动脉硬化一般起病隐匿,进展缓慢,严重时会导致心血管疾病的发生如心脏病、中风、脑血栓等,心血管疾病现已成为全世界人口死亡的主要原因,因此早期诊断动脉弹性对预防与治疗心血管疾病有着重要意义。动脉脉搏波起始于左心室,作为压力波在动脉树中传播,同时引起管壁的收缩膨胀。临床认为脉搏波速度是反映动脉弹性一个重要指标,是临床评价动脉弹性的金标准。血管在不同位置硬度是不同的,脉搏波速度也不一样,因此需要测量局部血管的脉搏波速度,这样才能更准确的反映血管的力学特性,从而为临床诊断提供可靠的依据。本文的主要目的是利用局部血管处的脉搏波速度定量评估管壁甚至斑块的硬度,为此需要寻找一种能够无创、准确测量局部脉搏波速度的技术。现有的超声脉搏波速度测量技术,如血管回声跟踪技术的可重复性和准确性都较差,而UltraFast极速脉搏波速度测量技术应用范围狭窄。脉搏波成像是目前测量脉搏波速度的新技术,能够捕捉到任意血管位置的脉搏波传播,提供丰富的血管弹性信息,尚未进入临床应用。本文重点探究了超声脉搏波成像这一方法在定量评估血管硬度的临床可行性。本文提出了一种新的成像方法—分段式脉搏波成像,对颈动脉管壁、斑块进行硬度测量,1)首先利用有限元仿真软件COMSOL仿真血管—管壁的流固耦合作用,捕捉管壁上的脉搏波,对脉搏波速度与血管硬度的关系进行了研究,证实了利用脉搏波速度可以定量评估血管硬度;2)对分段式脉搏波成像中的散斑追踪算法进行了研究,选出了一种相对优秀的血管壁位移追踪的算法;利用生物力学测试仪对血管仿体的硬度进行测量,作为金标准,验证了超声脉搏波成像所得的血管管壁硬度的准确性;通过不同的数据处理方式,评估了血管硬度测量时所需的超声系统成像参数;3)目前的超声脉搏波成像技术最主要的做法是通过减少线密度提高帧率,线密度是影响分段式脉搏波成像的一个关键因素,针对此缺陷提出将平面波成像技术应用于分段式脉搏波成像,通过血管仿体实验证实了可行性;4)与深圳市第二人民医院超声科合作,采集了正常人颈动脉与动脉粥样硬化患者相关的临床实验数据,利用分段式脉搏波成像对其硬度进行了计算;对比正常人颈动脉与动脉粥样硬化患者结果,不仅能够明显的区分管壁、斑块的软硬程度,还能区分斑块、管壁的交界位置,与传统血管超声弹性方法相比,灵敏度更高。