在医学诊断中,颈动脉粥样硬化与心血管及脑血管疾病都具有较高的临床相关性,且能够早期预测急性心脑血管事件的发生。研究表明,颈总动脉血管壁内膜、中膜和外膜三层膜的结构及其在脉动周期内的动态变化特征有望成为动脉粥样硬化更准确的预测指标之一。当前临床上主要采用传统超声聚焦成像检测颈总动脉血管壁三层膜结构的厚度及其相应的动态参数。但该方法使用逐线扫描的方式成像,帧频较低且其有限的焦点数量使得血管壁在焦点以外的成像区域出现模糊和缺失,降低了检测精度和可靠性,同时影响医师基于B超图像对动脉粥样硬化诊断的准确性。超声平面波成像可通过一次全阵元发射和接收的过程就可以得到整个成像区域的回波信号,极大的提高了成像的帧频。而超声相干平面波复合成像是对同一成像区域发射不同角度的平面波,将接收的回波信号进行调整后叠加(复合)以获得最终的B超图像。在叠加(复合)过程中,成像区域能形成类似于聚焦效果的焦点分布,因此该成像法能在快速成像的同时得到高质量的B超图像,对于检测颈动脉血管壁三层膜结构在脉动周期内产生的微小位移有极大的优势。为此本文提出将超声相干平面波复合成像应用于颈总动脉血管壁三层膜结构的检测,从而提高三层膜结构检测的性能。为了能够定量评价与比较超声聚焦成像和相干平面波复合成像的性能,建立颈总动脉血管壁三层膜结构的三维散射点计算机仿真模型,使用Field II超声仿真平台分别模拟产生基于超声聚焦成像和超声相干平面波复合成像的射频回波信号,经过解调、包络提取和坐标变换等处理后得到相应的仿真B超图像。最后再利用简单阈值法对B超图像中的外膜、中膜及内膜分别进行分割并分别计算其厚度,比较结果。临床实验中使用SonixTouch超声系统对10名健康受试者的颈动脉血管分别使用超声聚焦成像和相干平面波复合成像进行检测。提取相应的B超图像利用简单阈值法对受试者颈总动脉血管壁的外膜、中膜及内膜分别进行分割并分别计算其厚度,并统计结果。30例仿真实验结果表明,使用5 MHz和10 MHz中心频率,两种方法分别成像时,三层膜结构的分割精度没有明显差异;但超声相干平面波复合成像时分割成功率相比超声聚焦成像分别提高11%和12%。两种成像方法的在体实验结果与仿真实验结果一致。证明了超声相干平面波复合成像具有较好的鲁棒性,能够更好地反映颈总动脉管壁三层膜结构。该结果将有助于准确提取脉动周期内颈总动脉管壁三层膜结构轴向和径向的微小位移,对能更好的理解心脑血管系统的生理病理学特性有重要意义。