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目的探索新的解剖方法,解决临床上经甲醛固定后的心脏标本无法再进行心肌带(VMB)解剖的实际问题;进一步探索VMB双螺旋结构的基本几何特征和力学原理;以形态结构的研究为基础,在正常活体上证明VMB所具有的顺序性收缩功能,阐释心脏的射血功能和主动充盈功能;并进一步对陈旧性心肌梗塞(OMI)、慢性心力衰竭(CHF)等疾病心脏的VMB结构的病理改变进行研究,探索这些病理改变与心脏泵功能损害间的内在联系。材料与方法1.成年猪心20个,羊心20个,成人心脏2个。将动物心脏随机分为3组,猪心组1、羊心组1(n=10):新鲜心脏不经甲醛固定,应用Torrent-Guasp的传统方解剖;猪心组2、羊心组2(n=5):心脏经甲醛固定1月后以传统方法解剖;猪心纽3、羊心组3(n=5):心脏经甲醛固定1月后以新方法解剖;人心组(n=2):经甲醛固定6个月后的成人心脏,以新方法解剖。2.离体成年猪心10个、羊心10个、犬心10个,经制备后行MRDTI检测,通过纤维追踪和横断面伪彩技术观察心肌纤维的空间走行,测量降、升段交叉角度;然后进行VMB解剖,计算VMB各段长度百分比和心尖环的升降段分割比例(ADP)。3.健康雄性家犬10只,行开胸术在VMB走行路径上植入锡钉,标记出VMB各个段,于术后1周、2周、3周分别行数字减影X光摄影(DSC),观测锡钉运动情况。4.健康雄性家犬5只,同法植入锡钉标记各段VMB后,结扎前降支制备心梗模型,于心梗后1月、2月行DSC检测,2月后处死动物取心脏行MRDTI检测和VMB解剖。测算升降段分割指数和VMB,降段、升段的梗死面积百分比。5.健康雄性家犬5只,同法植入锡钉后制备快速心室起搏CHF模型,快速起搏后2周、3周行DSA检测,然后处死动物行MRDTI检测和VMB解剖。测量降、升段交叉角度,计算升降段分割指数。结果1.应用传统方法能够顺利完成新鲜猪心和羊心的VMB解剖,但无法对甲醛固定后的心脏进行解剖,应用新方法能够顺利完成甲醛固定后的猪心、羊心和成人心脏的VMB解剖,且解剖出来的VMB各段纤维完整,走行方向清楚,心尖环的降、升段纤维间交叉角度显示清楚。2.MRDTI发现心肌纤维呈现双螺旋结构的空间走行特征,升、降段纤维之间接近垂直交叉;不同种属动物心脏VMB各段的长度百分比均相近(P>0.05),心尖环的升降段分割比例接近黄金分割比例(P>0.05)。3.从整体上看,心脏运动呈现变窄、缩短、变长、再变宽的顺序;从局部上看,心脏运动呈现顺序性收缩:基底环的收缩最早,降段次之,升段收缩最晚(P<0.01),降段收缩终止于左室压迅速下降的快速充盈期,在此期间升段继续收缩,其收缩终止时间滞后于降段约40~80ms(P<0.01)。4.功能学上,心梗后心脏在整体和局部上的收缩、舒张功能均有显著降低(P<0.01),收缩顺序紊乱;形态学上,左室前壁梗死后升段受到的损害更为严重,升段的梗死面积百分比显著大于降段(P<0.01);升降段分割比例明显低于黄金分割比值(P<0.01)。5.慢性心衰发生后,功能学上整体和局部的心脏收缩、舒张功能均明显降低(P<0.01),其中心尖环的功能受损更为严重(P<0.001);形态学上,降、升段纤维间交叉角度显著增大(P<0.01),升、降段分割比例明显偏离了黄金分割比值(P<0.01)。结论1.新方法首次对甲醛固定过的心脏完成了心肌带的解剖,是对Torrent-Guasp解剖方法的一个补充,它解决了VMB解剖研究中的一个重大实际难题,为广泛开展VMB相关的临床应用研究提供了方法学和标本来源的保障。2.证明了VMB双螺旋结构的客观存在性,首次准确测量了降、升段纤维的交叉角度(接近垂直),首次发现了心尖环升降段分割符合黄金分割比例的规律,这些几何特征是心脏泵功能的物质基础,任何原因导致心肌带降、升段纤维交叉角度的异常都可能带来心脏泵功能的损害。3.本研究为Torrent-Guasp提出的心脏顺序性收缩的假设提供了有力的证据。心脏的顺序性收缩是VMB双螺旋结构的功能体现,降段收缩是心脏扭转和快速射血的主要动力,而升段延迟收缩是心脏反向扭转和主动充盈的机制所在。4.首次提出了新的梗死面积评价方法,发现了心梗后升段纤维在数量和质量上的损害较降段更为严重的病理特点,揭示了梗死后心脏充盈功能受损的发生机制。梗死后的心室重构使得升降段分割比例偏离了黄金分割比例,破坏了双螺旋结构的稳定性,这可能是心梗后远期失代偿性心脏扩大,心力衰竭发生的原因之一。5.首次应用MRDTI技术,观察了慢性心力衰竭心脏VMB双螺旋结构的空间特征,发现了心衰后心肌纤维走行方向水平化改变,降、升段交叉角度异常增大的现象,这可能是CHF后心脏射血和充盈功能受损的重要机制。