晶状体是眼球屈光系统的重要组成部分,也是唯一具有调节能力的屈光介质,其生物力学性质改变与老花眼、白内障等诸多眼科疾病密切相关。相应疾病的诊断、治疗依赖晶状体生物力学性质的检测,但目前临床上尚无晶状体在体弹性测量的方法。这一关键问题已经成为理解晶状体生物力学性质,开展老花眼、白内障等一系列疾病诊断、治疗的最大障碍之一。因此,本文对声辐射力光学相干弹性成像（Acoustic radiation force optical coherence elastography,ARF-OCE）系统进行了深度研究,并详细谈论了其对于晶状体杨氏模量检测方面的可行性。ARF-OCE采用声辐射力激励晶状体局部组织产生振动;利用光学相干层析成像（Optical coherence tomography,OCT）技术探测与振动相关的剪切波的传播过程;通过剪切波速和杨氏模量之间的确定关系定量分析晶状体的生物力学性质。系统搭建过程中,首先基于OCT基础理论和成像过程,通过光学仿真和成像参数计算确定了OCT系统的主要器件参数。随后利用激光器、高速数据采集卡、扫描振镜等器件搭建了基于1300 nm扫频激光光源的OCT系统。最后对系统参数进行了表征,其轴向分辨率、横向分辨率、最大成像深度以及信噪比分别为7.45μm、26.7μm、11 mm和98.7 d B。为了实现超声激励、OCT扫描和采集的同步时序,本文利用MFC和C++程序编写了相应的系统成像时序逻辑以及成像显示界面,并采用多普勒方差算法精确检测剪切波的传播过程。完成ARF-OCE硬件搭建及软件调试工作后,本文首先利用琼脂模型对系统进行了验证。实验通过多普勒方差算法重建了琼脂的延时OCT-B扫描图像和延时多普勒OCT图像,获得了琼脂模型的结构图和波速传播图,通过群速度方法计算得到了琼脂模型的剪切波速为3.06 m/s,量化得到琼脂模型的杨氏模量为28.07 k Pa。该结果与通过拉伸实验获得的结果是一致的,说明了系统弹性测量的可行性和准确性。随后,利用同样的方法对离体兔眼角膜进行了检测,计算得到的杨氏模量为39.69 k Pa。该结果与已发表论文中的数据吻合[67],验证了系统眼组织弹性检测的可靠性。最后,利用活体兔眼样本实现了晶状体的在体测量,获得了眼压在30mm Hg、35 mm Hg、40 mm Hg、45 mm Hg和50 mm Hg情况下的杨氏模量,相应数值分别为:24.93 k Pa、27.08 k Pa、31.11 k Pa、35.71 k Pa和39.36 k Pa。结果表明,晶状体的硬度随着眼内压的增加线性增大,这与现有眼科疾病的病理研究结果是相符合的。本文阐述了基于声辐射力光学相干弹性成像系统对在体晶状体杨氏模量的量化。现有结果表明,ARF-OCE技术可能是一种非常有效的晶状体在体杨氏模量检测方法,并可能为晶状体疾病临床研究提供科学依据。