Die Anatomie in 3D

Das Modell

Die Anatomie ist BodyParts3D / Anatomography, eine kardiothorakale Teilmenge aus 67 Strukturen und 1 815 076 Dreiecken, segmentiert aus einer einzigen MRT-Untersuchung in der Diastole. Das Modell steht deshalb still. Das ist kein Mangel, sondern die Definition dessen, wozu es da ist: der Herzsimulator nebenan beantwortet das WANN — Aktivierung, Phasen, EKG — während dieser das WO beantwortet.

Das Mesh wird als zwölf Draco-gepackte glTF-Dateien geliefert, eine je anatomischer Gruppe, und wiegt zusammen 1,71 MB gegenüber den 86,55 MB binärer STL der Quelle. Die Voreinstellungsszene kostet 0,63 MB. Die Quantisierung beträgt 11 Bit pro Primitive, was höchstens 0,142 mm kostet — gegenüber einer Quelle, die im Millimeterbereich aufgelöst ist.

Die Echoebenen sind nicht von Hand gesetzt und enthalten keine fest einprogrammierten Zahlen. Die Klappenebene wird durch die drei Anuluszentren gelegt, deren jedes der flächengewichtete Schwerpunkt der basalsten 35 % seines Klappenmeshes ist — nicht der Schwerpunkt des gesamten Meshes, da das Mitralismesh sowohl Segel als auch Chordae trägt und den Schwerpunkt damit elf Millimeter in die Kammer hinunterzieht. Der Apex ist ein Perzentil in einem 45-Grad-Kegel um die Normale der Klappenebene und nicht der einzelne äußerste Vertex, der ein Tessellierungsartefakt ist. Die Aortenwurzel stammt aus einer Potenziteration auf der Hauptachse der Aorta ascendens.

Dass der Rahmen stimmt, lässt sich unabhängig prüfen: A3C wird als um 120° um die lange Achse gedrehte A4C konstruiert und weiß damit nichts von der Aortenwurzel, landet aber dennoch 17,0° von der PLAX-Ebene entfernt, die aus der Wurzel gebaut wird. PSAX fällt mit 90,0° senkrecht auf die lange Achse, und die lange Achse misst 82,2 mm — was ein erwachsener linker Ventrikel vom Anulus bis zur epikardialen Spitze messen soll.

Der Schnitt wird geometrisch gerechnet und nicht als Bild: jedes Dreieck, das die Ebene kreuzt, ergibt ein Segment, und die Segmente werden an der Meshkante, auf der jeder Schnittpunkt liegt, zu geschlossenen Konturen verkettet. Diese Konstruktion ist es, die die Räume überhaupt sichtbar macht — der Datensatz hat keine Kammermeshes, aber ein Schnitt durch eine hohle Myokardschale IST die Kontur der Kammer, und eine Füllung nach der Ungerade-gerade-Regel macht den Blutpool zum Blutpool statt zu noch mehr Muskel.

Anuluszentrum: c = Σ A_i · (a_i + b_i + g_i)/3 ⁄ Σ A_i über die basalen 35 %Normale der Klappenebene: n̂ = (t − m) × (p − m) ⁄ |(t − m) × (p − m)|Apex: das 99,5. Perzentil von (x − m)·n̂ innerhalb des Kegels ∠(x − m, n̂) < 45°Lange Achse: L̂ = (Apex − Mitralis) ⁄ |Apex − Mitralis|Hauptachse der Aorta: v ← (Σ (x − x̄)(x − x̄)ᵀ) v ⁄ ‖·‖ bis v stillstehtPLAX: n̂ = L̂ × (Aortenwurzel − Mitralis) A3C: n̂ = R(L̂, 120°) n̂_A4CBildbasis: v̂ = die Sonde in der Ebene, û = ±(v̂ × n̂), p ↦ ((p − o)·û, (p − o)·v̂)Der Schnitt: x = p + (q − p) · d_p ⁄ (d_p − d_q) wobei d = (x − o)·n̂

Was einen Versuch wert ist

• Wählen Sie Apikaler 4-Kammer-Blick und vergleichen Sie das 2D-Feld mit einem echten A4C. Alle vier Räume sind Hohlräume in einer einzigen Herzwand — keiner von ihnen existiert als eigenes Mesh — und dennoch stehen LV, RV, LA und RA an der richtigen Stelle. Die Beschriftungen sitzen auf Punkten, von denen wir wissen, dass sie im jeweiligen Raum liegen: die Papillarmuskeln für die Kammern, knapp basal des Anulus für die Vorhöfe.
• Nehmen Sie Parasternale kurze Achse und ziehen Sie die Höhe von null zur Spitze hinauf. Der Donut wächst, wird um die Papillarmuskeln herum dickwandig und schnürt sich zur Spitze hin ab — dieselbe Abfolge wie dann, wenn der Schallkopf am linken Sternalrand nach unten gleitet.
• Schalten Sie Akustische Fenster ein und drehen Sie auf PLAX. Die Rippen und die Lungen sind dabei, und es ist zu sehen, warum das Fenster genau dort liegt, wo es liegt: alles andere ist entweder Knochen oder Luft.
• Drehen Sie Kippen in einer beliebigen apikalen Ansicht um einige Grad und sehen Sie, wie schnell sich die LV-Kavität verkürzt. Das ist dieselbe Verkürzung, die eine nachlässige A4C das Volumen unterschätzen und die Ejektionsfraktion überschätzen lässt.
• Stellen Sie die Deckkraft auf etwa 40 % und wählen Sie Der Koronarbaum. Die Gefäße liegen dann sichtbar in ihren Furchen statt hinter der Wand, und der Ramus interventricularis anterior lässt sich bis zur Spitze hinunter verfolgen.
• Isolieren Sie Mitralklappe unter Struktur isolieren. Was zum Vorschein kommt, sind nicht zwei Segel, sondern der gesamte Klappenapparat mit den Chordae — und genau deshalb nimmt das Modell das basale Drittel und nicht das gesamte Mesh, wenn es den Anulus berechnet.
• Wählen Sie Subkostaler 4-Kammer-Blick und vergleichen Sie ihn mit dem apikalen. Dieselben vier Räume, aber die Ebene ist gekippt, um das Fenster unter dem Processus xiphoideus zu treffen — und sie ist aus der Mitralis- und Trikuspidalisachse plus der Strahlrichtung gebaut, nicht aus einem abgelesenen Winkel.