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超声弹性成像(Ultrasound Elastography)是一种以无创地检测人体病灶组织的弹性信息为成像对象的技术,该技术通过一定的方法对感兴趣的人体组织区域施加压力,激励其发生形变或产生振动,并用不同模态的成像系统检测受压组织的变形或振动等信息,从中提取组织的杨氏模量(Young’s modulus)或剪切模量(shear modulus)并对此成像。在众多弹性成像技术中,剪切波频散超声振动成像(Shearwave Dispersion Ultrasound Vibrometry,SDUV)是一种基于声辐射力(Acoustic Radiation Force,ARF)的定量弹性成像技术,它利用声辐射力激励组织的感兴趣区域,引起局部区域内部产生剪切波,采用超声脉冲-回波技术测量不同频率下的剪切波相速度,从而获得组织的弹性(elasticity)和黏性(viscosity)。生物组织学的研究表明,几乎所有的生物都是黏弹性体,因此SDUV技术对生物组织力学特性的表征更符合组织的黏弹性本质特性。然而,关于SDUV技术研究还存在一些关键的问题尚未得到解决,主要包括以下几点:(1)SDUV技术的黏弹性测量准确性尚无得到验证。(2)组织的黏性测量对组织的弹性检测是否有影响?(3)SDUV技术对于肝纤维化分级的有效性如何?(4)哪种黏弹性模型适合描述肝纤维化组织的力学特性?本文针对上述问题进行了相关的研究。首先,通过增加蓖麻油或猪油的含量改变仿体的黏弹性;其次,联合使用SDUV和声辐射力脉冲成像(Acoustic Radiation Force Impulse,ARFI)两种技术对蓖麻油仿体的黏弹性进行研究。研究表明,黏性作为反映组织力学特性的一个参数,在进行弹性测量时是不能忽略的;再次,对SDUV和动态力学分析(Dynamic Mechanical Analysis,DMA)方法测量的仿体黏弹性值进行分析。结果表明,SDUV弹性测量值与DMA的弹性测量值是一致的,但SDUV黏性的准确性依赖于剪切波测量频率范围;然后,通过比较大鼠肝纤维化各分期的SDUV和DMA两种方法的黏弹性测量值,结果证实SDUV的黏弹性可以有效区分大鼠肝纤维化的不同病理分期;最后,采用三种力学模型对大鼠肝纤维化进行建模。结果表明,Zener模型最适合描述大鼠肝纤维化各分期的力学特性,但其黏弹性分级效果和Voigt模型的黏弹性分级效果是一致的。本文的主要贡献在于:研制了不同黏性和弹性的仿体;揭示了黏性在组织弹性测量中的重要性;证实了SDUV弹性测量的准确性,而其黏性的准确性依赖于剪切波测量频率范围;证实了SDUV对大鼠肝纤维化分级的有效性以及揭示了Zener模型最适合描述大鼠肝纤维化的力学特性。