人类心脏多尺度三维解剖研究流程

了解心脏解剖结构是理解心脏生理功能的基础。功能性解剖学的研究涵盖了从微观到宏观的各个尺度，但主要依赖于动物心脏。对因不适合移植而被弃用的人类供体心脏进行系统性研究，为构建一个跨越微观至宏观尺度的综合性图谱提供了独特的机会。

通过对人类心脏在不同尺度下的研究，我们展示了心脏精妙的结构创新，明确了有助于改进外科手术和介入治疗方案的心脏解剖结构，并开发了用于解剖学教育的资源。在不同尺度下研究人类心脏的优势在于，可以将微观结构的详细研究置于大体解剖学的背景之中进行理解。采用压力灌注固定技术可保持心脏生理相关的形态结构。

首先，使用解剖刀将4%多聚甲醛固定的 human heart tissue 修整至适合共聚焦显微镜样品腔的大小。将心脏组织样本在梯度甲醇溶液中依次脱水，每次在室温下振荡孵育1小时，随后在66%二氯甲烷与33%甲醇的混合溶液中振荡浸泡过夜。次日，按照指定步骤对样本进行漂白处理。

然后用梯度甲醇系列溶液重新水化样本，每种浓度振荡处理一小时。免疫标记后，执行以下步骤以制备组织用于成像。将带有粘附剂的腔室固定在载玻片上，并在腔室周围涂抹指甲油。

开启配备5倍物镜的 upright 激光扫描共聚焦显微镜。根据所用荧光染料的发射光谱选择合适的激光谱线，以1024 × 1024的分辨率采集平铺扫描（tile scan）和Z轴层扫（Z-stack）图像。在微米尺度上，心脏样本的组织透明化处理可实现对含有心神经元的神经节以及心肌神经支配模式的可视化观察。

打开体视显微镜后，对经多聚甲醛固定的离体人心脏组织进行精细解剖，重点观察房室结、房室结动脉及心脏神经丛等结构。将心脏样本置于扫描仪载物台上，获取该心脏标本的CT图像。使用20至24法国规格的外科导管插管上腔静脉，用于右心灌注，随后用细绳结扎下腔静脉和另一侧肺动脉。

接下来，对心脏组织进行逐步解剖，并在解剖的每个阶段进行摄影记录。使用安装在C型支架上的多个发光二极管光源面板，配合宽幅黑色背景布，用数码单镜头反光相机拍摄心脏图像。将心脏样本悬置于旋转台上，利用智能手机获取数百张多角度照片。

在 Scaniverse 和 Polycam 软件中，以 FBX 格式生成心脏的三维模型。将心脏样本悬挂在容器顶部横杆上。使用多探测器排 CT 扫描仪对心脏进行 CT 扫描。

生成心脏的虚拟解剖图像后，通过虚拟解剖观察未增强的室壁、间隔和瓣膜，以获得类似于大体解剖的图像。