Versus Tijdschrift voor Fysiotherapie, 18e jrg 2000, no. 5 (pp. 286 - 294)
Auteur(s): C. Riezebos Titel: Anatomie: Van Vesalius naar visible Jaargang: 18 Jaartal: 2000 Nummer: 5 Oorspronkelijke paginanummers: 286 - 294
Deze online uitgave mag, onder duidelijke bronvermelding, vrij gebruikt worden voor (para-) medische, informatieve en educatieve doeleinden en ander niet-commercieel gebruik. Zonder kosten te downloaden van: www.versus.nl
Versus Tijdschrift voor Fysiotherapie, 18e jrg 2000, no. 5 (pp. 286 - 294)
ANATOMIE: VAN VESALIUS NAAR VISIBLE
Chris Riezebos, Fysiotherapeut, Vakgroep Beweging & Analyse, Opleiding Bewegingstechnologie, Haagse Hogeschool.
I
n 1543 verscheen een magistraal anatomisch werk: "De Humani Corporis Fabrica" van Andreas Vesalius, kortweg Ade Fabrica" genoemd (figuur 1).
Figuur 1. Voorplaat van “De Humani Corporis Fabrica” van Andreas Vesalius.
Het boek bevatte (behalve de afgebeelde voorplaat) vele prachtige etsen van het ontlede menselijk lichaam. In het algemeen werd in die vroege tijden voor de studie van de anatomie gebruik gemaakt van de lichamen van geëxecuteerde misdadigers. Aangezien er lange tijd een pauselijk verbod bestond op het ontleden van menselijke lichamen moesten de toenmalige anatomen bij nacht en ontij, gehuld in lange zwarte mantels, naar het galgenveld om daar lichamen en lichaamsdelen te bemachtigen. Conserveringstechnieken (formaline, formaline-alcohol en dergelijke) waren onbekend en om de stank enigszins te verlichten werden dissecties soms uitgevoerd terwijl de preparaten in water waren ondergedompeld. Wie kennis wil nemen van de geschiedenis van de kennis van de menselijke anatomie leze het prachtige boek " Het menselijk lichaam I en II, een metabletisch onderzoek" van prof. dr. J.H. van den Berg (Callenbach, 1959). In figuur 2 worden naast elkaar een ets uit de Fabrica (anno 1543) en een frontale coupe van een mens getoond, vervaardigd met de geavanceerde technieken van zo'n 450 jaar later. In 1988 werd, op instigatie van de Amerikaanse National Library of Medicine het plan opgevat een afbeeldingen-database van het menselijk lichaam te vervaardigen. Dit project staat bekend als "The Visible Human Project". Besloten werd om hiervoor één geheel lichaam te gebruiken in plaats van, zoals meestal gebeurt in descriptief anatomische atlassen, gebruik te maken van vele preparaten van vele verschillende lichamen. Het gebruik van één lichaam lijkt een wijs besluit. De verhoudingen en onderlinge relaties binnen dit lichaam hebben tenminste ooit een keer werkelijk bestaan. Het samen-
Versus Tijdschrift voor Fysiotherapie, 18e jrg 2000, no. 5 (pp. 286 - 294)
voegen van vele verschillende preparaten van verschillende lichamen kan in bepaalde gevallen tot een vertekend beeld leiden. Figuur 2. a. Ets uit de “Fabrica”. b. Frontale coupe van de mens (The Visible Human Male).
Gezocht werd naar iemand tussen de 21 en 60 jaar oud die gestorven was zonder traumatische beschadigingen of invasieve of infectieuze ziekte. Uit een aantal bewoners van de dodencellen in gevangenissen in Texas (die hadden besloten hun lichamen ter beschikking van de wetenschap te stellen), koos een panel van deskundigen voor het lichaam van een recent (per lethale injectie) geëxecuteerde man van 38 jaar oud. Wat dat betreft is er dus nog weinig veranderd sinds de dagen van Vesalius: opnieuw werd een misdadiger gebruikt om de anatomische kennis verder te ontwikkelen. Het lichaam werd in vier blokken transversaal doorgezaagd.. Deze blokken waren klein genoeg om in de cryomacrotome te passen. Dit is een apparaat waarmee van een bevroren preparaat zeer dunne coupes, in dit geval in het transversale vlak, kunnen worden afgehaald. De dikte van iedere coupe bedroeg slechts 1 mm. In totaal werd deze bijna 1.88 m lange man dan ook opgesneden in 1878 transversale coupes. Iedere coupe werd zorgvuldig gefotografeerd. In figuur 3 wordt het voorgaande schematisch weergegeven (slechts enkele van de 1878 coupes zijn weergegeven). Figuur 3. Het lichaam van deze man werd in werkelijkheid in 1878 transversale (horizontale) coupes opgesneden. Slechts enkele daarvan zijn weergegeven.
De foto's werden opgeslagen in de computer. Een digitale (computer-) foto is opgebouwd uit een aantal beeldpunten of "pixels" (picture elements). Het aantal pixels per oppervlakteeenheid is de resolutie van de afbeelding en bepaalt hoe gedetailleerd het plaatje is en met name hoeveel de afbeelding vergroot kan worden zonder verlies aan scherpte en detaillering. Van iedere pixel zijn in het platte vlak bekend: de x- en ycoördinaat en de kleur (figuur 4).
Versus Tijdschrift voor Fysiotherapie, 18e jrg 2000, no. 5 (pp. 286 - 294)
Figuur 4. a. Een digitale (computer-) foto is opgebouwde uit beeldpunten of “pixels”. Deze afbeelding heeft een relatief lage resolutie (weinig pixels per oppervlakte eenheid. b. Door de lage resolutie gaat bij sterke vergroting ieder detail verloren en worden de pixels zichtbaar.
De pixelgrootte in dit "Visible Human Male" (1) project was 0.32 mm2 en de plaatjes werden opgeslagen in een matrix van 1760 x 1024 pixels, dus totaal ca. 1.800.000 pixels. Dit resulteert in zeer scherpe, detailrijke "full-color, high-resolution" afbeeldingen. (Ter vergelijk: een moderne PC heeft een beeldscherm met een schermresolutie van een 1024 x 768 = ca. 800.000 pixels, ofwel "slechts" zo'n 45% van de verkregen afbeeldingen). In figuur 5 wordt getoond hoe gedetailleerd een vergroting van slechts een klein deel van het totale lichaam door deze hoge resolutie nog kan zijn (vergelijk met figuur 4).
Figuur 5. a. Deze coupe uit het Visible Human Male project heeft een zeer hoge resolutie. b. Zelfs bij zeer sterke vergroting blijven allerlei details goed zichtbaar.
In figuur 5 (en in figuur 2) wordt een frontale coupe getoond van het gehele lichaam, terwijl dit kadaver toch, zoals eerder getoond in figuur 3, in het transversale vlak werd opgesneden. De frontale (en sagittale) aanzichten werden verkregen door reconstructie van de transversale coupes. Dit heet "Voxel processing", hetgeen in het kort als volgt in zijn werk gaat. De onderlinge oriëntatie in x- en y-richting van de coupes is, door in iedere afbeelding tevens een referentie-markering op te nemen, nauwkeurig terug te vinden. Omdat de verticale afstand tussen de coupes steeds 1 mm was, is nu ook de derde (verticale) coördinaat van iedere pixel bekend. Een pixel
Versus Tijdschrift voor Fysiotherapie, 18e jrg 2000, no. 5 (pp. 286 - 294)
met 3 coördinaten in plaats van 2 heet een "Volume Pixel" oftewel een "Voxel" (figuur 6).
Figuur 6. a. De coupes zijn door een referentiesysteem nauwkeurig ten opzichte van elkaar te positioneren b. Omdat de afstand d tussen iedere coupe bekend is (1 mm) kan de positie van elke pixel weergegeven worden door 3 coördinaten. De “pixel” wordt daarmee een “voxel” (volume pixel).
Op deze wijze kunnen uit de horizontale coupes de andere twee aanzichten worden teruggerekend. Omdat de drie aanzichten bekend zijn kunnen ook 3-D aanzichten worden vervaardigd. Deze methode wordt aangeduid als "reverse engineering". Een voorbeeld hiervan wordt gegeven in figuur 7.
Figuur 7. Vanuit de horizontale coupes kunnen frontale en sagittale aanzichten berekend worden (zie figuur 6). Uit de drie aanzichten kan het oorspronkelijke lichaam, met al zijn onderdelen, weer drie-dimensionaal worden “opgebouwd” (reverse engineering) en worden weergegeven vanuit elk gewenst aanzicht.
Er zijn op dit moment vele CD-ROM’s beschikbaar met de volledige visible human male database erop en allerlei compilaties en subsets daarvan. Maar het grootste arsenaal aan dit beeldmateriaal is tegenwoordig te vinden op Internet. Wanneer U binnen een of andere Internet search engine (bijvoorbeeld AltaVista of Excite) "visible human male" als zoekterm opgeeft, krijgt U een grote hoeveelheid sites over het hier besproken werk, deelprojecten en (inmiddels afgeronde) vervolgprojecten ("The Visible Human Female" bijvoorbeeld), inclusief ethisch-filosofische beschouwingen over het gebruik van lichamen van misdadigers in de anatomie. (Zie voor dit laatste bijvoorbeeld: Saniti-
Versus Tijdschrift voor Fysiotherapie, 18e jrg 2000, no. 5 (pp. 286 - 294)
zing Murder? Mengele reborn in the visible human male. http://www.dlib.org/Hypernews/get/dlib_responses/10.html). Enkele zeer interessante en bruikbare internet adressen zijn: http://www.npac.syr.edu/projects/vishuman/VisibleHuman.html Op deze site vindt U een prachtige, gemakkelijk te bedienen grafische viewer waarmee U de gehele Visible Human Male kunt bekijken in transversale, frontale en/of sagittale aanzichten. Het gebied van interesse kan op een eenvoudige wijze worden gekozen. Ook de Visible Human Female is in deze viewer opgenomen. De afbeeldingen zijn in hoge resolutie te downloaden. Een site die veel op de vorige lijkt, doch nog enkele "extra's" kent is: http://visiblehuman.epfl.ch/ Hier kunnen ook oppervlakken (3-D) in worden "vervaardigd" en bekeken. Ten slotte is er nog een site waar de afbeeldingen van uitgebreide naamgevingen zijn voorzien en waar U tevens films kunt downloaden die alle achtereenvolgende coupes doorlopen. http://www.uni-mainz.de/FB/Medizin/Anatomie/workshop/vishuman/Eready.html Er is een lange weg gegaan sinds de dagen van Vesalius. De anatomie is er door de momenteel bestaande technieken overigens niet gemakkelijker op geworden. Maar voor degenen die zich bezighouden met problemen van het bewegingsapparaat zijn er volop nieuwe wegen geopend. LITERATUUR 1. Spitzer V., Whitlock D. Atlas of the visible human male. Jones and Bartlett Publishers (1998).
