心血管疾病已成为人类死亡病因的“头号杀手”,亟需发展新型早期诊断方法。研究表明,血流剪切应力和血管壁周向应力在动脉粥样硬化和内膜增生易发区域存在相位差,该相位差称之为应力相位角。应力相位角不仅影响血管功能调控,而且还可以作为心血管疾病早期诊断的有力判据。鉴于目前针对应力相位角定量测量的方法未见报道,本文提出了一种非侵入、高分辨率、成像方法,用于同步精确地获得血管壁周向应力和血流动力学参数(流场速度、剪切应力等参数),随心动周期变化的波形图,测量应力相位角。本论文利用该方法开展了体外管流(聚乙烯醇水凝胶(PVA-C)血管仿体和硅胶管仿体)和活体动物实验来研究血管壁弹性改变时应力相位角的演变规律,为心血管疾病早期诊断提供新的手段。本论文理论和实验研究的结果和创新性工作主要有以下几个方面：1)研究应力相位角计算方法,及血管形态、血管壁弹性等参数对应力相位角的影响；2)研究高分辨率超声成像方法同步精确获得血管壁周向应力和血流剪切应力随心动周期变化的波形图,测量应力相位角；3)研究血液仿体和血管仿体的制备和表征,搭建与人体血液循环系统具有相同周期脉动特性的流体循环系统。4)利用高频超声成像系统进行体外管流和活体动物实验,研究血管壁弹性改变时应力相位角的演变规律。本论文的实验表结果表明随着血管仿体弹性模量的增加,应力相位角负值增大,直径变化率越小以及剪切应力越大,符合动脉硬化的相关理论,明确了应力相位角在血管病变的检测和定位中的作用。