表征脑组织的力学性质对于脑损伤的防护、脑部疾病发生和进展的监测以及临床上通过虚拟手术对医生的训练都具有重要意义。考虑到离体时间、保存温度、加载类型和加载频率以及脑组织本身的复杂性等因素的影响,脑组织力学性质表征至今仍是颇具挑战性的问题。鉴于超声剪切波弹性成像能够通过测量组织中剪切波波速反演组织弹性模量,本文提出了一种基于剪切波弹性成像的脑组织在体和离体的弹性性质表征方法;并系统探究了生物死亡后脑组织离体时间和温度对其弹性模量的影响。首先,假设脑组织为多孔弹性体,血液和脑脊液造成的脑灌注压将导致脑组织存在一定水平的预应力。本文基于有限变形多孔弹性理论分析,给出了剪切波在有预应力的脑组织中传播的波速公式,建立了剪切波速度和脑灌注压间的定量关系。其次,本文建立了能同时测量脑组织在体和离体力学性质的超声弹性成像方法。采用该方法测量了兔脑组织在体和离体状态下的弹性模量。研究结果表明,兔脑组织在体状态弹性模量(4.756?0.394 k Pa)比离体状态(3.227?0.483 k Pa)高约47%。采用多孔弹性理论分析的结果,本文解释了脑组织在体、离体弹性性质产生差异的根本原因:即离体后随着血液和脑脊液的流失,脑灌注压被释放,因而所测得的剪切波速小于在体波速。同时,基于所推导的波速公式,可以根据测量得到的剪切波速反演出脑组织内灌注压的大小。最后,基于所建立的脑组织超声弹性成像方法,并以兔脑和猪脑为实验对象,本文系统探究了温度和离体时间对脑组织弹性性质的影响。实验结果表明,脑组织离体后在等体温生理盐水中1小时内弹性模量基本保持不变。在室温(约23℃)到体温(约38℃)范围内,兔脑和猪脑的弹性模量都随着温度升高近似线性降低,其弹性模量的温度依赖系数分别为-0.192?0.014 k Pa/℃(兔脑)和-0.041?0.006k Pa/℃(猪脑)。在室温至53℃的范围内,脑组织在体温附近弹性模量最低。