大脑Willis环(大脑动脉环)是建立大脑侧支循环的重要结构。Willis环中的前交通动脉(AcoA)与后交通动脉(PcoA)将大脑供血系统即左右两侧的颈内动脉系统与基底动脉系统有机地结合起来。许多脑血管疾病的发生与发展都与Willis环血流动力学有密切的关系。本文对willis环进行合理简化与假设,建立了Willis环的流固耦合有限元仿真模型,主要研究颈内动脉狭窄和高血压两个因素对Willis环的血流动力学和血管受力的影响,进而对Willis环中的侧支循环开放程度以及前后交通动脉瘤的发生几率进行分析,为医学研究脑侧支循环开放的影响因素提供一定的力学依据,也为临床诊断和治疗脑血管疾病提供一定的参考。本文的主要工作是：1、利用核磁共振图像得到Willis环中各血管的中心轴线模型,并根据文献中完整Willis环的血管半径与厚度数据进行正常情况Willis环几何模型的三维重建。2、对正常情况下的Willis环三维几何模型进行修改,在左侧颈内动脉(L-ICA)处人为设置轴对称的狭窄模型,从而建立不同颈内动脉狭窄率情况下Willis环的三维几何模型。3、利用ANSYS软件建立不同情况下的Willis环的三维有限元仿真模型,并对血管部分和血流部分分别进行网格划分。材料模型的选取为血液视为不可压缩牛顿粘性流体,血管视为弹性体。4、在ANSYS软件中对不同情况下的Willis环三维有限元仿真模型进行流固耦合有限元计算,研究颈内动脉狭窄程度和高血压两个因素对Willis环中血流动力学以及血管受力的影响。由模拟结果得到以下结论：1、单侧颈内动脉狭窄情况下,对Willis环的血流动力学以及前后交通动脉血管应力进行分析得到：(一)单侧颈内动脉狭窄时,Willis环中的前交通动脉与狭窄侧后交通动脉侧支代偿都具有非常重要的作用。(二)当颈内动脉狭窄率为50%时,Willis环侧支开放；狭窄率为70%时,开放的侧支中血液流动发生明显变化,血液流速和流量都急剧增大；狭窄率为75%时,狭窄侧大脑前动脉A1段血流反向。(三)颈内动脉狭窄导致前后交通动脉瘤的发生几率增大,且前后交通动脉瘤都发生在血管应力较大的部位,其发生与血流动力学变化有着密切的关系。2、对不同血压情况下Willis环的模型进行有限元分析得到：(一)血压升高导致由单侧颈内动脉狭窄引起的Willis环中血流动力学的不平衡加剧,对前交通动脉和狭窄侧后交通动脉侧支循环开放起到了促进作用,且颈内动脉狭窄率越大,促进作用越大。(二)高血压导致前交通动脉瘤和后交通动脉瘤的发生几率增大,且前后交通动脉瘤都发生在血管应力较大的部位。