může vlivem nadměrného protažení svalových vláken dojít k poranění svalu, v extrémním případě až k jeho avulzi. Poranění je způsobeno tahovým protažením PVM během porodu, které dosahuje až dvojnásobné hodnoty tolerované příčně pruhovaným svalem netěhotné ženy [11]. K poranění dochází v typické oblasti, která se nazývá zóna poranění (injury zone) a nachází se v oblasti úponu MPV na stydkou kost.

Studie magnetických rezonancí u poranění MLA odhalily dva různé mechanismy vzniku poranění. I. typ, pro který je charakteristický úbytek hmoty svalu při jinak zachovaných strukturách pánevního dna, a II. typ, jenž je charakteristický mohutnou změnou konfigurace struktur pánevního dna (architectural distorsion) [9]. Na počítačové simulaci průběhu porodu byla prokázána velká míra koncentrace tlakových sil v mediální oblasti svalu (úpon MLA na zadní ramínko stydké kosti). To poukazuje na možný vznik poranění MLA právě v této oblasti (I. typ) [11]. Existují teorie, které předpokládají vznik poranění typu I. při prvním porodu a typu II. při následném porodu. Pro II. typ poranění je charakteristická ztráta kotvení pánevního dna od struktur levator arch, a tím vznik masivní pánevní dekonfigurace vedoucí ke vzniku sestupu pánevních orgánů ( POP).

Rozdíly v jednotlivých typech defektů mají vliv i pro terapii. Pro typ I. lze využít rehabilitace pánevního dna, která může reinervací a hypertrofií zbývajících svalových vláken kompenzovat poranění. Pro II. typ poranění se předpokládá, že rehabilitace nemá valný úspěch [16]. Chování jednotlivých svalů MLA popisuje práce Krofty a kol., která modeluje porod dětské hlavičky včetně rotačního mechanismu hlavy v porodních cestách [13]. K distenzi ICM dochází, když je vedoucí bod hlavičky v poloze -3 (úroveň vedoucího bodu ke spina ischiadica). K maximálnímu natažení ICM dochází, když se vedoucí bod nachází v úrovni +5 (okciput se nachází v kontaktu se zadním okrajem spony stydké). Maximální tlak v této oblasti byl 7,93 Mpa, a nedosahoval tak hodnot jako v PVM a PRM. K největší míře protažení dochází v me-
diální části MPV, kde dochází k tlakovým hodnotám až 35,75 MPa. Nejvyšší tlaky změřené v oblasti MPR byly 16,89 MPa. To potvrzuje zjištění, že defekty ICM se sice vyskytují, ale s mnohem menší frekvencí než defekty PVM. Vysvětlením je jiná délka svalových vláken ICM a také jiný způsob kotvení svalu k pánevním strukturám. Během progrese hlavičky v porodních cestách dochází k separaci svalových vláken ve směru podélného průběhu vláken, což vede k biaxiálnímu protažení svalových fascikulů. Může sice docházet k avulzi a denervaci určitých svalových vláken, celkové kotvení svalu k pánevní kosti však zůstává intaktní.

DISKUSE

Za intenzivním studiem biomechaniky pánevního dna stojí snaha o minimalizaci vzniku defektů pánevního dna v průběhu porodu. V literatuře je možné najít mnoho počítačových simulací zabývajících se modelací porodu a rizikem vzniku poranění v určitých oblastech. Problémem je, že tyto modely vycházejí z biofyzikálních hodnot elastických vlastností orgánů pánevního dna od netěhotných žen a zvířat. Poranění svalu je možno vyšetřit palpačně nebo vizualizovat dvěma typy zobrazovacích metod – ultrazvukem a MRI. Ultrazvukové vyšetření má výhodu v možnosti provedení vyšetření v každé gynekologické ambulanci, má však limitaci v možnosti zobrazení jednotlivých struktur pánevního dna. Zobrazí se uretra, močový měchýř, pochva, rektum a PVM. Pomocí MRI jsme schopni zhodnotit jednotlivé podtypy MLA, stav endopelvické fascie a při modelování i komplex SUL a kardinálních ligament. Palpační vyšetření má na hodnocení přítomnosti poranění svalu nejmenší výpovědní hodnotu.

Na vzniku poranění se podílejí mateřské i fetální faktory. Z mateřských faktorů se jedná především o typ pánve, věk, elastické vlastnosti orgánů malé pánve, které se mění v průběhu gravidity i stárnutí [16]. Z fetálních faktorů jde hlavně o obvod hlavičky a o mechanismus jejího porodu. Na poranění nejnáchylnější strukturou je PVM, k jehož poranění dojde zhruba u 13 procent rodiček po vaginálním porodu, zatímco u žádné ženy, která rodila císařským řezem [19]. Poranění PVM vede často ke vzniku stresové inkontinence moči a sestupu pánevních orgánů (POP). Existuje i studie MRI, která popisuje velmi významnou míru poškození ICM u žen se symptomatickým POP [15]. Poměrně překvapivý závěr přinesla ultrazvuková práce Dietze [5], zabývající se vztahem močové inkontinence a levátorovým traumatem diagnostikovaným na základě ultrazvukového vyšetření u žen, které byly odeslány k vyšetření pro dysfunkci pánevního dna a mikční problémy. Ve studii bylo zjištěno, že přítomnost avulzního poranění PVM nezvyšuje pravděpodobnost výskytu stresové inkontinence moči u žen ve věku vyšším než 50 let. Tyto pacientky spíše trpěly přítomností močových urgencí, snížení průměrné rychlosti moči při uroflowmetrickém vyšetření a vyšším tlakem detrusoru při uroflowmetrii. Toto zjištění je v rozporu s doposud publikovanými soubory, které jmenovaly přítomnost poranění PVM jako rizikový faktor vzniku stresové inkontinence moči.

Zjištění Dietze můžeme vysvětlit vcelku běžným sdělením pacientek v urogynekologické ambulanci, které přicházejí k vyšetření s urogenitálním sestupem a močovými urgencemi. Při pečlivém odebrání anamnézy lze vypozorovat, že pacientku mnohdy nejdříve obtěžovala stresová inkontinence moči, která vymizela v okamžiku, kdy pacientka začala pociťovat bulging. V této fázi přechází stresová močová inkontinence v urgence, často v kombinaci s močovou retencí. Z vaginálních porodů je nejrizikovější ukončení porodu forcepsem. Avulze MPV se v těchto případech vyskytovala u 7 z 20 rodiček. Zde je však nutno poznamenat, že ukončení porodu per forcipem je akutním výkonem prováděným pro intrauterinní ohrožení plodu, a tudíž výkon, který není možné z lékařské erudice vytěsnit. Navíc se ve studii neuvádí, zda se jednalo o forceps východový, nebo o forceps z vyšších pánevních rovin.

ZÁVĚR

Patrně nikdy nebudeme schopni říci nastávající rodičce, že u ní nedojde k závažnému poškození muskulofasciální komponenty pánevního dna v souvislosti s porodem. Mechanismus vzniku poranění je komplexní děj, na kterém se spolupodílejí elastické vlastnosti MLA, endopelvické fascie a také útlak nervů inervujících oblast malé pánve. Dalšími rizikovými faktory jsou věk rodičky, typ pánve, obvod hlavičky plodu a mechanismus porodu. Naším cílem by mělo být vytipovat ženy, u nichž existuje vysoké riziko poranění, o této skutečnosti je informovat a dát jim možnost svobodného rozhodnutí, zda si přejí rodit vaginálně, nebo císařským řezem. K tomu by nám v budoucnu mohly sloužit diagramy získané z počítačových simulací porodů prováděné na modelech různých typů pánví.

MUDr. Martin Němec, MBA

Nemocnice ve Frýdku-Místku p.o.

Elišky Krásnohorské 321

738 01 Frýdek-Místek

e-mail: nemecma@nemfm.cz


Zdroje

1. Ashton-Miller, JA., DeLancey, JO. Functional anatomy of the female pelvic floor. Ann N YAcad Sci, 2007, 1101, p. 266–296.

2. Betschart, C., Kim, J., Miller, JM., DeLancey, J. Comparison of muscle fiber directions between different levator ani muscle subdivisions: in vivo MRI measurements in women. Int Urogynecol J, 2014, 25, p. 1263–1268.

3. DeLancey, JO., Kearney, R., Chou, Q., et al. The appearance of levator ani muscle abnormalities in magnetic resonance images after vaginal delivery. Obstet Gynecol, 2003, 101, p. 46.

4. DeLancey, JO., Morganm, DM., Ferner, DE. Comparsion of levator ani muscle defects and function in women with and with­out pelvic organ prolapse. Obstet Gynecol, 2007, 109, p. 295–302.

5. Dietz, HP., Kirby, A., Shek, KL. Does avulsion of the puborectalis muscle affect bladder function? Int Urogynecol J, 2009, 20, p. 967–972.

6. Gachon, B., Desseauve, D., Fradet, L., et al. Changes in pelvic organ mobility and ligamentous laxity during pregnancy and postpartum. Review of literature and prospects. Prog Urol, 2016, 26, p. 385–394.

7. Gachon, B., Fritel, X., Fradet, L., et al. Is levator hiatus distension associated with peripheral ligamentous laxity during pregnancy? Int Urogynecol J, 2017, 28, p. 1223–1231.

8. Hinata, N., Murakami, G. The urethral rhabdosphincter, levator ani muscle, and perineal membrane: a review. BioMed Res Int, 2014, 906921.

9. Huebner, M., Margulies, RU., DeLancey, JO. Pelvic architectural distortion is associated with pelvic organ prolapse. Int Urogynecol J Pelvic Floor Dysfunct, 2008, 19, p. 863–867.

10. Kearney, R., Sawhney, R., DeLancey, JO. Levator ani muscle anatomy evaluated by origin-insertion pairs. Obstet Gynecol, 2004, 104, p. 168.

11. Kim, J., DeLancey, JO., Ashton-Miller, JA. Why does the pubovisceral muscle fail at its enthesis, and not elsewhere, during the second stage of labor? A computational study. 35th Annual Meeting of the American Society of Biomechanics, Long Beach, CA; 2011.

12. Kim, J., Betschart, C., Ramanah, R., et al. Anatomy ot the pubovisceral muscle origin: Macroscopic and Microscopic findings within the injury zone. Neurol Urodyn, 2015, 34, p. 774–780.

13. Krofta, L., Havelková, L., Urbánková, I., et al. Finite element model focused on stress distribution in the levator ani muscle during vaginal delivery. Int Urogynecol J, 2017, 28, p. 275–284.

14. Morgan, DM., Kaur, G., Hsu, Y., et al. Does vaginal closure force differ in the supine and standing positions? Am J Obstet Gynecol, 2005, 192, p. 1722–1728.

15. Němec, M., Horčička, L., Dibonová, M., et al. MRI analysis of the musculo-fascial component of pelvic floor in woman before planned vaginal reconstruction procedur for symptomatic pelvic organ prolapse].(PMID:29869505), Ces Gynek, 2018, 83(2), p. 84–93.

16. Oliphant, SS., Nygaard, IE., Zong, W., et al. Maternal adaptations in preparation for parturition predict uncomplicated spontaneous delivery outcome. Am J Obstet Gynecol, 2114, p. 630.e1–630.e7. doi: 10.1016/j.ajog.2014.06.021.

17. Rubod, C., Brieu, M., Cosson, M., et al. Biomechanical pro­perties of human pelvic organs. J Urol, 2012, 79(4), p. 1346–1354.

18. Shafik, A., Doss, S., Asaad, S. Etiology of the resting myoelectric activity of the levator ani muscle: physioanatomic study with a new theory. World J Surg, 2003, 27, p. 309–314.

19. Shek, K., Dietz, H. Intrapartum risk factors for levator trauma. BJOGP Int J Obstet Gynecol, 2010, 117(12), 2010, p. 1485–1492.

20. Singh, K., Jakab, M., Reid, WM., et al. Three-dimensional magnetic resonance imaging assessment of levator ani morphologic features in different grades of prolapse. Am J Obstet Gynecol, 2003, 188, p. 910.

21. Timoh, KN., Moszkowicz, D., Zaitouna, M., et al. Detailed muscular structure and neural control anatomy of the levator ani muscle: a study based on female human fetuses. AJOG, 2018.

Štítky
Dětská gynekologie Gynekologie a porodnictví Reprodukční medicína
Přihlášení
Zapomenuté heslo

Nemáte účet?  Registrujte se

Zapomenuté heslo

Zadejte e-mailovou adresu se kterou jste vytvářel(a) účet, budou Vám na ni zaslány informace k nastavení nového hesla.

Přihlášení

Nemáte účet?  Registrujte se