VISUALISING MUSCLE ANATOMY USING THREE-DIMENSIONAL COMPUTER MODELS - AN EXAMPLE USING THE HEAD AND NECK MUSCLES OF SPHENODON

Neil Curtis, Marc E. H. Jones, Susan E. Evans, Paul O'Higgins, and Michael J. Fagan 

Resumen en Español

VISUALIZACIÓN DE LA ANATOMÍA MUSCULAR MEDIANTE MODELOS TRIDIMENSIONALES GENERADOS POR ORDENADOR - UN EJEMPLO A PARTIR DE LOS MÚSCULOS DE LA CABEZA Y EL CUELLO DE SPHENODON 

En este artículo se muestra cómo se puede utilizar la técnica computarizada de análisis de sistemas multicuerpo (MDA) para crear representaciones tridimensionales (3D) esquemáticas, pero informativas, de anatomía muscular compleja. Como ejemplo, presentamos una visión general de los músculos de la cabeza y cuello de Sphenodon (Diapsida: Lepidosauria: Rhynchocephalia). Por un lado, se elabora un modelo informático basado en series de datos de tomografía microcomputarizada que proporciona un esquema tridimensional anatómicamente correcto sobre el que trabajar. Por otra parte, los músculos se representan como grupos de cilindros que pueden ser codificados mediante colores como se desee. Esto permite visualizar con  claridad las posiciones, áreas de anclaje y orientación tridimensional de los músculos. Este método tiene ventajas sobre otras técnicas de representación, como las imágenes bidimensionales, y permite comprender la forma y función de los músculos de un modo que no es posible con técnicas de visualización más clásicas.

PALABRAS CLAVE: 3D; técnicas de representación; músculo; myología; cabeza; cuello

Traducción: Miguel Company

Résumé en Français

Visualisation de l’anatomie musculaire par l’utilisation de modèles informatiques tridimensionnels – Un exemple avec la tête et les muscles du cou de Sphenodon

Nous démontrons comment une technique informatique d’analyse dynamique multicorps (MDA) peut être utilisée pour créer des représentation tridimensionnelles (3D) schématiques mais informative d’anatomie musculaire complexe. A titre d’exemple nous pouvons fournir une vue d’ensemble de la tête et des muscles du cou présents chez Sphenodon (Diapsida: Lepidosauria: Rhynchocephalia). D’abord, un modèle informatique basé sur des données issues de micro-tomographie fournissent une structure tridimensionnelle (3D) détaillée et anatomiquement correcte comme base de travail. Dans un second temps, les muscles sont représentés par des groupes de cylindres qui peuvent codés par des couleurs au choix. Cela permet de visualiser clairement en 3D la position des muscles, les zones de fixation et les orientations. Cette méthode présente des avantages sur les autres techniques d’illustrations tels que les dessins bidimensionnels, permettant une compréhension de la forme et de la fonction des muscles qui n’est pas possible avec des techniques de visualisation classiques.

Mots clés : 3D ; illustration ; muscle ; myologie ; tête ; cou

Translator: Olivier Maridet

Deutsche Zusammenfassung

Darstellung von Muskelanatomie unter Einsatz von dreidimensionalen Computermodellen – Ein Beispiel anhand der Schädel und Halsmuskulatur von Sphenodon

Wir zeigen wie die computergestützte Technik der multi-body dynamics analysis (MDA) dazu verwendet werden kann schematische, jedoch informative dreidimensionale (3D) Darstellungen von komplexer Muskelanatomie zu erzeugen. Dies zeigen wir am Beispiel der Schädel-und Halsmuskulatur von Sphenodon (Diapsida: Lepidosauria: Rhynchocephalia). Zuerst liefert ein auf Mikrocomputertomographie basierendes computergestütztes Model einen detaillierten und anatomisch korrekten Rahmen von dem aus weitergearbeitet werden kann. Zweitens werden Muskeln durch Cylindergruppen dargestellt, die wenn gewünscht auch farbig codiert werden können. Auf diese Weise werden Muskelpositionen, Ansatzstellen und 3D Orientierung übersichtlich aufgezeigt. Diese Methode hat Vorteile gegenüber Abbildungstechniken wie zweidimensionalen Zeichnungen und ermöglicht es die Form und Funktion von Muskeln so zu verstehen wie es mit eher herkömmlichen Darstellungsweisen nicht immer möglich ist.

Schlüsselwörter: 3D; Abbildungsmethoden; Muskel; Myologie; Schädel; Hals

Translator: Eva Gebauer

Translator: Ashraf M.T. Elewa

Polski Abstrakt

WIZUALIZACJA ANATOMII UKŁADU MIĘŚNIOWEGO PRZY UŻYCIU TRÓJWYMIAROWYCH MODELI KOMPUTEROWYCH – NA PRZYKŁADZIE UMIĘŚNIENIA GŁOWY I SZYI HATTERII (SPHENODON)

W artykule pokazujemy jak można zastosować komputerową dynamiczną analizę wielu elementów ciała (ang. MDA) do stworzenia schematycznych, aczkolwiek dostarczających informacji trójwymiarowych (3D) modeli skomplikowanej anatomii układu mięśniowego. Jako przykład przedstawiamy opis umięśnienia głowy i szyi u rodzaju Sphenodon (Diapsida: Lepidosauria: Rhynchocephalia). Po pierwsze komputerowy model oparty o zestawy danych otrzymanych dzięki mikro tomografii komputerowej dostarcza nam dokładny oraz poprawny anatomicznie trójwymiarowy (3D) szkielet jako wyjściowy model do dalszej pracy. Po drugie na otrzymaną konstrukcję nakłada się mięśnie przedstawione jako zespoły cylindrycznych kształtów i koloruje się je według życzenia. Pozwala to na klarowne odwzorowanie umiejscowienia, miejsc przyczepów oraz orientacji trójwymiarowej (3D) mięśni. Metoda ta jest lepsza niż - przykładowo - dwuwymiarowe rysunki, pozwalając na lepsze zrozumienie wykształcenia, oraz funkcji poszczególnych mięśni w porównaniu do bardziej tradycyjnych technik wizualizacji.

Sowa kluczowe: 3D, obrazowanie, mięśnie, miologia, głowa, szyja

Przetłumaczył: Robert Bronowicz

Riassunto in Italiano

VISUALIZZAZIONE DELL’ANATOMIA MUSCOLARE PER MEZZO DI MODELLI INFORMATICI TRIDIMENSIONALI – L’ESEMPIO DEI MUSCOLI DELLA TESTA E DEL COLLO DI SPHENODON 

Dimostriamo in questo studio come analisi computerizzate di dinamica Multi-Body (MDA) possano essere utilizzate per creare rappresentazioni tridimensionali (3D) schematiche ma esaurienti di complesse anatomie muscolari. Come esempio, mostriamo una visione d’insieme dei muscoli della testa e del collo di Sphenodon (Diapsida: Lepidosauria: Rhynchocephalia). Innanzitutto un modello informatico basato su dati ottenuti mediante la microtomografia fornisce una base tridimensionale dettagliata e anatomicamente corretta su cui lavorare. Successivamente i muscoli sono rappresentati mediante gruppi di cilindri che possono essere contrassegnati da colori diversi. Questo permette di visualizzare chiaramente le posizioni dei muscoli, i loro attacchi e la loro orientazione 3D. Il metodo proposto è migliore rispetto ad altre tecniche di rappresentazione, come ad esempio i disegni bidimensionali, e permette di capire la forma e la funzione dei muscoli in un modo che non è sempre possibile mediante le tecniche di visualizzazione “classiche”.

KEY WORDS: rappresentazioni 3D; muscoli; miologia; testa; collo

Translator: Chiara Angelone