Auf der Grundlage des männlichen Visible Human haben wir ein virtuelles Körpermodell des Rumpfes und der inneren Organe des Menschen von bisher unerreichter Detaillierung und Realitätsnähe erstellt. Die mit dem VOXEL-MAN 3D-Visualisierungssystem erzeugten anatomischen und radiologischen Bilder vermitteln einen Eindruck von der Qualität und Funktionalität des Modells.
Das Modell besteht aus 650 dreidimensionalen anatomischen Objekten. Die größeren Objekte (Knochen, Muskeln, Herz, Lunge, Leber, Nieren, etc.) werden als Voxelobjekte repräsentiert und mittels 3D-Darstellung visualisiert. Die kleineren wie Blutgefäße und Nerven werden als polygonale Objekte modelliert.
In dieser Ansicht des Modells wurden Haut und Fettgewebe entfernt, um die Muskeln des Rumpfes sichtbar zu machen, mit dem Musculus rectus abdominis in der Mitte. Die Bilder dieser Serie wurden mit einer Beleuchtung durch vier Lichtquellen und Schattenwurf berechnet.
Die Anatomie des Rumpfes kann in jeder Richtung mit einer beliebigen Anzahl von Schnitten seziert werden. Das Bild zeigt eine schichtweise Präparation verschiedener Gewebetypen.
Verschiedene Darstellungsmodi wie Anatomie und Röntgenaufnahme lassen sich beliebig kombinieren. Das Röntgenbild kann an jeder Stelle abgefragt werden, welche anatomischen Strukturen zur dargestellten Intensität beitragen.
Eine komplette Röntgenaufnahme der inneren Organe. Jedes Organ kann zur Beurteilung seiner Manifestation im Röntgenbild hervorgehoben werden. Hier ist der Dünndarm violett, der Dickdarm gelb eingefärbt.
Durch die Entfernung von großen Teilen des Verdauungssystems werden tiefer gelegene Strukturen der Anatomie des Rumpfes sichtbar. Diese Ansicht zeigt den Hüftknochen mit Psoas- und Iliakusmuskeln sowie verschiedene Blutgefäße wie Bauchaorta, Beckenarterien und untere Hohlvene.
Gegenüberstellung des 3D-Anatomiemodells mit einer der berühmten anatomischen Zeichnungen von Leonardo da Vinci (um 1500). Sie veranschaulicht die Entwicklung anatomischer Wissensrepräsentationen von der Zeichnung zum virtuellen Körpermodell.
Ansicht des Modells der inneren Organe mit einem transversalen Schnitt, der die wichtigsten Blutgefäße und Nerven des Unterbauches enthüllt. An jedem Ort können die Schnittbildanatomie und ihre radiologische Manifestation in der Computertomographie (CT) erforscht werden.
Anwendungen
Das vorgestellte virtuelle Körpermodell bildet die Grundlage für den interaktiven anatomischen und radiologischen Atlas VOXEL-MAN 3D Navigator: Innere Organe. Er ist unter einer CC-Lizenz frei verfügbar.
Das zugrunde liegende 3D-Modell der Segmentierten Inneren Organe ist für Forschungszwecke verfügbar.
Literatur
- Karl Heinz Höhne, Bernhard Pflesser, Andreas Pommert, Martin Riemer, Rainer Schubert, Thomas Schiemann, Ulf Tiede, Udo Schumacher: A realistic model of human structure from the Visible Human data. Methods of Information in Medicine 40, 2 (2001), 83-89.
- Andreas Pommert, Karl Heinz Höhne, Bernhard Pflesser, Ernst Richter, Martin Riemer, Thomas Schiemann, Rainer Schubert, Udo Schumacher, Ulf Tiede: Creating a high-resolution spatial/symbolic model of the inner organs based on the Visible Human. Medical Image Analysis 5, 3 (2001), 221-228.
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