RESUMO
SUMMARY: The human hand can make precise movements utilizing several joints of various articular types. To understand hand movements more accurately, it is essential to view the actual movements of bones and muscles considering the X, Y, and Z axes in the joints. This study aimed to investigate the joint movements in a hand using movable surface models, including these axes. These movable surface models of the hand will improve medical students' understanding of hand movements around the joints. To achieve this aim, 70 surface models were adopted from a Visible Korean model. Using Maya software, 20 virtual joints with X, Y, and Z axes included nine distal and proximal interphalangeal joints, five metacarpophalangeal joints, five carpometacarpal joints, and one wrist joint were created. Bone surface models were elaborately polished to maintain their original shape during movement. Muscle surface models were also processed to display the deformation of the muscle shape during movement. The surface models of the hand joints were moved by virtual control of the joints. We saved 87 movable surface models of the hand, including bones, muscles, and joint axes in stereolithography format, and compiled a Portable Document Format (PDF) file. Using the PDF file, the joint movements in a hand could be observed considering the X, Y, and Z axes alongside the stereoscopic shapes of the bones and muscles. These movable surface models of the hand will improve medical students' understanding of hand movements around the joints.
RESUMEN: La mano humana puede realizar movimientos precisos utilizando varias articulaciones de diferentes tipos articulares. Para comprender los movimientos de las manos con mayor precisión, es esencial ver los movimientos reales de los huesos y los músculos considerando los ejes X, Y y Z de las articulaciones. Este estudio tuvo como objetivo investigar los movimientos articulares en una mano utilizando modelos de superficies móviles, incluidos estos ejes. Estos modelos de superficie móvil de la mano mejorarán la comprensión de los estudiantes de medicina de los movimientos de la mano alrededor de las articulaciones. Para lograr este objetivo, se adoptaron 70 modelos de superficie de un modelo coreano visible. Con el software Maya, se crearon 20 articulaciones virtuales con ejes X, Y y Z que incluyeron nueve articulaciones interfalángicas distales y proximales, cinco articulaciones metacarpofalángicas, cinco articulaciones carpometacarpianas y una articulación de muñeca. Los modelos de superficie ósea se pulieron minuciosamente para mantener su forma original durante el movimiento. También se procesaron modelos de superficie muscular para mostrar la deformación de la forma del músculo durante el movimiento. Los modelos de superficie de las articulaciones de las manos se movieron mediante el control virtual de las articulaciones. Guardamos 87 modelos de superficies móviles de la mano, incluidos huesos, músculos y ejes articulares en formato de estereolitografía, y compilamos un archivo en formato de documento portátil (PDF). Usando el archivo PDF, los movimientos de las articulaciones en una mano se pueden observar considerando los ejes X, Y y Z junto con las formas estereoscópicas de los huesos y músculos. Estos modelos de superficie móvil de la mano mejorarán la comprensión de los estudiantes de medicina sobre los movimientos de la mano alrededor de las articulaciones.
Assuntos
Articulação da Mão/anatomia & histologia , Articulação da Mão/fisiologia , Articulação da Mão/diagnóstico por imagemRESUMO
SUMMARY: The liver dimensional (3D) models, consists of eight segments including portal triad (portal vein, hepatic artery, and bile duct), are necessary because it is difficult to dissect a liver and its inner structures. But it is difficult to produce 3D models from high resolution and color sectioned-images. This study presents automatic and accurate methods for producing liver 3D models from the sectionedimages. Based on the sectioned-images and color-filled-images of the liver, a 3D model including both the portal triad and hepatic vein was made. Referring to the 3D model, 3D models of liver's eight segments including the segmental branches of the portal triad and hepatic vein were completed and saved as STL format. All STL files were combined and saved as Liver-3D in PDF format for the common user. By functional subdivision of liver, the Liver-3D was divided into left (segments II, III, and, IV) and right (segments V, VI, VII, and VIII) liver in bookmark window of the PDF file. In addition, in Liver-3D, the primary to tertiary segmental branches of the portal triad could be shown in different colors. Owing to the difficulty of 3D modeling of liver including eight segments and segmental branches of the portal triad and hepatic, we started this research to find automatic methods for producing 3D models. The methods for producing liver 3D models will assist in 2D selection and 3D modeling of other complicated structures.
RESUMEN: Los modelos hepáticos dimensionales (3D) consisten en ocho segmentos que incluyen la tríada portal (vena porta, arteria hepática y conducto biliar), y son necesarios ya que es difícil disecar un hígado y sus estructuras internas. Sin embargo, es difícil producir modelos 3D a partir de imágenes en alta resolución e imágenes seccionadas en color. Este estudio presenta métodos automáticos y precisos para producir modelos 3D de hígado a partir de las imágenes seccionadas. Sobre la base de las imágenes seccionadas y las imágenes del hígado llenas de color, se realizó un modelo 3D que incluía tanto la tríada portal como la vena hepática. En referencia al modelo 3D, se completaron modelos 3D de los ocho segmentos del hígado que incluían las ramas segmentarias de la tríada portal y la vena hepática y se guardaron como formato STL. Todos los archivos STL fueron combinados y guardados como Liver-3D en formato PDF para el usuario común. Por subdivisión funcional del hígado, el hígado-3D se dividió en hígado izquierdo (segmentos II, III y IV) y derecho (segmentos V, VI, VII y VIII) en la ventana de marcador del archivo PDF. Además, en Liver-3D, las ramas segmentarias primarias a terciarias de la tríada portal podrían mostrarse en diferentes colores. Debido a la dificultad del modelado 3D del hígado, incluidos ocho segmentos y ramas segmentarias de la tríada portal y hepática, comenzamos esta investigación para encontrar métodos automáticos para producir modelos 3D. Los métodos para producir modelos 3D de hígado ayudarán en la selección 2D y el modelado 3D de otras estructuras complicadas.
Assuntos
Humanos , Anatomia Transversal , Imageamento Tridimensional , Veias Hepáticas/diagnóstico por imagem , Fígado/diagnóstico por imagem , Projetos Ser Humano Visível , Veias Hepáticas/anatomia & histologia , Fígado/irrigação sanguínea , Modelos AnatômicosRESUMO
The sectional anatomy of a cat head is essential when interpreting CTs and MRIs of the region. In learning the sectional anatomy, sectioned images of a cat could be quite effective data. The main objective was to assist veterinary physicians who learn the sectional anatomy of a cat head by presenting high-quality sectioned images. A short-haired female cat was frozen and sectioned frontally using a cryomacrotome. Every sectioned surface in real body color was photographed with a digital camera. The frontal planes were stacked to produce dorsal and sagittal planes. High-quality sectioned images of a cat head allowed the identification of small, complicated structures. The notable structures were as follows: each bone of the cranium, structures of the brain, tympanic cavity (larger than human), oval window (larger than human), vestibular nerve, cochlear nerve, ear ossicles, six extraocular muscles, pupil (larger than human), retractor bulbi muscle (not found in human), optic nerve, olfactory bulb (considerably large), vomeronasal organ duct (not found in human), infraorbital gland (not found in human), masticatory muscles (larger than human), maxillary nerve (larger than human), and mandibular nerve. This pacesetting report describes the detailed head structures of a cat from the viewpoint of sectional anatomy. The sectioned images will be given to other interested researchers free of charge.
El conocimiento de la anatomía seccional de cabeza de gato es esencial para interpretar estudios por tomografía computada y resonancia magnética de la región. En el conocimiento de esta anatomía seccional, las imágenes seccionadas de un gato podrían aportar datos bastante efectivos. El objetivo principal consistió en ayudar a los médicos veterinarios para que aprendan la anatomía seccional de una cabeza de gato mediante la presentación de imágenes seccionadas de alta calidad. Una gata de pelo corto fue congelada y seccionada frontalmente usando un criomicrótomo. Cada sección, con el color real del cuerpo, fue fotografiada con una cámara digital. Los planos frontales se apilaron para producir planos dorsales y sagitales. Las imágenes seccionadas de alta calidad de una cabeza de gato permitieron la identificación de estructuras pequeñas y de dificil visualización. Las estructuras destacadas fueron las siguientes: cada hueso del cráneo, las estructuras del cerebro, la cavidad timpánica (más grande que en el humano), la ventana oval (más grande que en el humano), el nervio vestibular, el nervio coclear, los huesecillos del oído, seis músculos extraoculares, la pupila, el músculo retractor del ojo (no se encuentra en el ser humano), nervio óptico, bulbo olfatorio (considerablemente grande), conducto del órgano vomeronasal (no se encuentra en el ser humano), glándula infraorbitaria (no se encuentra en los humanos), músculos masticatorios (más grandes que en el humano), nervio maxilar (más grande que en el humano) y nervio mandibular. En este trabajo describimos detalladamente, desde el punto de vista de la anatomía seccional, las estructuras de la cabeza de un gato. Las imágenes seccionadas estarán a disponibles para otros investigadores en forma gratuita.
Assuntos
Animais , Feminino , Gatos/anatomia & histologia , Projetos Ser Humano Visível , Cabeça/diagnóstico por imagem , Anatomia TransversalRESUMO
The aim of this research was to help the general population learn basic anatomy by providing easy and intriguing comics and Visible Korean movies. Eight significant systems (skeletal, muscular, digestive, respiratory, urinary, genital, cardiovascular, and nervous systems) were explained by the anatomy learning comics. The learning comics were accompanied by humorous comic strips that introduce various episodes about anatomy. The individual systems were also elucidated by videos of surface models and sectioned images that were made from the cadavers. These videos also include annotations and commentaries aiding anatomy comprehension like the documentary films. For users to conveniently access the wanted contents, software with a simple menu was developed. This free software is operable directly on the homepage (anatomy.co.kr); otherwise, the software is downloadable from the same site to be run off-line. The combined use of multimedia contents will hopefully promote the general population's interest in and knowledge of anatomy.
El objetivo de esta investigación fue ayudar a la población en general en el aprendizaje de la anatomía básica, a través de cómics, fáciles de entender e intrigantes, y de películas coreanas. Ocho sistemas anatómicos (esquelético, muscular, digestivo, respiratorio, urinario, genital, cardiovascular y nervioso) fueron explicados por medio del aprendizaje de la anatomía con cómics. Los cómics fueron acompañados por cómics graciosos que introducen varios episodios sobre anatomía. Los sistemas también fueron explicados a través de videos de modelos de superficie e imágenes seccionadas realizadas a partir de los cadáveres. Estos videos también incluyen anotaciones y comentarios que ayudan a la comprensión de la anatomía. Para que los usuarios accedieran convenientemente al contenido deseado, se desarrolló un software con un menú sencillo. Este software libre puede ser manejado directamente en el sitio web anatomy.co.kr; de lo contrario, el software se puede descargar desde el mismo sitio para ser usado fuera de línea. El uso combinado de contenidos multimedia promoverá el interés de la población en general y el conocimiento de la anatomía.
Assuntos
Materiais de Ensino , Software , Desenhos Animados como Assunto , Anatomia/educação , Projetos Ser Humano VisívelRESUMO
We intended to present a portable document format (PDF) file containing stereoscopic surface models of the foot. While other surface models are subjectively drawn based on anatomical knowledge, our models are reconstructed from high quality sectioned images. Unlike other models, ours in the complimentary PDF file can also be saved on individual user computers to be manipulated off-line. The skin, 27 bones, 24 muscles, and 19 ligaments in the foot were delineated on a male cadaver's sectioned images from the Visible Korean project. After stacking the outlines of the structures, other than those of the ligaments, surface reconstruction was performed. The resultant surface models were placed in a PDF file, in which the models could be superimposed on either the corresponding sectioned images or the color-filled outline images. PDF bookmarks were established to exhibit the groups of foot muscles conveniently. The PDF file prepared in this research is likely to be very useful for comprehension of the topographic anatomy of the foot muscles. The models it contains can be extracted by other researchers for their own virtual dissection or surgery visualization of foot as desired.
El objetivo de este estudio fue un archivo en formato de documento portátil (PDF) que contiene modelos de superficie estereoscópicas del pie. Mientras que otros modelos de superficie se dibujan subjetivamente sobre la base de los conocimientos anatómicos, nuestros modelos seccionados se reconstruyen a partir de imágenes de alta calidad. A diferencia de otros modelos, nuestro modelo en el archivo PDF también se puede guardar en los computadores de los usuarios individuales para ser manipulados fuera de línea. Se delineó la piel, 27 huesos, 24 músculos, y 19 ligamentos en los pies de un cadáver de sexo masculino del proyecto Visible Korean. Después de apilar los contornos de las estructuras, que no fuera las de los ligamentos, se llevó a cabo la reconstrucción de las superficies. Los modelos de superficie resultantes se colocan en un archivo PDF, en el que los modelos podrían ser superpuestos en cualquiera de las correspondientes imágenes seccionadas o las imágenes de contorno a color. Se establecieron marcadores de PDF para exhibir los grupos de músculos del pie cómodamente. El archivo PDF preparado de esta investigación probablemente sea muy útil para la comprensión de la anatomía topográfica de los músculos del pie. Los modelos que contiene pueden ser extraídos por otros investigadores para la disección o cirugía de visualización virtual de los pies.
Assuntos
Humanos , Masculino , Adulto , Pé/anatomia & histologia , Processamento de Imagem Assistida por Computador , Músculo Esquelético/anatomia & histologia , Interface Usuário-Computador , Cadáver , Imageamento Tridimensional , Projetos Ser Humano VisívelRESUMO
The objective of this study was to introduce the complementary relationship between virtual dissection table (simply, table) and free software, since authors tried to aid interested people in their studying digital human anatomy. Visible Korean (VK) team had presented the serially sectioned images and outlined images of a male cadaver. Thereafter, Anatomage (San Jose, CA) manufactured the table by making 3-dimensional (3D) volume models from the data. Separately, the VK team reconstructed surface models from the same data and inputted the models in portable document format (PDF) file, which can be opened on the personal computer. The software to browse the sectioned and outlined images was also programmed by VK team. In this report, the table and the VK free software were compared to establish their supplementary potentiality. Both the table and free software displayed equivalent 3D models reconstructed from the same sectioned images. In both platforms, the models were labeled for users to recognize the individual structures. Both the table and the free software had respective features to enhance the virtual dissecting experience. The table came with its designated hardware with life-sized display, whereas VK software could be run in any personal computer without burden. The coexistence of the table and free software will enrich the people learning anatomy. With increasing VK data and free software, more and more commercial or complimentary products are expected to be produced.
El objetivo de este estudio fue introducir la relación complementaria entre una mesa virtual de disección (simplemente, la mesa) y un programa de libre acceso. Mediante este proceso los autores trataron de ayudar a aquellas personas interesadas en el estudio de la anatomía humana digital. El equipo Visible Korean (VK) había presentado las imágenes de secciones consecutivas e imágenes de un cadáver de sexo masculino. Partiendo de ese punto, la compañía Anatomage fabricó la mesa produciendo con los datos modelos dimensionales de volumen (3D). En forma paralela, el equipo VK reconstruyó los modelos de superficie con los mismos datos y de entrada de los modelos en formato de documento portátil (PDF), que se pudieran abrir en el ordenador personal. El equipo VK además lo programó para navegar a través de las imágenes seccionadas y descritas. En este informe, la mesa y el programa VK fueron comparados para establecer su potencialidad complementaria. Tanto la mesa como el programa de libre acceso muestran modelos 3D equivalentes reconstruidos a partir de las mismas imágenes seccionadas. En ambas plataformas, se marcaron los modelos para que los usuarios reconozcan las estructuras individuales. Tanto la mesa y el programa libre tenían características respectivas para mejorar la experiencia de disección virtual. La mesa incluía el hardware designado con la pantalla de tamaño natural, mientras que el programa VK podía ser ejecutado en cualquier ordenador personal sin dificultad alguna. La coexistencia de la mesa y el programa libre pueden ser un apoyo importante para quienes estudien anatomía. Con el aumento de los datos de VK y el programa libre, se espera que exista una mayor cantidad de productos comerciales o gratuitos.
Assuntos
Humanos , Masculino , Adulto , Simulação por Computador , Projetos Ser Humano Visível , Modelos Anatômicos , Cadáver , DissecaçãoRESUMO
The stereoscopic morphology of the iliofemoral, pubofemoral, and ischiofemoral ligaments in hip joint is hard to understand, either in anatomy books or from cadaver dissection. To aid in understanding, three-dimensional models were built from the sectioned images of cadaver hip, which demonstrate fine components better than CTs and MRIs. In the female data of Visible Korean project, the ligaments and neighboring structures were recognized and outlined in detail. Successively, the outlines were stacked and reconstructed to manufacture their surface models by using the sophisticated computer method. The surface models were overlapped with the original sectioned images, which enhanced comprehension of the hip joint anatomy. With the surface models, hip joint was hyperextended to suggest the function of the ligaments. The graphic data of the surface reconstructed hip ligaments are expected to be the source of interactive simulators for anatomy and surgery of the hip joint.
La morfología estereoscópica de los ligamentos iliofemoral, pubofemoral e isquiofemoral de la articulación de la cadera es difícil de entender, ya sea a partir de lo hallado en los libros de anatomía como en la disección de cadáveres. Para ayudar en su comprensión, se construyeron modelos tridimensionales a partir de imágenes de secciones cadavéricas de la cadera, que demuestran de mejor manera los componentes finos, en comparación a las imágenes de tomografía axial computada y resonancia magnética nuclear. En los datos obtenidos del "Visible Korean Project", correspondientes a mujeres, los ligamentos de la articulación y sus estructuras vecinas fueron reconocidos y descritos en detalle. Sucesivamente, se identificaron los contornos y se reconstruyeron para la fabricación de modelos de superficie, mediante el uso de un sofisticado método informático. Los modelos de superficie se asociaron con las imágenes de sección originales, que aumentaron la comprensión de la anatomía de la articulación de la cadera. En los modelos de superficie se provocó la hipertensión de la articulación de la cadera para permitir evidenciar la función de los ligamentos. Se espera que los datos gráficos obtenidos de los modelos de superficie de los ligamentos de la cadera sirvan como fuente para el desarrollo de simuladores interactivos que permitan el estudio de la anatomía y la cirugía de la articulación de la cadera.