动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS)斑块的不稳定性及破裂可导致冠状动脉综合征等心血管疾病,而AS斑块失稳破裂过程涉及斑块形态、结构成分及血液条件等多方面因数。同时,在斑块破裂过程中,普遍认为生物力学起着重要的作用。本文是基于影像学上斑块结构形态,并结合流体力学相关理论,提出了复合斑块模型及有缺陷的斑块模型。有缺陷的斑块模型—纤维帽和脂质核之间存在空穴或微钙化区域、尺度约10微米级的夹层。利用有限元法分析不同生物环境中斑块的应力分布特征。复合斑块模型的数值模拟结果表明:斑块肩部所受应力最大,相应的应力矩最大,其次是沿斑块两肩部连线方向上具有较大的应力分布;在大小不同的连带体斑块中,前部小斑块所受应力相对较大。本模型能较好地解析血管内因动脉粥样硬化斑块的大破裂、形成继发性血栓、爆发急性心肌梗死和脑卒中等心脑血管疾病现象,可为动脉硬化斑块的不稳定性及可能的破裂提供预测。对于有缺陷的夹层斑块模型,除肩部应力较大外,在斑块上的空穴或钙化区域也出现应力集中现象。与均匀夹层的情况相比,有空穴或钙化区域的夹层会引起纤维帽边界处的应力增加2至6倍,导致斑块不稳定,甚至引起纤维帽从脂质核表面剥离而导致斑块破裂,从而增加了斑块不稳定性风险。此模型结果还验证了尸检中的一些现象,即除斑块肩部易破裂外,纤维帽附近的钙化或缺陷位置处也时有发生破裂现象。上述两模型能较好地解释因动脉粥样硬化而引起的一些心血管疾病现象。