冠状动脉粥样硬化性心脏病是指由于冠脉血管发生狭窄或阻塞导致心肌缺血或缺氧等问题而导致的心脏病,简称冠心病。目前冠心病已成为危害人类健康的重大疾病,因此准确、快速地对冠状动脉狭窄程度进行评价及诊断对冠心病的治疗方案的制定有着重要意义。血流储备分数(FFR)是功能学方面评价冠脉血管狭窄程度的“金标准”,但临床的FFR测量是有创性的,有诸多限制。FFR-CT是一种无创性的FFR计算方法,它是通过计算流体动力学的方法,模拟相应患者的冠状动脉血液流动状态,计算出相应的FFR参数。已有多组研究论证了FFR-CT的可行性。但在冠脉血管CFD计算中,针对多分支出口的流量分配问题却少有人研究。在进行冠脉血管CFD研究主要有两种情况,一是模拟血管最大充血状态时的FFR计算,二是模拟血管内的真实血液流动状态。本文针对这两种情况分别提出一种分支出口的流量分配方法。在进行FFR计算时,采用基于Murray定律的流量-压力迭代方法分配各冠脉血管个分支出口的流量。通过ANSYS CFX对真实冠脉血管模型进行数值模拟计算,验证此方法的准确性。对于CT14模型,在迭代进行5次之后分支出口的压力变化值已小于0.1%,达到收敛,FFR值的计算值与临床实测的相对差值为0.5%;对于CHN13模型,在迭代进行30次后,除一个分支出口的压力变化值稍大于0.1%之外,其余分支出口的压力变化相对值均已小于0.1%,认为达到收敛,FFR的计算值与临床实测的相对差值为8.8%。两个模型的计算结果均明显好于直接按分支出口的管径分配流量的方法。对于冠脉血管中真实血流状态的分析,本文根据分支血管在整个冠脉树中的分叉级别来进行流量的分配,直至各分支出口。通过对真实冠脉血管模型的CFD计算,将计算结果与不考虑血管的分叉级别直接分配流量的方法进行对比。两种流量分配方法施加在出口的流量截然不同,其原因在于:一是冠脉血管存在狭窄部分,二是整个冠脉树中各分支血管的管径并不完全符合最优化的“三次方”关系。分级分配时在血管发生狭窄处会施加更小的流量,更能符合真实状态血管中的流量分布。根据数值模拟计算得到的能够更好地对计算结果进行解释,即血管发生狭窄导致血流量减小,血流对血管壁的摩擦力WSS低,壁面压力值沿着血流方向降低很小;未发生狭窄的分支血管壁面压力值沿着血流方向有明显的均匀下降趋势,在血管分叉处流动状态相对混乱,血液流速及壁面剪切力较大。