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单心室缺陷综合症(Single Ventricular Heart Syndrome, SVHS)是一种致命的先天性心脏病。其临床主要表现为，三尖瓣闭锁、心室间隔缺损、肺动脉及右心室发育不全，导致患儿肺循环血流量较少，血氧含量较低，体表常伴随紫绀现象。临床上一般首先对患儿实施体肺分流术，桥接体循环与肺循环，增加肺动脉灌注，提高血液中氧气的含量。改良BT手术(Modified Blalock-Taussig Shunt,MBTS)是一种临床常见的体肺分流术，其手术机理是在无名动脉与肺动脉间实施搭桥术。现阶段实施改良BT手术时，外科医生主要依据术前二维医学图像及临床经验实施手术，缺乏系统的血流动力学术前规划理论支持，使得手术风险增加。本研究基于血流动力学理论及临床数据，采用可模拟心血管循环系统的集中参数模型（0D）与局部截断的（3D）手术模型多尺度耦合计算方法，实现不同维度模型数据交互、迭代计算，完成血流动力学几何多尺度数值模拟仿真。针对个性化患儿不同搭桥管吻合方式的改良BT手术进行仿真研究，分析临床上较为关注的血流动力学参数指标，期望为临床手术治疗提供有价值的信息参考。研究内容包括：1、构建了可以反映单心室患儿血液循环系统的0D集中参数模型，并与临床采集的病人信息及文献的相关结果进行对比，验证模型正确性。此基础上构建改良BT术后0D集中参数模型，并完成改良BT术多尺度模型0D部分参数校正。2、基于临床CT图像三维重建单心室患儿的体肺动脉，并以不同搭桥血管吻合口方式构建出边对边（STS）、端对边（ETS）及双侧边对边（BSTS）三种3D手术模型。3、在上述研究基础上构建改良BT手术几何多尺度0D/3D耦合模型，讨论不同维度模型间的数据相互交换方法，实现0D/3D耦合的数值模拟研究，对三种不同吻合方式进行几何多尺度血流动力学仿真，对比不同吻合口方式下血流动力学参数差异。研究结果表明：ETS、STS、BSTS方式左右肺动脉分流比分别为196.17%、72.27%、91.18%，因此边对边吻合方式左右肺动脉流量分布更均匀。搭桥血管吻合口均采用边对边的BSTS模型中在桥血管内产生旋动流现象，这种现象会使搭桥壁面切应力增加5Pa，会产生更优的血流动力学环境。STS吻合模型的OSI值最小，为0.031，因此可以认为采用改良BT手术边对边（STS）吻合方式进行搭桥可能会降低动脉粥样硬化的几率。采用血流动力学几何多尺度耦合方法对改良BT手术进行数值模拟，不仅可以针对患儿整个血液循环系统的血流动力学特征进行仿真，而且可以提取局部搭桥血管的血流动力学流场细节，其计算结果更趋于生理真实，满足今后病人个性化多尺度血流动力学规划的需要。