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背景和目的急性心梗后局部心肌缺血坏死和心室重构使心脏局部和整体收缩功能减退,寻找一种可早期定性或定量评价局部心肌功能的无创方法,对于病变的估计和临床疗效观察及预后评估都具有重要意义。本研究第一部分通过对比二维应变超声心动图(2DSE)与其他超声定量技术对检出大鼠心肌梗死后局部心肌运动异常的价值,探讨2DSE判断局部心肌梗死的准确性和优越性;第二部分应用2DSE技术判断大鼠心梗模型经骨髓间充质干细胞(MSCs)移植治疗后局部心肌功能改善情况,初步探讨2DSE在评价小动物心梗MSCs移植研究中的应用价值。方法与结果第一部分:通过开胸结扎左冠状动脉前降支制备17只大鼠心梗模型(模型组);另选8只大鼠作为对照组,只进行假手术(开胸不结扎血管)。于术前24小时、术后24小时及术后4周分别应用二维应变超声心动图(2DSE)、解剖M型超声心动图(AME)及组织多普勒(TDI)三种技术观察大鼠左室乳头肌水平短轴上6个节段的局部心肌收缩功能。2DSE指标有6个节段收缩期径向应变和应变率(SR、SrR)、周向应变和应变率(SC、SrC),AME指标为左室内径及6节段室壁增厚率(WTF);TDI只观察前壁和下壁2个节段的收缩期速度(Vp)、径向应变和应变率(SR-TDI、SrR-TDI)。以组织学上心梗面积为标准,应用ROC曲线获得超声各指标判断心肌梗死的敏感性和特异性。结果:①与造模前相比,术后24小时及术后4周,三种超声心动图技术均显示模型组梗死区的左室前壁局部收缩功能指标呈显著性降低(P<0.05);②2DSE显示术后24小时非梗死区的心肌应变指标较术前显著性降低(P<0.05),术后4周略有恢复,但仍低于术前的相应指标,差异有统计学意义(P<0.05);③2DSE的径向和周向应变及应变率指标(SR、SrR、SC、SrC)均与心梗面积呈显著相关,其中以径向应变SR的相关性最好(r=-0.80, P<0.05);④以SR小于10%为截断点判断节段心肌心梗面积>30%的敏感性为0.84,特异性为0.98。第二部分:40只SD大鼠分为心梗组(n=14)、MSCs治疗组(n=16)和对照组(n=10),心梗组与MSCs治疗组分别建立心梗模型,对照组只进行假手术(方法同前)。MSCs治疗组于心梗模型建立后在梗塞区心肌局部注射DAPI标记的MSCs,心梗组和对照组只注射DMEM培养基。分别于术前1天、术后1周和术后4周用2DSE观察左室乳头肌水平短轴局部室壁运动情况(方法及指标同前)。术后4周超声心动图检查后用心导管检测大鼠左室血流动力学指标,用荧光显微镜观察移植细胞在心梗区的分布,免疫组化检测心梗区移植细胞的肌钙蛋白(Tn-I)表达情况。结果:①术后4周2DSE显示MSCs治疗组左室前壁的径向应变和应变率(SR、SrR)较术后1周增高,且高于心梗组术后4周的相应指标,差异均有统计学意义(P<0.05);②与心梗组相比,MSCs治疗组血流动力学收缩指标LVSP、+dp/dtmax均显著增高(P<0.05),而LVEDP显著降低(P<0.05);③细胞移植4周后,MSCs治疗组心梗区可见DAPI标记阳性的细胞,标记阳性的细胞肌钙蛋白表达阳性。结论1.AME、TDI、2DSE三种超声心动图技术均可用于心梗大鼠局部心肌功能的定量检测,但以2DSE技术更为准确和全面,2DSE指标在判断大鼠心肌梗死方面有更好的敏感性和特异性,而且2DSE可检出急性心梗后非梗塞区局部室壁运动异常;2.2DSE可以检测出心梗大鼠模型在MSCs移植治疗后局部心肌收缩功能的改善情况,而且优于传统指标LVEF,可成为干细胞移植研究中可选择的敏感的无创性指标;此外,梗死区心肌组织中可检测到移植细胞及其分化成的心肌样细胞,这可能与左室功能改善有关。