本文的主要工作之一是提出了一种数据拟合方法，利用不同压力下的MRI实验数据来确定血管的材料性质。血管壁的非线性弹性材料性质用超弹性的Mooney-Rivlin材料模型来刻画。由于材料模型的非线性性，提出了一种分步求极值的数据拟合方法，可以得到最小二乘问题的整体最小值点，此方法简单有效，避免了非线性方程组的求解和迭代初值对数值解的影响。 将第一手的临床和实验室病理实验与数据、数值建模及数值模拟相结合，由基础的实验数据和MRI图像经图像处理与数据提取，建立基于心血管病人个体的三维几何模型，在此基础上建立二维、三维多组分血管壁及血液流动的数学模型。针对基于实验数据得到的血管壁不同组分的材料模型，通过二维、三维血管壁模型和三维流固耦合(FSI)模型进行了验证，结果表明流固耦合模型与实际情形最为吻合。 FSI模型对动脉粥样斑的动力学分析起着重要的作用，它包含了血液和血管的分析，同时考虑了血管的变形和血液与血管的相互耦合。基于FSI模型的计算结果对流体和血管做应力应变分析，同时分析了动脉粥样斑的变形，从而可以对其发展做出预测。结果显示与动脉粥样斑相邻的血管内壁狭窄处是高应力应变的分布区域，这种高应力应变分布正是导致粥样斑继续发展甚至破裂的主要原因。提出的方法经过大量的实验验证和推广之后，将对提高临床预测和治疗的准确性和可靠性提供帮助。