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Diese Tatsache trifft zu Hause zum ersten Mal eine Person, die einen chirurgischen Eingriff sieht. Alle Funktionen des Körpers ergeben sich aus Teilen, die fest und arbeiten in völliger Dunkelheit verpackt werden. Es ist eine Offenbarung nicht weniger erstaunlich für offensichtlich zu sein.
Menschen, die in diesem Universum arbeiten wollen, mit einer ironischen Wahrheit konfrontiert. Sie müssen die natürliche Ordnung des Körpers verletzen, bevor sie es verstehen oder reparieren. Die erste Aufgabe des Anatomen und der Chirurg ist Raum zu schaffen und Licht einzulassen. Sie können auf den Körper des Bedingungen nicht funktionieren, egal wie gut ihre Fähigkeiten.
Dieses Problem, natürlich, nicht überwunden werden kann. Dennoch, das seit Jahrhunderten haben die Schüler der Anatomie nach Wegen gesucht, die körpereigene Komplexität in seinem ungestörten Zustand zu erfassen. Meistens dies durch Ziehen Karosseriekomponenten aus Dutzenden von Winkeln und Ebenen der Präparation durchgeführt worden.
Die Bilder werden auf der Grundlage der Struktur (wie das Skelett), Funktion (Verdauungstrakt), Region (Kopf oder Thorax) oder Schicht (tiefe Muskeln des Rückens) gemacht. Diese Ansichten, in Atlanten gesammelt, gehören zu den ältesten, wichtigsten und schönsten Dokumenten in der Medizin.
Die Idee für das Visible Human Project kam von Michael Ackerman, ein biomedizinisches Ingenieur an der National Library of Medicine (NLM), einem Zweig der National Institutes of Health und der größte medizinische Bibliothek der Welt.
Im Jahr 1987 gab er einen Vortrag an der University of Washington medizinischer Schule auf dem Einsatz von Computern in der Medizin. Danach schlug ein Anatom, dass, wenn die NLM wirklich Computer wollte in der medizinischen Ausbildung für einen guten Zweck setzen, sollte es eine Möglichkeit, Computerisierung einen Atlas der menschlichen Anatomie zu finden.
Ackerman stellte die Idee, Donald A. B. Lindberg, der Direktor der NLM. Einige Jahre zuvor, ein Planungsausschuss weitreich von Lindberg einberufen hatte vorgeschlagen, dass die Bibliothek, meist ein Repository für Worte, auch versuchen zu bestimmen, wie ein Verbreiter der Bilder zu werden, die immerhin im Herzen der Chirurgie, Pathologie und viele andere Bereiche der Medizin.
Heute sind mehr als 1.000 Unternehmen und Institutionen in mehr als 41 Ländern wurden lizenziert von der Visible Human Project für unzählige Zwecke produzierten Informationen zu verwenden.
Mehrere Unternehmen machen CD-ROM oder Internet-basierten Atlanten, dass die Schüler können auf nahezu einen Körper Schicht für Schicht sezieren, Strukturen zu isolieren, wie Muskeln und Organe und dreht sie in einem dreidimensionalen Raum. Andere Firmen verwenden die Daten besser zu Crash-Test-Dummies zu machen, Gelenkprothesen entwerfen und Simulatoren für gemeinsames medizinisches Verfahren zu machen.
„Einige der anatomischen Ansichten vor diesem buchstäblich unmöglich waren“, sagt Lindberg. „Sie hören auch die Experten sagen:‚Meine Güte, ich habe noch nie so einen Blick gesehen.‘
Die Visible Human Nützlichkeit ergibt sich letztlich aus der Tatsache, dass es von vielen sehr scharfe Bilder besteht.
Sie bestehen aus im Querschnitt, oder „quer“, Schnitte # 150; das heißt, wenn die Körper aufrecht gewesen wäre, hätte die Schnitte waren parallel zum Boden. Das dreidimensionale Volumen eines Objekts kann durch Stapeln und Summieren eine unendliche Anzahl solcher zweidimensionaler Ansichten angenähert werden.
Natürlich ist die Visible Human Datensatz nicht eine unendliche Anzahl von Querschnittsebenen haben. Aber es gibt Tausende, viele mehr, als man in einer Querschnitts Präparation eines menschlichen Körpers erfasst.
Der Erwerb die Bilder war eine technische Meisterleistung der ersten Ordnung, und nicht ein für schwachen Magen.
Wenn die NLM für Bieter beworben bereit, einen menschlichen Körper in dünne Scheiben zu schneiden und jede Scheibe zu fotografieren, war es weit mehr Interesse als jeder erwartet. Etwa 100 der rund 120 amerikanischen medizinischen Schulen, in verschiedenen Kombinationen zusammen, bildete sechs Konsortien für den Auftrag zu übernehmen.
Die eigentliche Arbeit an den Kadavern # 150; zuerst ein Männchen, dann ein weibliches # 150; an der University of Colorado Health Sciences Center in Denver aufgetreten. Unter der Leitung von zwei Wissenschaftlern, Victor Spitzer und David Whitlock, unterzog sich der Körper erste Kopf bis Fuß CAT und MRI-Scans vor fest gefroren ist.
Es ist genauer zu sagen, dass die Kadaver eher gemahlen wurden als in Scheiben geschnitten. Die Leichen wurden in Trockeneis verpackt und durch einen Brei aus gefrorenem Alkohol bei Temperaturen zwischen minus 90 umgeben und minus 60 Grad Celsius.
Ausgehend von einem Ende eines Körperabschnitts, geschliffen, um eine Rotations Raspel das Gewebe bis zu einer bestimmten Tiefe nach unten. Beim Mann war diese Tiefe 1 mm. In der anatomisch komplizierteren weiblich, war es 0,33 mm und bot dreimal so viel Detail.
Jede Runde des Mahlens ausgesetzt, um eine glatte, steinharte Oberfläche, in der die anatomischen Merkmale in einem Protokoll sichtbar wie das Korn waren. Die Oberfläche wurde dann fotografiert mit sowohl digitalen als auch herkömmlichen Filmkameras vor der Entfernung des nächsten „Kryoschnitt.“
Jeder Zyklus von drei bis 15 Minuten erforderlich abzuschließen und das Colorado-Team kann etwa 50 jeden Tag tun. Die Arbeit war peinlich genau da, sobald die Raspel begann, gibt es keine zweite Chance war. Das Gewebe wurde in einem gefrorenen Pulver ab, das wurde gesammelt, gespeichert und schließlich „auf respektvolle Weise eingeäschert“, nach einem NLM offiziell.
Aber das Ergebnis war im Wesentlichen Rohdaten, wenn die Bibliothek an die wissenschaftliche Gemeinschaft freigegeben. Ein Großteil der Arbeit der letzten vier Jahre weltweit in Dutzenden von Computerlabors durchgeführt hat besteht die Daten mehr nutzbar zu machen.
Die Aufgabe des delineating und Etikettierfunktionen wird „Segmentierung“ genannt. Merkwürdigerweise ist es ein Schritt weitgehend von Hand. Trotz der High-Tech-Charakter der so viel von dem Visible Human Project, diese wichtige Aufgabe in einer Art und Weise erinnert an eine Künstlerwerkstatt des späten Mittelalter durchgeführt.
Zum Beispiel Engineering Animation, Inc. aus Ames, Iowa, erhielt einen Auftrag von der NLM zu segmentieren Bilder von der Brust oder dem Brustraum Hohlraum des Männchens. Ein anatomist würde einen Kryoschnitt auf dem Computerbildschirm und, unter Verwendung eines Mauszeigers, umreißen jeder anatomischen Struktur aufrufen. Diese abgegrenzte Kanten, und die Namen der Strukturen, die sie skizziert, wurden in digitaler Form in die Datenbank dann hinzugefügt. Medizinische Illustratoren der „Hand-enhanced“ Bilder überprüft.
Engineering Animation und andere Unternehmen entwickeln Computer-Algorithmen mechanisieren, zumindest teilweise die Aufgabe der Segmentierung. Einige Programme können bestimmte Strukturen, wie Blutgefäße folgen und beschriften. Aber Computer, in der Regel sind nicht sehr gut an den Kanten in den Bildern zu erfassen; Menschen sind es sehr gut.
„Generalisegmentierungsalgorithmen zu entwickeln, ist immer noch ziemlich weit weg“, sagte Adrian Sannier, ein Executive Engineering Animation. Folglich an einem Punkt hatte das Unternehmen 15 ausgebildete Anatomen bei dieser Arbeit schuften.
Das Projekt hat zahlreiche kommerzielle Produkte gegeben. Lehrhilfen für Anatomie Lehre sind vielleicht die naheliegendste Anwendungen, und viele Anwendungen entwickelt. Es scheint wahrscheinlich, dass computergenerierte Touren des menschlichen Körpers zu einem festen Bestandteil der Anatomie Kurse werden werden.
Andere Verwendungen der digitalisierten Informationen sind wahrscheinlich eine direkte Wirkung auf die „Verbraucher“ der medizinischen Versorgung haben. Mehrere Unternehmen, die Visible Human Daten werden mit Möglichkeiten der Gewinnung von dreidimensionalen Informationen von CAT und MRI zu entwickeln. Das Projekt ist besonders gut für den, weil anatomische Informationen über den Körper in drei Formen gespeichert # 150; die digitalisierten Fotos, CAT-Scans und MRI-Scans. In vielen der Flugzeuge die Körper, gibt es Bilder jede Methode verwenden.
Unter Verwendung der Beziehung zwischen den sehr detaillierten Fotos und weniger detaillierte CAT und MRI-Daten, Informatiker schreiben Programme, die die gestapelten, zweidimensionale Ansichten der klinischen Bilder in eine virtuelle dreidimensionale Rekonstruktion einer anatomischen Struktur, wie ein Muskel drehen oder ein Organ.
Die enorme Größe des Datensatzes und der Reichtum der Bilder, erleichtert diese schwierige Aufgabe. Mit Hilfe der 3-D-Rekonstruktionen Kryoschnittes als „Goldstandard“ für Qualität, können Programmierer bestimmen, welche Informationen müssen von den CAT-Scans und MRIs extrahiert werden, um zu machen, klinisch nützlich 3-D-Bilder von ihnen.
„Die Bedeutung des sichtbaren am Menschen ist, dass sie die drei Modalitäten Unified # 150; Kryoschnittes, CT [CAT] und MRT # 150; und dass so viel Segmentierung wurde in einem Bereich durchgeführt, die zu einem anderen angewendet werden könnte“, sagt Adrian Sannier von Engineering Animation.
Mit Lehren aus den Visible Human Daten gelernt, entwickelte sich die Iowa Unternehmen vor kurzem einen Algorithmus für ein Unternehmen, das macht „vaskuläre Stents.“
Stents sind hohle Röhren eingefügt in erkrankten oder blockierte Arterien die Gefäße zu verstärken oder ihren normalen Durchmesser wieder herzustellen. Das Unternehmen hat Stents Aneurysmen zu behandeln oder einen gefährlichen Ballon, der abdominalen Aorta, der Hauptstamm-Arterie, die vom Herzen in den Bauch senkt.
Die Stents werden in die Aorta mit einem Katheter geschlängelt, dann in der Schwachstelle der gefederten offen, esssentially das Gefäß eine neue Innenwand ergibt. die richtige Größe Stent Picking ist zwingend notwendig.
Der Algorithmus ermöglicht es Ärzte normale CAT Scan-Daten von einem Patienten zu nehmen und es verwenden, ein computerisiertes 3-D-Modell der Aorta zu konstruieren, einschließlich entscheidenden weiteren Details Innenkonturen und Unregelmäßigkeiten. Dies ermöglicht es der pgysician das Verfahren besser zu planen und den richtigen Größe Stent mit mehr Vertrauen zu wählen.
Andere Unternehmen arbeiten an Möglichkeiten, andere innere Organe zu erkunden. Einige Experten sagen voraus, dass in der Zukunft, Verfahren wie die Koloskopie # 150; jetzt durchgeführt wird, unbequem, mit einer großen Faseroptikeinrichtung in das Kolon eingeführt # 150; unter Verwendung von herkömmlicher CAT-Scans neu konfiguriert werden getan 3-D-Bilder zu erzeugen.
Der Kopf ist der wichtigste Ort, wo das scheint der Fall zu sein. Die Lösung? Finer Schnitte.
Victor Spitzer, Leiter des Colorado-Teams hat vor kurzem einen menschlichen Kopf und Hals Kryoschneiden. Er machte 3000 Scheiben, ein Drittel mehr als auf den gesamten Visible Human männlichen kadaver fertig waren noch vor fünf Jahren.