目前,心血管疾病已成为全球致死病因的首位,我国发病率也逐年提高。介入手术是治疗冠状动脉粥样硬化斑块形成或局部血栓导致动脉管腔狭窄的重要手段。其中血管内光学相干成像（intravascular optical coherence tomography,IVOCT）以空间分辨率高、灵敏度高,并且可以清楚的显示冠脉的内中外膜、纤维斑块、钙化斑块等特征,在介入冠脉成像中具有独到的优势。基于IVOCT三维冠脉重建是IVOCT发展方向,但目前重建IVOCT三维冠脉是直线型,缺乏空间形态信息,影响医生对冠脉病变诊断以及精准冠脉模型重建和血流动力学分析。此外,目前IVOCT仅能提供冠脉结构信息,缺乏血流动力学信息,如利用IVOCT提供的冠脉精准轮廓信息得到血流储备分数（fraction flow reserve,FFR）,则对介入手术起到重要作用。本文开展了基于IVOCT与DSA的三维融合重建及血液储备分数测量的研究。针对现有IVOCT三维重建缺乏空间形态信息的问题,提出了数字减影图像（Digital Subtraction Angiography,DSA）与IVOCT图像融合的冠脉三维重建方法,针对IVOCT缺乏提供血流动力学信息问题,提出了基于三维冠脉模型的流体力学解析与有限元仿真的FFR测量方法。主要开展了以下三个方面工作:1、提出了基于IVOCT与DSA融合的冠脉三维重建方法。通过多尺度滤波,自适应分割,形态学细化和Dijkstra的最短路径算法来精确提取DSA图像中的冠脉中心线。利用IVOCT和DSA图像的管腔形状之间相似性,采用互相关并匹配其狭窄位置以实现IVOCT和DSA图像配准。通过匹配DSA图像冠脉中心线的切线方向以及沿回撤路径分割的IVOCT的管腔坐标的位置,可以重建冠脉腔的3D空间模型。通过从8组冠脉数据中选择1121个不同位置评价IVOCT和DSA配准结果,IVOCT和DSA图像冠脉管腔半径之间的相关系数达到为0.94,Bland-Altman一致性分析达到97.7%,这些结果表明3D空间重建IVOCT模型和DSA图像具有较高的匹配度。2、开展了流体力学解析与有限元计算FFR测量方法研究。一方面,利用流体力学中沿程损失和局部损失相关理论推导了血流压差公式,进而得到舒张/收缩下FFR解析法计算公式;分析了弯曲和多个冠脉狭窄影响;对相关参数如狭窄率、狭窄病变长度、血流速度、弯曲角度等对压差与FFR影响进行了分析。另一方面,开展了基于有限元计算法FFR测量方法;分析了基于冠脉血流动力学的有限元层流模型;对有限元模型建立、网格划分、边界条件处理方法;构建了基于有限元法FFR测量方法体系和步骤。3、开展了基于三维冠脉模型的流体力学解析与有限元计算FFR测量仿真与实验研究。首先,开展了解析法与有限元法FFR测量仿真研究,对单个与多个狭窄病变下不同狭窄率、血流速度、狭窄长度下有限元法FFR进行仿真,并与解析法FFR进行比较;其次,开展了弯曲和多个冠脉狭窄的有限元法FFR进行仿真,并与解析法FFR进行比较;最后,开展了基于三维冠脉模型的流体力学解析与有限元法FFR实验研究,利用获取IVOCT与DSA临床数据,开展三维冠脉模型重建,进行流体力学解析与有限元法FFR测量实验,并与压力导丝测量的FFR进行了对比。