我国的肝癌防治面临着严峻的挑战,肝癌患者人数和死亡病例占全球的一半以上。肝癌的诊断主要包括影像学诊断、肝穿刺活检和血清学分子标记物检测。其中,超声成像由于具有操作简便、快速直观、无创便携、费用低廉等特点,是临床上最常用的肝脏影像学检查方法。肝癌的发生和发展与其剪切模量的变化密切相关。因此,对剪切模量的分析有望为肝癌早期诊断提供重要的依据。超声弹性成像作为获取组织剪切模量分布的重要方式之一,具有实时、无创、定量等特点,在临床上常用于弥漫性肝病检测。但在肝癌发生的早期,其在形态学上仍缺乏表现,现有的超声弹性成像方法在检测的特异性和灵敏性等方面仍存在明显不足。肝癌的发生发展是个复杂的过程,除了组织力学特性上的变化,肿瘤标志物也常作为肝癌早期诊断的重要指标。随着近年来纳米技术的飞速发展,具有独特光学、声学、电学以及磁学等特性的纳米材料常用于肿瘤标志物的特异识别,能有效提高各种影像技术对癌症诊断的灵敏度和准确度,为肝癌的精准诊断提供了重要的参考依据。然而,将纳米技术与超声弹性成像相结合,仍缺乏研究报道。针对以上这些问题,本论文开展了基于磁纳米粒子的超声-电磁耦合弹性成像的新方法研究。该方法是利用磁纳米粒子在脉冲磁场作用下产生磁致振动,并导致周围组织的剪切波传播,通过超声探测粒子振动及剪切波传播即可获得磁纳米粒子的分布及周围组织的弹性信息。相比传统的超声弹性成像方法,该方法具有以下优势:1.有望将磁纳米粒子的靶向识别与弹性成像相结合,从而实现肿瘤标志物与弹性信息的同时获取,进一步提高诊断的灵敏性和特异性;2.利用电磁场激励和声场探测的新方式,有望在成像机制上突破单物理场成像的限制,以获取高的空间分辨率和成像对比度;3.超声结构成像、纳米颗粒分布成像和弹性分布成像有望在同一个超声检测系统完成,时空坐标一致,不需要配准过程,有利于图像融合,进而实现多模态分析。基于此,本论文分别通过理论仿真、系统搭建和实验验证,开展基于磁纳米粒子的超声-电磁耦合弹性成像研究。在理论仿真方面,已通过COMSOL软件中的磁学和固体力学模块,分别仿真磁力的产生和磁性纳米粒子的振动过程,并研究了不同参数（包括磁场分布、磁性纳米粒子的分布、磁化率等）对检测信号的影响;同时,利用多普勒原理、麦克斯韦方程、超声波动理论方程、弹性理论等,获得仿体中磁性纳米粒子在脉冲电磁场激励下的剪切波传播过程。在系统搭建方面,已利用Verasonics成像系统初步实现对磁致振动超声成像检测平台的搭建,并且对线圈激励模块进行了优化和改进。在实验验证方面,已在仿体水平,实现对不同浓度、不同分布区域的磁性纳米粒子在脉冲磁场作用下的振动检测。通过和传统的声辐射力脉冲成像检测结果相比较,验证了本论文方法的准确性。除此之外,本方法还用于离体猪肝的二维弹性成像。综上,本论文已初步探讨了磁纳米粒子介导的超声-电磁耦合弹性成像方法的可行性和准确性,为肝癌的精准诊断提供了新的思路。