脑血管疾病是指由脑血管病变导致脑功能方面有障碍,它是严重威胁人类健康的三大疾病之一。2018年脑血管病占我国居民疾病死亡比例在城市人群中为20.52%。它的严重危害不仅在于其高发病率、高致死率和高致残率,高复发率也是重要原因之一。对疾病进行准确的诊断和治疗很重要,目前在医学影像方面检测方法有数字减影血管造影术(DSA)、磁共振血管成像和经颅多普勒超声成像等技术。以DSA为例,它虽然可能清晰显示血管情况,但价格昂贵,成像需要造影剂,其可能会导致一些严重的并发症,且无法检测出血流流速。而脑疾病检查如果可以提供一些血流动力学参数,将会对临床疾病病情更有帮助。超声具有安全、低成本和便携等优点,近年来超快超声成像序列进一步提高了灵敏度,且成像帧频也有了很大程度的提高,为超声血流成像开辟了新的途径。超声多普勒血流图像可提供血流动力学参数,有望为临床血管疾病诊断提供新的参考数据。基于超快成像架构的平面波超声成像技术与其他功能脑成像方式相比,具有更高的时空分辨率,可展现微小血管容量的瞬时变化。目前基于平面波的二维多普勒血流成像算法已有了很大的进展,在颈动脉、肝脏和脑血流等方面有了广泛的应用。但是仅靠二维图像无法获得成像领域的空间信息,所以本文提出了基于平面波的三维血流超声成像方法,希望两者相结合能够提供更多血管信息,为血管类疾病诊断提供一个有价值的影像学工具。本文首先进行了平面波微血流超声成像算法研究,对SVD滤波器进行了研究和改进,获得了较好的二维微血流图像。进一步我们将超快超声平面波成像技术与三维成像技术相结合,设计了旋转三维超声采集装置,使得我们可以通过将线阵探头获得的多组二维图像通过三维重建算法得到三维图像。在基于已开发的成像方法和系统上我们开展了灵长类动物脑成像研究。首先在实验动物的初级视皮层区域进行开颅手术安装记录窗,接着使用可编程超声平台、15MHz的线阵超声对灵长类动物的初级视皮层进行多普勒血流采集,获得了较好的三维血流图像,可以更加直观得观察到记录窗区域内血流分布状况,获取更多的大脑信息。由于脑功能和大脑血流量有密切关系,所以我们通过对清醒的灵长类动物进行视觉刺激来对血流动力学参数进行采集和分析,发现了初级视皮层的血流变化与刺激模式之间存在一定的协同关系。基于平面波的三维超声成像方法可在空间上较好显示微小血管的分布状况和多普勒血流变化等信息,有望为血管疾病检测提供一个便捷的影像学工具。