动脉粥样硬化斑块破裂及继发血栓形成是急性冠状动脉综合症和脑卒中等血管疾病发生的主要原因,本文根据斑块结构和病例数据探讨斑块破坏的生物力学机理,建立了一套基于医学影像数据和应力分析的动脉粥样硬化斑块破裂的早期识别和诊断方案。论文工作建立了反映动脉粥样硬化斑块微结构的理想生物力学模型,考虑了斑块外心肌组织与内腔边界约束、血压循环荷载等生理条件对斑块应力状态和破裂风险的影响,分析了钙化、炎症等非均质因素对易损斑块的作用。为引入临床病例的个体化和统计特性,对17位病人的磁共振成像(MRI)数据进行了分析,探讨了斑块应力状态对血管外壁轮廓的敏感度,并指出其相关特性；结合光学相干断层(OCT)和血管内超声(IVUS)技术对来自30位病人的53组冠状动脉斑块破裂的生物力学特性进行了研究,指出了斑块微结构与应力状态之间的统计关联特性,结合易损斑块经验判定准则(TCFA)进行了讨论。本文基于对斑块理想模型的探讨以及临床病例影像数据的分析,开发了包括图像配准分割、结构建模、应力计算、统计分析在内的可量化、程序化的斑块受损分析与风险评估方法。基于不断增长的海量医疗影响数据,本文的机理分析方法与结论有望在临床上用于对易损斑块的早期诊断与风险评估。