本论文研究了人体动脉内出血以及骨疲劳的超声检测，分为两个部分：(1)由于超声多普勒技术在引导HIFU止血手术上的潜在价值，针对人体股动脉出血的特点，提出了描述动脉血管内出血的多维度复合模型，以探索多普勒技术检测内出血的新指标。模型由一个描述破裂血管的二维流体力学模型和一个描述下游血管系统响应的一维电路模型组成。计算机仿真及初步的活体实验结果证明了理论模型的正确有效，并表明内出血时的血流速度波形会产生大幅度单波峰或收缩速度峰的相位延迟，该结果有可能作为自动快速检测血管破裂的量化参数。(2)针对运动骨疲劳的力学参数变化，探索了不同疲劳阶段的相应检测方案。对疲劳后期线弹性模量明显下降的阶段，依据骨头杨氏模量与Lamb波色散曲线的关系，提出最优化算法计算弹性模量，反映疲劳的变化。又通过对导波信号的理论计算，探索了模式能量和频移作为间接反映骨疲劳程度的指标的价值。对疲劳的早期，作者建立了有限差分模型模拟导波信号在疲劳骨骼中的传播，并应用PM模型描述疲劳骨骼中微裂纹造成的非经典非线性现象。最后运用TimeReversal技术，探讨了非线性导波对骨疲劳的损伤位置在各个方向上的定位，以及对疲劳程度的评价能力。