Kryosektion durch den Kopf eines menschlichen Mannes

Das Visible Human Project ist ein Projekt zur Erstellung eines detaillierten Datensatzes von Querschnittsfotografien des menschlichen Körpers, um die Visualisierung der Anatomie in entsprechenden Anwendungen zu erleichtern. Es dient als Instrument zur Weiterentwicklung medizinischer Erkenntnisse und verknüpft diese mit der Anatomie für die breite Öffentlichkeit. [ 1 ] Ein männlicher und ein weiblicher Leichnam wurden in dünne Scheiben geschnitten, fotografiert und digitalisiert. Das Projekt wird von der US National Library of Medicine (NLM) unter der Leitung von Michael J. Ackerman durchgeführt. Die Planung begann 1986; [ 2 ] der Datensatz des Mannes wurde im November 1994 und der der Frau im November 1995 fertiggestellt. Das Projekt kann heute in der NLM in Bethesda, Maryland, eingesehen werden. [ 3 ] Derzeit gibt es Bestrebungen, dieses Projekt mit höher auflösenden Bildern zu wiederholen, allerdings nur mit Körperteilen anstelle eines Leichnams.

Daten

Kryosektion durch den Bauch und die oberen Extremitäten eines menschlichen Mannes

Der männliche Leichnam wurde in einer Gelatine-Wasser-Mischung fixiert und eingefroren, um ihn für die Präparation zu stabilisieren. Anschließend wurde er in axialer Richtung in 1-Millimeter-Abständen geschnitten. Jede der so entstandenen 1871 Schichten wurde analog und digital fotografiert, wodurch 15 Gigabyte Daten entstanden. Im Jahr 2000 wurden die Fotos in höherer Auflösung neu eingescannt, was über 65 Gigabyte an Daten ergab. Der weibliche Leichnam wurde in 0,33-Millimeter-Abständen geschnitten, was etwa 40 Gigabyte an Daten ergab.

Der Begriff „Schnitt“ ist etwas irreführend , wird aber verwendet, um das regelmäßige Abschleifen der Oberfläche eines Präparats zu beschreiben. Der Begriff „Scheibe“, ebenfalls irreführend, bezeichnet die freigelegte Oberfläche des Präparats, die fotografiert werden soll; das Abschleifen der Oberfläche zerstört das Präparat vollständig und hinterlässt keine brauchbare oder konservierbare „Scheibe“ des Leichnams.

Die Daten werden ergänzt durch axiale Schnitte des gesamten Körpers, die mittels Computertomographie gewonnen wurden , axiale Schnitte des Kopfes und Halses, die mittels Magnetresonanztomographie (MRT) gewonnen wurden, und koronale Schnitte des restlichen Körpers, die ebenfalls mittels MRT gewonnen wurden.

Das Scannen, Schneiden und Fotografieren erfolgte auf dem Anschutz Medical Campus der University of Colorado , wo auch weiterhin anatomische Präparate geschnitten werden.

Spender

Die männliche Leiche stammt von Joseph Paul Jernigan , einem 39-jährigen texanischen Mörder, der am 5. August 1993 durch die Giftspritze hingerichtet wurde . Auf Anraten eines Gefängnispfarrers hatte er zugestimmt, seinen Körper für wissenschaftliche Forschung oder medizinische Zwecke zu spenden, ohne vom Visible Human Project zu wissen. Einige äußerten diesbezüglich ethische Bedenken. Eine der bemerkenswertesten Stellungnahmen kam von der Universität Wien , die die Entfernung der Bilder forderte und darauf hinwies, dass die Medizin nicht mit Hinrichtungen in Verbindung gebracht werden dürfe und die informierte Einwilligung des Spenders hinterfragt werden könne. [ 4 ]

Die 59-jährige Spenderin bleibt anonym. In der Presse wird sie als Hausfrau aus Maryland beschrieben, die an einem Herzinfarkt starb und deren Ehemann darum gebeten hatte, dass sie an dem Projekt teilnimmt.

Im Jahr 2000 wurde Susan Potter – eine Krebspatientin und Aktivistin für die Rechte von Menschen mit Behinderungen – die dritte Körperspende für das Projekt. Die folgenden 15 Jahre bis zu ihrem Tod durch eine Lungenentzündung im Jahr 2015 engagierte sie sich als Fürsprecherin der medizinischen Ausbildung und als Mentorin von Medizinstudierenden an der University of Colorado. [ 5 ] Fast zwei Jahrzehnte lang [ 6 ] dokumentierte National Geographic die Geschichte von Susan Potter und Dr. Victor M. Spitzer, dem Leiter des Center for Human Simulation am Anschutz Medical Campus der University of Colorado , der das vom NIH finanzierte Projekt leitete. 2018 wurde eine Videodokumentation veröffentlicht. [ 7 ] Als Potter Spitzer im Jahr 2000 kennenlernte, hatte sie bereits 26 Operationen hinter sich und war an Melanom , Brustkrebs und Diabetes erkrankt . [ 8 ] Ihre Teilnahme am Visible Human Project bedeutete eine deutliche Abkehr von den ursprünglichen Zielen des Projekts, das sich bis dahin ausschließlich auf die Dissektion und Bildgebung gesunder Körper konzentriert hatte. [ 5 ]

Probleme mit den Datensätzen

Durch das Einfrieren war das Gehirn des Mannes leicht angeschwollen, und seine Gehörknöchelchen im Mittelohr gingen bei der Präparation der Schnitte verloren. Nerven sind schwer zu erkennen, da sie fast die gleiche Farbe wie Fett haben , aber viele konnten dennoch identifiziert werden. Kleine Blutgefäße wurden durch den Einfrierprozess kollabiert. Sehnen lassen sich nur schwer sauber durchtrennen und verschmieren gelegentlich auf den Schnittflächen.

Dem Mann fehlte nur ein Hoden , der Blinddarm war entfernt , und an der Injektionsstelle war Gewebedegeneration zu erkennen. Außerdem waren Gewebeschäden am Handrücken beider Unterarme durch die Formalininjektion sowie eine Schädigung des rechten Schneidermuskels durch die Eröffnung der rechten Oberschenkelvene zur Drainage sichtbar . Der Mann wurde nicht in Standardposition durchtrennt , daher verlaufen die Schnitte an seinen Armen schräg. Der Frau fehlten 14 Körperteile, darunter der Nasenknorpel. [ 9 ]

Die Fortpflanzungsorgane der Frau sind nicht repräsentativ für die einer jungen Frau. Das Präparat weist mehrere Pathologien auf , darunter Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Divertikulitis .

Entdeckungen

Durch die Untersuchung des Datensatzes entdeckten Forscher der Columbia University mehrere Fehler in Anatomielehrbüchern, die sich auf Männer beziehen, insbesondere hinsichtlich der Form eines Muskels im Beckenbereich sowie der Lage der Harnblase und der Prostata . [ 10 ]

Lizenz

Die Daten können auf Band erworben oder kostenlos heruntergeladen werden. Derzeit ist für den Zugriff auf oder den Download des Datensatzes keine Lizenzvereinbarung erforderlich. Es gelten jedoch die allgemeinen Geschäftsbedingungen [ 11 ] , die die Nennung der National Library of Medicine (NLM) bei jeder Nutzung vorschreiben. Vor 2019 musste der Verwendungszweck angegeben und eine Lizenzvereinbarung unterzeichnet werden, die der NLM die Nutzung und Modifizierung der daraus resultierenden Anwendung gestattete. Die NLM kann die Vereinbarung jederzeit kündigen; in diesem Fall muss der Nutzer die Datendateien löschen.

Anwendungen, die die Daten nutzen

Rekonstruktion der sichtbaren inneren Organe des Menschen
Rekonstruktion der sichtbaren inneren Organe des Menschen im VOXEL-MAN-Atlas (1998)

Verschiedene Projekte zur besseren Aufbereitung der Rohdaten für Bildungszwecke sind im Gange. Es ist notwendig, ein dreidimensionales virtuelles Körpermodell zu erstellen, in dem die Organe beschriftet, selektiv entfernt und von allen Seiten betrachtet werden können und idealerweise sogar animiert sind. Zwei kommerzielle Softwareprodukte erfüllen die meisten dieser Anforderungen: VH Dissector von Touch of Life Technologies und VOXEL-MAN 3D Navigator Inner Organs [12] von Voxel -Man – beides ist frei verfügbar . Die NLM selbst hat mit dem Insight Toolkit ein Open-Source- Projekt gestartet , dessen Ziel es ist, Organgrenzen automatisch aus den Daten abzuleiten.

Die Daten wurden für Alexander Tsiaras ' Buch und CD-ROM Body Voyage verwendet , das eine dreidimensionale Reise durch den Körper bietet. [ 13 ]

Eine Anwendung namens „Virtuelle Radiographie“ erstellt digital rekonstruierte Röntgenbilder und ermöglicht „virtuelle Operationen“, bei denen endoskopische Eingriffe oder Ballonangioplastien simuliert werden: Der Chirurg kann den Fortschritt des Instruments auf einem Bildschirm verfolgen und erhält ein realistisches taktiles Feedback, je nachdem, mit welcher Art von Gewebe das Instrument gerade in Berührung kommt.

Zu den weiteren im Rahmen des Visible Human Project genutzten Bildungsanwendungen gehören: verschiedene interaktive Anatomie-Computerprogramme ( Primal Pictures /Anatomy.tv, Anatomage), multimodale Bildrestaurierung für Krankenhauspatienten, Körpersystembeziehungen und volumetrische Daten. [ 14 ] [ 15 ]

Der männliche Datensatz wurde im "Projekt 12:31", einer Serie fotografischer Lichtmalereien von Croix Gagnon und Frank Schott, verwendet und ist die männliche kaukasische Leiche in der Anwendung Anatomage Table 6.0.

Siehe auch

Referenzen

  1. ^ Waldby, Catherine (September 2003). The Visible Human Project: Informatic Bodies and Posthuman Medicine . Routledge. S. 4. ISBN 978-0-203-36063-7Die
  2. ^ Burke, L., & Weill, B. (2009). Kapitel 10. Informationstechnologie für die Gesundheitsberufe (3. Aufl., S. 212). Upper Saddle River, NJ: Pearson Prentice Hall.
  3. ^ „Die sichtbaren Menschen | NIH MedlinePlus – Das Magazin“ . medlineplus.gov . Abgerufen am 18. Januar 2019 .
  4. ^ Roeggla G., U. Landesmann und M. Roeggla: Ethik der Darstellung einer hingerichteten Person im Internet . [Brief]. Lancet. 28. Januar 1995; 345(0):260.
  5. ^ a b Newman, Cathy (13. Dezember 2018). „Sie gab ihren Körper der Wissenschaft. Ihr Leichnam wurde unsterblich . “ National Geographic . Archiviert vom Original am 13. Dezember 2018. Abgerufen am 15. Dezember 2018 .
  6. ^ Pescovitz, David (14. Dezember 2018). „Die unglaubliche Geschichte von Susan Potter, der „unsterblichen Leiche““" . Boing Boing . Abgerufen am 15.12.2018 .
  7. „ Sie hat ihren Körper der Wissenschaft gespendet und wird nun ewig leben“ , National Geographic , 2018, archiviert vom Original am 15. Dezember 2018 , abgerufen am 15. Dezember 2018.
  8. ^ Rivas, Anthony (14.12.2018). „Warum eine Frau sich bereit erklärte, für die Wissenschaft zu einer ‚unsterblichen Leiche‘ zu werden“ . ABC News . Abgerufen am 15.12.2018 .
  9. ^ Hamzelou, Jessica. „Virtueller Mensch, zusammengesetzt aus mehr als 5000 Teilen einer echten Frau“ . Abgerufen am 26.09.2016 .
  10. ^ Venuti, J.; Imielinska, C.; Molholt, P. (2004). „Neue Ansichten der männlichen Beckenanatomie: Die Rolle computergenerierter 3D-Bilder“. Clinical Anatomy . 17 : 261–271 .
  11. ^ „Nutzungsbedingungen der National Library of Medicine“ .
  12. ^ Hoehne KH et al.: VOXEL-MAN 3D-Navigator: Innere Organe. Regionale, systemische und radiologische Anatomie. Springer Electronic Media, New York, 2003 (DVD-ROM, ISBN 978-3-540-40069-1).
  13. ^ Tsiaras A.: Body Voyage: A Three-Dimensional Tour of a Real Human Body. Warner Books, New York, 1997 ( ISBN 0-446-52009-8).
  14. ^ „Das Visible Human Project: Projekte basierend auf dem Visible Human Data Set – Anwendungen zur Bildanzeige“ . US National Library of Medicine . Abgerufen am 26. September 2016 .
  15. ^ „Projekte basierend auf dem Visible Human Data Set: Produkte“ . US National Library of Medicine . Abgerufen am 30. September 2022 .