腔-肺吻合术是治疗功能性单心室等复杂先天性心脏畸形的姑息性手术方式。例如双向Glenn术、Hemi-Fontan术、外管道Fontan术、内隧道Fontan术等。随着手术技术和监护水平的不断提高，腔-肺吻合术后早期死亡率已明显下降，但是患者的远期生存率仍然不是十分理想。在影响远期生存率和术后生活质量的众多因素中，手术建立的腔-肺吻合结构的能量效率是一个非常重要且可以通过合理的手术方案设计进行人为干预的因素。如何在术前针对患儿的具体情况制定最佳的腔-肺吻合方案是一个亟待解决的问题，寻找一种定量的并且可以虚拟现实的方法成为解决这一问题的关键所在。计算流体力学(CFD)是采用离散化的数值方法及电子计算机对流体进行数值模拟和分析的学科。随着CFD软件的发展和影像学技术的进步，使用CFD方法对血管腔内的血液流动进行数值模拟和分析成为可能。 本研究利用软件Mimics()对腔-肺吻合术后病人的核磁共振或计算机断层扫描资料进行图像处理和三维重建，从而获取血管连接区域的三维构型。利用软件ANSYS-ICEM()对重建结构进行网格划分。在软件ANSYS-CFX()中，建立CFD模型，并以血流量和压力等临床测量数据作为出、入口边界条件进行血液流场的数值模拟计算。通过软件Techplot()对计算结果进行后处理，并且利用控制体积能量消耗的计算公式对血管连接区域内的能量消耗水平进行评估。本研究对双侧、双向Glenn术、保留肺动脉干前向血流的双向Glenn术、各种改良Fontan术等结构内的血流进行了数值模拟，分析了血管吻合区域解剖特征、运动状态等因素对流动特征和能量消耗的影响。此外，我们还基于双侧、双向Glenn结构进行了虚拟Fontan手术设计，并对不同的设计方案进行数值模拟和比较。研究证明：利用CFD方法对腔-肺吻合结构中的血流进行模拟，计算结果可以直观反映流场的流动特征，并且可以分析各种因素对于血流动力学表现的影响，为临床评价腔-肺吻合术式的优劣提供了方法。此外，通过虚拟手术和数值模拟，可以在术前对患者进行个体化的手术方案设计和评价，为提高手术质量，改善手术效果提供了一种客观、有效的工具。