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非酒精性脂肪肝(Nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD)患者无过量饮酒史,病变以肝实质细胞脂肪变性和脂肪储积为特征,目前中国沿海发达地区的成人患病率达到15%。NAFLD包括单纯性脂肪肝(Simple steatosis,SS)和非酒精性脂肪性肝炎(Nonalcoholic steatohepatitis,NASH)。其中NASH是NAFLD病程进展的关键环节,如NASH不能得到有效控制最终可发展成为更严重的肝硬化或肝癌。因此,在临床上区分NASH与SS以及评估含有NAFLD的肝纤维化(Fibrosis)具有重要意义。最近研究成果表明,肝脏的脂肪变性程度与心血管疾病、糖尿病以及肝切除手术密相关。因此,在临床上对肝脏脂肪变性的评估也是一个重要议题。组织活检是诊断和评估NAFLD的“金标准”。然而,它是一种有创的技术会产生相应的并发症,并且高度依赖于操作者的个人主观经验以及受限于组织活检样品尺寸等。因此,急需一种简单、可靠的NAFLD诊断方法。近年来,超声弹性成像技术发展迅速,该方法能够检测和反映软组织力学属性的信息,具有无创、快速、可重复检测等优点。临床上广泛应用的Acuson S2000系统采用的是声辐射力脉冲(Acoustic radiation force impulse,ARFI)成像技术,该技术的基本原理是利用声辐射力聚焦于组织内部使其产生振动,同时测量在组织中传播的剪切波速度,即弹性值,从而用于评估组织的病变程度。ARFI是基于线弹性模型的技术,只考虑弹性而没考虑粘性。生物组织学研究表明肝脏组织一种是粘弹性体,而粘性信息对组织病理的诊断意义仍没有得到有效的验证。根据现阶段的研究现状,提出了本文的研究目的:(1)建立一套粘弹性信息测量平台能够应用到软组织的实时测量;(2)实验验证系统的准确性;(3)研究弹性值和粘性值对非酒精性脂肪肝的诊断效果;(4)研究不同粘弹性模型对非酒精性脂肪肝病理模型的表征能力(5)探讨线弹性模型与线粘弹性模型在评估非酒精性脂肪肝中的差异性。本文针对上述问题进行了相关的研究。首先,对Verasonics系统进行编程设计实现了基于线粘弹性模型的剪切波弹性成像(Shear wave elastography,SWE)技术,使得该系统能够实现高压声辐射力发射,高帧率平面波检测以及粘弹性值实时显示等功能,同时并采用粘弹性仿体实验验证系统测量结果的准确性。其次,建立了大鼠非酒精性脂肪肝模型,并同时进行了SWE实验和动态力学分析(Dynamics mechanical anylysis,DMA)实验,从流变力学的角度验证SWE技术在评估大鼠非酒精性脂肪肝模型的有效性。再次,将DMA技术和SWE技术测量得到的剪切波速度进行模型拟合用于评估不同粘弹性模型的表征能力。最后,将ARFI实验结果与SWE实验结果对比,探讨线弹性与线粘弹性模型在非酒精性脂肪肝应用中的差异性。本研究最终成果:建立了一套有效的基于SWE技术的粘弹性信息测量平台,可成功用于大鼠非酒精性脂肪肝的研究。确认弹性值和粘性值均可以用于区分大鼠肝脏的SS组和NASH组,以及纤维化不同阶段,指出粘性的效果要优于弹性,同时提出在评估纤维化时要考虑脂肪变性对其结果的影响。不同模型对比显示Voigt模型更适合描述大鼠NAFLD的力学属性。最后提出将线粘弹性模型的粘性值作为非酒精性脂肪肝的诊断的最优参数。