Анатомические модели человека

Анатомические модели человека

 

Анатомические модели человека можно разделить на три типа в зависимости от методов их изготовления, материалов и функций: традиционные физические модели, современные цифровые модели и современные физические модели (включая высокоточные собранные модели и модели, напечатанные на 3D-принтере по индивидуальному заказу пациента).

 

Традиционные физические модели, такие как «Анатомическая Венера», распространенные в 18 и 19 веках, характеризуются: такими материалами, как воск, дерево и гипс; размеры в натуральную величину; высокий реализм в исполнении и функциях; съемность; и сочетание художественной эстетики и научной точности. Их создание требует тщательного обращения к трупам и включает в себя тщательные процессы формования, окраски и сборки. Исторически эти модели были важными инструментами преподавания анатомии и научно-популярного образования.

 

Современные цифровые модели представляют собой виртуальные трехмерные модели, созданные на основе данных реальных изображений человека (например, КТ и МРТ). Его основные характеристики включают в себя: основу данных, основанную на реальных данных о человеческом теле, с точной структурой; масштаб модели, содержащий от тысяч до десятков тысяч независимых трехмерных анатомических структур; интерактивные функции, поддерживающие такие операции, как вращение модели, масштабирование, скрытие, разделение и прозрачное отображение; и часто интегрируют расширенные модули, такие как анализ движения, акупунктурные меридианы, сравнение томографических изображений и обучение AR для применения в системной анатомии, изучении региональной анатомии и хирургическом моделировании. Такие модели стали важным инструментом в современном медицинском образовании.

 

Современные физические модели в основном включают в себя высокоточные собранные модели и модели, напечатанные на 3D-принтере по индивидуальному заказу пациента. Высокоточные собранные модели (такие как серия 4D Master) обычно имеют пропорциональный масштаб (например, 1:6), имеют съемные и сборные части и яркие цвета, используются в учебных и научно-популярных целях. 3D-печатные модели, изготовленные по индивидуальному заказу пациента, печатаются в соотношении 1:1 на основе данных изображений КТ/МРТ пациента и могут быть изготовлены из жесткого пластика или гибких материалов, реалистично отражающих отдельные анатомические структуры (например, расположение опухоли и ориентацию кровеносных сосудов), и используются для предоперационного планирования, хирургического моделирования и общения врача с пациентом.

 

Приложения

Анатомические модели человека находят применение во многих областях, таких как медицинское образование, клиническая практика и популяризация общественной науки.

 

В области медицинского образования анатомические модели являются основным инструментом обучения, помогающим студентам-медикам и врачам-ординаторам изучать анатомию человека, физиологические функции и хирургические процедуры. Современные цифровые анатомические модели предлагают более широкие методы обучения. Например, программное обеспечение для 3D-анатомии, созданное на основе реальных человеческих данных, может использоваться для систематического изучения анатомических знаний и поддерживает обучение AR, симуляцию хирургии, задачи знаний и другие функции. Некоторые виртуальные 3D-модели имеют функции тактильной обратной связи, что позволяет пользователям практиковать медицинские навыки, такие как инъекции, в безопасной среде, без контакта с реальными пациентами. В клинической практике, особенно 3D-печатные анатомические модели, настроенные на основе данных изображений пациента, стали важными инструментами для предоперационного планирования, симуляционных упражнений и общения врача с пациентом во время сложных операций. 3D-печатные анатомические модели могут быть использованы для уточнения границ костных опухолей и пространственных взаимоотношений окружающих сложных анатомических структур, а также для предоперационного планирования, проектирования и моделирования хирургического процесса [8]. Использование 3D-моделей помогает понять пространственные взаимоотношения сложных анатомических структур, тем самым повышая хирургическую точность, уменьшая осложнения и сокращая время операции. Было показано, что 3D-печатные анатомические модели полезны при некоторых хирургических процедурах, включая хирургию головы и шеи, сложную реконструкцию лица или дыхательных путей, кардиохирургию, хирургию легких, реконструкцию суставов и резекцию опухолей. Анатомические модели имеют долгую историю в научном образовании и развлечениях. Восковые модели «Анатомии Венеры» XVIII и XIX веков выставлялись в парках развлечений, выполняя как образовательные, так и развлекательные цели. Современные модели включают в себя модели в стиле сборки для энтузиастов и подростков, популяризирующие анатомию человека посредством практической сборки.

 

Кроме того, анатомические модели используются в традиционной китайской медицине, спорте и реабилитации. Некоторые программы для 3D-анатомии объединяют модели меридианов и акупунктурных точек, что может помочь в преподавании и исследованиях акупунктуры. В спортивной науке модели можно использовать для анализа траекторий движения мышц и связей в конкретных движениях, таких как подтягивания, отжимания и баскетбольные броски; в реабилитации они используются для определения болевых точек.