7.3.1　三维模型重建

三维逆向重建是基于影像数据，利用二维投影实现对实体三维信息的重建，主要包括数据获取、点云处理、特征识别与分析、几何修复等步骤。对于临床影像学资料，采用美国Materialise公司开发的软件Mimics（Materialise’s interactive medical image control system）进行重建，该软件是一种通用的灰度值图像分割可视化工具，可以对CT图像和MRI图像自动识别冠状面和矢状面，通过阈值分割、区域增长等操作实现快速分割、3D渲染以及有限元分析等过程，该软件目前已经广泛用于临床解剖学实践中，包括心血管系统建模仿真、骨组织重建等。

（1）模型构建

如果利用316 L金属支架进行实验，在临床常规高分辨率CT机下会出现严重的金属伪影，给几何重建产生严重的干扰，支架结构单元尺寸很小，而常规CT的层切厚度一般为0.625 mm，采用CT获取影像还会使得模型出现严重的几何信息丢失，同时支架在植入一段时间后其几何形态已经发生了明显的变化，尤其是支架与血液的耦合面不再是连续完整的面，CT很难获取该耦合面，考虑到上述因素，因此采用OCT获取目标血管内轮廓，再利用Solidworks软件对轮廓进行参数化处理，最终获取支架植入段血管较为真实的几何模型。对8只植入支架血管段进行OCT扫描，对每个样本图像进行处理，选取了其中几何特征较为显著的40余张截面，首先将每张图像的血管管腔轮廓线提取出来，在Solidworks里将各个轮廓线沿中心点对齐并做空间阵列，随后通过放样操作完成几何模型重建，重建过程和几何模型如图7-3（e）所示。

（2）模型设置(https://www.daowen.com)

对模型的网格划分、边界条件和计算设置如第7.2节所述，血管内部选择四面体非结构网格，近壁面边界层选择棱柱形网格，计算类型选择瞬态计算，入口边界条件设置为8只兔子颈动脉超声获取的血液流速数据，由于计算模型较为简单，稳态条件计算的收敛性较好，因此设置迭代次数为30次，减少计算时间。将支架植入位置（近心端、中心端、远心端）作为等级自变量，且由近到远等级升高，对血管前、中、后段区域血流动力学参数进行相关性分析，以探究支架植入的不同位置对血管内血流动力学参数分布的影响。图7-9给出支架植入的位置和每个血管段前端、中端和后端区域。

图7-9　支架不同植入位置和血管段的不同区域。（a）近心端模型。（b）中心端模型。（c）远心端模型。（d）每个血管段的前段、中段和后段区域。［引自：He S, et al. Effects of different positions of intravascular stent implantation in stenosed vessels on in-stent restenosis: An experimental and numerical simulation study［J］. J Biomech, 2020, 113: 110089.］
Figure 7-9　The different positions of the stent implantation and blood vessel segment.（a）Proximal model.（b）Middle model.（c）Distal model.（d）The near-end, middle-end and far-end regions for each blood vessel segment.［Adapted from: He S, et al. Effects of different positions of intravascular stent implantation in stenosed vessels on in-stent restenosis: An experimental and numerical simulation study［J］. J Biomech, 2020, 113: 110089.］