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目前,心脏舒张功能障碍日益危害人类健康并越来越受到临床重视。舒张性心力衰竭（DHF）诊治目前已成为心血管领域重大课题。与之不相适应的是对DHF的认识不够深入,临床缺乏准确和一致认可的检测方法。急需加深对DHF病理生理的认识,提高DHF的诊断和治疗水平。借助心导管技术平台和超声导管研制基础,本研究改进以超声换能器和压力传感器为基础的介入超声印压系统（IUIS）,基于心肌粘弹性其应力-应变关系与时间相关的特点,探讨采用IUIS检测活体舒张心肌在恒定印压力下形变随时间变化的蠕变特性。通过软组织生物力学模型和所测信号,提取舒张心肌粘弹性特征参数,探讨正常和梗死心肌粘弹性差异,并进一步探讨其病理机制。从生物力学层面加深对DHF病理生理的认识,为DHF诊断提供新的检测技术和方法,并发掘新的诊断信息,提供可能的舒张功能障碍干预靶点。一、介入超声印压系统（IUIS）改制借助心导管技术平台和超声导管研制基础,本项目组通过增加主机扫描帧频改进以微型超声换能器检测心肌形变,压力传感器检测心肌承受作用力的介入超声导管为基础,整合心电信号于一体的IUIS,增加系统时间分辨率,满足软组织应力-应变-时间关系检测要求,使之可应用于活体舒张期心肌粘弹性特性检测。二、舒张心肌粘弹性实验研究结扎左前降支（LAD）3个月建立犬陈旧性梗死模型,应用IUIS在活体分别检测假手术组（sham组）和陈旧性梗死组（OMI组）舒张中晚期心肌蠕变特性,随后利用负荷-形变印压实验装置对上述两组犬离体心肌进行标准印压蠕变实验。以三参量固体粘弹性模型对活体和离体试验数据进行分析处理,提取正常和梗死心肌粘弹性特征参数。结果:两种设备的印压检测获得了sham组和OMI组心肌蠕变试验数据曲线,用三参量粘弹性模型进行曲线拟合处理,曲线拟合效果好（p<0.01）。在活体检测中,与sham组比较,OMI组E1、E∞、E2、η参数均显著增加（p<0.05）,分别为26.48±7.87比6.97±2.95 kPa、16.73±3.85比4.40±1.61 kPa、49.04±15.03比16.30±12.63 kPa、1.84±0.84×103比0.63±0.51×103 kPa.s。在离体检测中,与sham组比较,OMI组E1、E∞、E2、η参数均显著增加（p<0.05）,分别为23.36±3.47比12.77±2.76 kPa、21.48±2.70比11.91±2.52 kPa、300.30±105.66比183.80±46.54 kPa、2.32±0.40×104比1.51±0.66×104 kPa.s。经直线相关分析,两种检测方式呈高度相关（r>0.8）。结论:心肌梗死后期梗死心肌弹性模量和粘性阻力都增加,心肌僵硬度增加,心肌顺应性下降。介入印压方法是一种直接可行的评估活体舒张心肌粘弹性的方法。三参量粘弹性模型能够用于描述舒张心肌粘弹性蠕变特性。三、影响陈旧性梗死舒张心肌粘弹性的病理机制研究将经上述检测的心肌标本分别进行苏木素-伊红（HE）染色观察心肌病理结构改变,2,3,5-三苯基氯化四氮唑（TTC）染色检测心肌梗死程度,通过测定羟脯氨酸浓度评估胶原含量,天狼猩红染色、偏光镜测定心肌胶原容积分数（CVF）、I/III胶原比例。然后将上述病理改变结果和心肌粘弹性参数进行相关性分析,以探讨影响心肌弹性、粘性组分的病理因素。结果:心肌粘弹性参数中E1与心肌梗死程度、胶原含量、胶原CVF、I/III胶原比例都高度正相关（r>0.8）,η与胶原含量、CVF高度正相关,而与sham组心肌I/III比例高度负相关（| r | >0.8）。结论:心肌梗死后,梗死程度越重,胶原沉积越多,胶原重建中I/III胶原比例越大,心肌的僵硬度将增加。胶原沉积增加,将使得心肌粘性阻力增加。心肌梗死后期梗死程度、胶原沉积、I/III胶原比例将显著影响心肌粘弹性特性。四、AMI舒张心肌粘弹性改变及其病理机制应用IUIS对3只健康杂种犬分别在梗死前、AMI后60min和3h进行活体舒张期心肌蠕变特性检测随后心肌标本进行HE染色、透射电镜、细胞骨架蛋白（微管蛋白、结蛋白）免疫组织化学检测,将结果和粘弹性参数改变进行相关分析。结果:与梗死前比较,AMI后60min和3h的E∞、E1参数均显著增加（p<0.05）,分别为5.28±0.15、5.61±0.08比4.31±0.33 kPa;6.84±0.18、11.71±0.89比5.04±0.37 kPa。与梗死前比较,AMI后3h的τ显著增加（p<0.05）,为58.98±5.97比23.37±1.99 s。与梗死前比较,AMI后60min和3h的E2、η参数均显著减少（p<0.05）,分别为23.09±1.26、10.83±0.75比29.54±2.78 kPa;0.62±0.25×103、0.64±0.21×103比0.75±0.49×103 kPa。AMI后3h可见心肌间质水肿,肌丝挛缩、溶解、断裂,细胞内水肿。细胞内微管减少与心肌粘弹性参数E2、τ高度相关（|r|>0.8）。结论:AMI后3h内缺血梗死心肌僵硬度增加,粘性阻力下降,舒张能力降低,原因之一是心肌间质水肿、细胞内微管蛋白的减少。