冠脉支架植入手术后继发无复流现象是导致手术失败的重要原因,严重影响病人的中远期预后,目前关于无复流的发生机理尚不清楚。本文致力于从生物力学主要是血流动力学的角度对无复流现象的机理进行探讨,为此目的,研究了去充盈操作过程中球囊释放瞬间球囊外表面轮廓的变形规律及其对冠脉局部流场的影响,重点关注血流动力学参数如血流速度、壁面剪切力的时历变化,分析流场异常扰动可能对血栓、斑块破裂产生的影响及其与无复流现象的潜在关联性,从而为冠脉介入手术的改良和手术风险预测提供理论依据。本文采用以下两种方法研究球囊释放瞬间的血流动力学问题:1)搭建体外实验装置,利用高速摄像机分别拍摄球囊去充盈变形过程(空气中)和由染色剂标记的球囊及其邻近区域流场(流体介质为水)的发展历程,使用图像分析技术提取球囊变形参数并估测球囊下游的流体流动速度;2)使用ICEM软件建立冠脉和球囊区域的计算模型并划分网格,使用通用流体力学计算软件fluent,利用UDF动网格技术,嵌入实测的去充盈变球囊边界形数据以设定移动边界条件,动态模拟球囊去充盈过程,分析球囊及其附近区域的流场变化,评估相关血流动力学参数的瞬时变化及其与无复流现象的关联性。球囊体外变形实验表明,球囊在去充盈过程中呈现显著的非线性变形特征,球囊膜不均匀收缩使球囊最终呈现“哑铃形”。球囊下游流速的数值计算结果与实测数据吻合良好,两者均显示流速随去充盈后的时间增长和灌注压的升高而增大。数值计算进一步揭示,在模拟生理条件下,球囊-血管壁间隙的各血流动力学参数在去充盈瞬间均大幅度升高,球囊下游流速在接近冠脉血流速度生理值时,间隙流速和壁面剪应力分别达到其生理值的8-10倍和50-60倍。上述结果证明球囊回缩引起显著的球囊-管壁间隙血流加速,造成血管壁面剪应力异常升高,可能增大斑块、血栓碎屑剥离从而堵塞下游微循环引发无复流的风险。鉴于灌注压是决定球囊去充盈瞬间血流加速程度的关键因素之一。在冠脉介入手术中选择血压舒张期进行球囊去充盈操作或对高血压患者进行术前降压处理可能有助于降低无复流的发生风险。然而,本文限于对单一类型球囊在简化条件下开展研究,未充分考虑复杂的在体环境,研究结果仅具有定性或半定量的参考价值。在后续研究中,需要充分考虑冠脉、斑块、支架和球囊组合结构以及患者个性化的生理病理条件,以更合理地评价球囊去充盈与无复流的潜在关联性。