心脑血管疾病是人类生命的头号杀手,死于心脑血管疾病的人群日渐增加,已经成为我国严重的公共卫生问题。动脉硬度已经被作为预测心脑血管疾病的重要的独立预测指标,因此,准确的检测动脉血管的硬度可以帮助心脑血管病人早发现、早治疗,降低发病率和死亡率。超声剪切波弹性成像技术是一种定量的无创性检测血管壁力学特性的技术,能获取随血管压力变化引起的血管力学特性的变化。近年来,大多数血管超声弹性成像的研究都是在血管的纵向方向上,利用超声弹性成像估算血管横切方向的硬度很少被研究。考虑到血管是一种各向异性的组织,估算血管的横切方向的血管硬度也是必不可少的。本课题主要研究利用超声剪切波弹性成像技术估算血管纵向和横切方向的血管弹性,并利用力学测试精确的对比两种兰姆波传播方向估计剪切弹性的准确性。本研究基于Verasonics Vantage256超声可编程开放系统,控制线阵探头聚焦产生声辐射力作用在血管壁上引起组织的局部振动,然后发射高帧率平面波获取兰姆波传播。通过旋转探头获取血管纵向和横切方向的兰姆波传播数据,分别计算出兰姆波群速度、兰姆波频散曲线、利用群速度估算出的剪切弹性模量、利用频散相速度结合漏兰姆波简化公式拟合出的剪切弹性模量。实验中,我们利用PVA材料制作了三种冻融(F/T)循环的血管仿体,分别对仿体加压60mmHg、80mmHg、100mmHg,用来模拟真实血压环境,并分别对血管的纵向和横切方向进行超声弹性成像测量估计血管弹性,并通过循环拉伸力学测试加以验证。随着冻融循环的次数增加,血管仿体的硬度变大。我们首先比较从不同硬度血管的纵向和横切方向估算的剪切弹性值及力学测试结果,然后比较两种兰姆波传播方向估算的剪切弹性与力学测试在不同腔内压下的血管仿体的结果。结果发现群速度估计的剪切弹性模量与力学测试估计的剪切弹性模量具有显著性差异(P<0.05),而利用纵向相速度拟合出的剪切弹性模量最接近力学测试的结果,其中腔内压为60mmHg的3F/T、4 F/T、5F/T的血管纵向后壁相速度估算出的剪切模量分别为57.12±6.5kPa、114.4±7.3kPa、127.21±10.3kPa,对应的力学测试获得的剪切弹性模量分别为79.5±1.9kPa、121.57±2.5 kPa、141.55±2.2 kPa,除了3F/T的血管具有显著性差异外,其他两个循环的仿体与力学测试均无显著性差异。此外,研究还发现横切方向的兰姆波传播和利用兰姆波相速度拟合出的剪切弹性与兰姆波在血管中的传播路径相关。基于横切方向内边界相速度估计出的剪切模量分别为106.84±5、130.4±18、154.73±20,除了3F/T的血管仿体外,其他两种硬度的仿体与力学测试的结果无显著性差异。本研究以PVA血管仿体作为研究对象,以循环拉伸力学测试作为参照,分析比较了血管纵向和横切方向、群速度和相速度、血压、传播路径等因素对基于超声弹性成像的血管弹性估计的影响,研究结果对超声弹性成像应用于临床血管硬度检测具有参考价值。