冠心病是冠状动脉性心脏病的简称，是一种最常见的心脏病，是指因冠状动脉狭窄、供血不足而引起的心肌机能障碍和（或）器质性病变，故又称缺血性心肌病。冠心病的发生与冠状动脉粥样硬化狭窄的程度和支数有密切关系，同时患有高血压、糖尿病等疾病，以及过度肥胖、不良生活习惯等是诱发该病的主要因素。冠心病是全球死亡率最高的疾病之一，根据世界卫生组织年的报告，中国的冠心病死亡人数已列世界第二位。
对冠状动脉的诊断主要的手段为冠状动脉造影以及血管内超声，它们被认为是冠状动脉诊断的“黄金标准”。但是，对于冠状动脉的狭窄程度，他们只具有影像学评价的价值，主观性比较强，却不能够精确地得到狭窄对于远端的血流的影响到底有多大。
年，Pijls等提出了一种通过测定压力来推断冠状动脉血流指标的新方法—血流储备分数(FFR)并根据其精确度、敏感度以及特异性得出血流储备分数可以很好的诊断心肌缺血的情况。FFR等于存在狭窄病变时血管所能获得的最大血流量(Qsmax)比上正常状态下时血管所能获得的最大血流量(Qnmax)；使用腺苷等药物使冠脉血管扩张状态下，微血管阻力系数(Rmyo)和存在狭窄病变时微血管的阻力系数(Rs)及正常状态下微血管的阻力系数(RN)变化可以忽略，因此，通过特殊的压力导丝精确地测定冠状动脉内某一段的血压(Pa,Pd)，即可推算出冠状动脉的血流量。
判断标准如下所示：
(1)FFR的正常值为1.0；
(2)0.8FFR1.0，表示患由狭窄引发的心肌缺血的可能性比较小；
(3)FFR0.75，表明冠状动脉的某些部分确实存在狭窄、阻塞的情况，心肌有明显的缺血表现
(4)0.75FFR0.8,这是血流储备分数诊断心肌缺血的盲区，如果发生这种情况不能马上对病人进行判断，需要结合其他手段对患者进行诊断；
经过大量实验验证，FFR在判断冠脉缺血程度，指导患者进行介入治疗以及对远期预后的判断方面具有极高的应用价值。然而，其临床应用远未普及，主要原因如下：
(1).FFR评定中的关键是最大充血状态的诱发。药物很难使冠脉血管在心肌和微循环存在病变时达到最大的充血状态,而且药物剂量不足、给药方法不当可能会影响结果的准确性。
(2).患者哮喘、慢性阻塞性肺病、心动过缓、房室传导阻滞及低血压等症状禁忌上述药物。
(3).增加了手术的时间和介入手术的整体费用。
最新研究尝试基于CTA图像采用流体力学方法模拟冠状动脉狭窄的血流动力学信息，然后根据所得血流动力学数据采用计算流体力学的方法模拟冠状动脉在静息以及药物负荷状态下的血流动力学指标，计算FFR（称为FFRCT），进而判断冠状动脉的缺血情况。该方法为冠状动脉狭窄引起的心肌缺血提供了一个新的检测手段。
计算流体力学（ComputationalFluidDynamics）是20世纪50年代以来，随着计算机的发展而产生的一个介于数学、流体力学和计算机之间的交叉学科，通过计算机数值模拟计算以及对数值结果后处理获得的图像显示，对含有热传导和流体运动等物理量的系统进行分析。计算流体动力学是在流体运动的基本方程（连续方程、N-S方程和能量方程）控制下对流体运动的数值模拟，通过有限元方法求解由温度、速度和压力等物理量组成的微分方程组，从而获得流体运动的各个物理量在整个时空域的分布情况。
在普通物理学中，质点力学就是把任意物体抽象为质点这样一个理论模型，在不失问题本质的情况下，较为简便地研究和讨论其运动规律。流体力学映入了类似的连续介质的理论模型，即把流体看作是由许多连续的质点微元构成。
流体的运动和其他物体运动一样遵守质量守恒、动量守恒和能量守恒等基本的物理定律，通过将这些物理定律改写为适用于流体运动的形式，从而可推导得出流体的连续方程和流体动力学方程（Navier-Stokes方程）。
连续方程说明了流体运动和其质量分布之间的关系，它是按照质量守恒定律建立起来的。连续方程的原理是流体微元在运动过程中构成的流点始终没有改变，因而其质量也守恒不变。假设流体块的体积为，所含质量为，其中为流体密度。于是，流体块在运动过程中因质量守恒可有：
展开后，得：
体膨胀速度为：，可得：
对于不可压缩流体，规定体积膨胀速度为零，即有：
根据牛顿第二定律或者动量守恒定律可推导建立流体的运动方程，即Navier-Stokes方程。
如上图所示，流体微元垂直于X轴的两个外表面上，作用有合应力PX和，则作用于该微元的表面力合力为：
单位面积上的表面力合力为：
把PX、PY、PZ沿三个坐标轴方向分解成正应力σ和切应力τ，可以得出应力张量：
根据牛顿第二定律可以推导计算出流体的运动方程为：
对于不可压缩流体来说，流体运动方程可整理为：
其中：ρ为密度，u为速度矢量，P为压力，T为应力张量，t为时间。这就是流体力学方程Navier-Stokes方程。
对于不可压缩流体，流体基本控制方程Navier-Stokes方程和连续方程已经构成了速度矢和应力的闭合方程组。但是，运动方程中的平流项是非线性的，而求解非线性偏微分方程的问题，目前在数学上还没有办法，于是人们想到了采用数值方法求解。随着计算机技术的飞跃发展，应用数值方法和数值理论研究流体力学已经形成了一门独立的学科，即计算流体力学（ComputationalFluidDynamics，CFD）。计算流体力学的内容包括流体力学数值方法和数值理论，它与理论流体力学、实验流体力学既有区别又相互补充。CFD可以看作是通过数值求解的方法对流体基本控制方程即连续方程和Navier-Stokes方程的求解，其基本思想可以归结为：把求解区域的速度场、压力场等连续的物理量的场用有限单元体上的场变量值来代替，从而将偏微分方程转化为有限单元体上的场变量之间关系的代数方程组，然后数值迭代计算求解。离散化的数值方法最常用的有有限差分法、有限体积法和有限元法等。有限差分方法的基本思想是将求解区域划分成矩形网格，然后用差商代替微商，从而将连续函数的微分方程离散化为网格节点值的差分方程。有限体积法和有限元法的基本思路是将求解区域划分为有限数量的单元体，离散化物理量定义在单元体的中心、节点或边界上。
娄巍
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