Movable surface models of hand joints using visible korean / Modelos de superficies móviles de articulaciones de manos utilizando visible Korean

SUMMARY: The human hand can make precise movements utilizing several joints of various articular types. To understand hand movements more accurately, it is essential to view the actual movements of bones and muscles considering the X, Y, and Z axes in the joints. This study aimed to investigate the joint movements in a hand using movable surface models, including these axes. These movable surface models of the hand will improve medical students' understanding of hand movements around the joints. To achieve this aim, 70 surface models were adopted from a Visible Korean model. Using Maya software, 20 virtual joints with X, Y, and Z axes included nine distal and proximal interphalangeal joints, five metacarpophalangeal joints, five carpometacarpal joints, and one wrist joint were created. Bone surface models were elaborately polished to maintain their original shape during movement. Muscle surface models were also processed to display the deformation of the muscle shape during movement. The surface models of the hand joints were moved by virtual control of the joints. We saved 87 movable surface models of the hand, including bones, muscles, and joint axes in stereolithography format, and compiled a Portable Document Format (PDF) file. Using the PDF file, the joint movements in a hand could be observed considering the X, Y, and Z axes alongside the stereoscopic shapes of the bones and muscles. These movable surface models of the hand will improve medical students' understanding of hand movements around the joints.

RESUMEN: La mano humana puede realizar movimientos precisos utilizando varias articulaciones de diferentes tipos articulares. Para comprender los movimientos de las manos con mayor precisión, es esencial ver los movimientos reales de los huesos y los músculos considerando los ejes X, Y y Z de las articulaciones. Este estudio tuvo como objetivo investigar los movimientos articulares en una mano utilizando modelos de superficies móviles, incluidos estos ejes. Estos modelos de superficie móvil de la mano mejorarán la comprensión de los estudiantes de medicina de los movimientos de la mano alrededor de las articulaciones. Para lograr este objetivo, se adoptaron 70 modelos de superficie de un modelo coreano visible. Con el software Maya, se crearon 20 articulaciones virtuales con ejes X, Y y Z que incluyeron nueve articulaciones interfalángicas distales y proximales, cinco articulaciones metacarpofalángicas, cinco articulaciones carpometacarpianas y una articulación de muñeca. Los modelos de superficie ósea se pulieron minuciosamente para mantener su forma original durante el movimiento. También se procesaron modelos de superficie muscular para mostrar la deformación de la forma del músculo durante el movimiento. Los modelos de superficie de las articulaciones de las manos se movieron mediante el control virtual de las articulaciones. Guardamos 87 modelos de superficies móviles de la mano, incluidos huesos, músculos y ejes articulares en formato de estereolitografía, y compilamos un archivo en formato de documento portátil (PDF). Usando el archivo PDF, los movimientos de las articulaciones en una mano se pueden observar considerando los ejes X, Y y Z junto con las formas estereoscópicas de los huesos y músculos. Estos modelos de superficie móvil de la mano mejorarán la comprensión de los estudiantes de medicina sobre los movimientos de la mano alrededor de las articulaciones.

2D browsing software and 3D PDF of canine ear based on real color sectioned images / Software de navegación 2D y PDF en 3D del oído canino basado en imágenes seccionadas en color real

Dog ear is very important because of disease vulnerability. Therefore, gross anatomy and sectional anatomy on CT and MRI of the dog ear should be mastered by veterinarian. The purpose of this research was to present the digital atlases which high quality sectioned images and 3D models of detailed structures of dog ear could be displayed freely. In the sectioned images of a female beagle, ear structures were reconstructed by surface modeling to make 3D models. The sectioned images and 3D models were put into the browsing software and PDF file, respectively. Using the browsing software and the PDF file, gross and radiological anatomy of dog ear could be learned easily and accurately. The auditory tube of a dog was placed anterior to the tympanic cavity unlike human. The tensor tympani muscle of a dog was connected to the dorsal wall of the tympanic cavity with the malleus. No remarkable difference in the auditory ossicles, semicircular ducts, facial nerve, and endolymphatic duct was observed between dogs and humans. The software and the PDF file will be provided to other researchers freely to help contribute to veterinary research and education.

La oreja del perro es importante debido a la vulnerabilidad de enfermedad. Por lo tanto, el veterinario debe conocer plenamente la anatomía macroscópica y la anatomía seccional en la TC y la RM del oído del perro. El objetivo de esta investigación fue presentar los atlas digitales que podían mostrar imágenes seccionadas de alta calidad y modelos 3D de estructuras detalladas de orejas de perro. En las imágenes seccionadas de una hembra Beagle, las estructuras de las orejas se reconstruyeron mediante modelado de superficie con el objetivo de crear modelos 3D. Las imágenes seccionadas y los modelos 3D se colocaron en un software de navegación y un archivo PDF. El uso de software de navegación y el archivo PDF permiten un aprendizaje fácil y preciso de la anatomía macroscópica y radiológica de la oreja de perro. El músculo tensor del tímpano de un perro estaba conectado a la pared dorsal de la cavidad timpánica con el martillo. No se observaron diferencias notables en los huesecillos auditivos, los conductos semicirculares, el nervio facial y el conducto endolinfático entre perros y humanos. El software y el archivo PDF estarán disponibles libremente para los investigadores para ayudar en la investigación y educación veterinaria.

Improving Dental Students Fine Motor Skills by Visualization and Mental Imagery: A Pilot Randomized Clinical Trial / Mejora de las Habilidades Motoras Finas de los Estudiantes de Odontología Mediante Visualización e Imaginería: Ensayo Clínico Aleatorizado Piloto

ABSTRACT: Clinical motor skills are essential to train dental students. There is evidence that imagery serves to acquire and improve motor skills, since imagining an action, activates the same neural areas as when this is physically performed. The aim of this pilot randomized clinical trial was to examine the feasibility of tridimensional visualization associated with mental imagery on the development of fine motor skills of dental students compared to conventional training. Seventeen dental students without previous preclinical experiences, between 18-25 years old were recruited. After giving a theoretical lecture on the inlay preparation, participants were randomly allocated in two groups. The Experimental Group (N=9) performed daily 30 minutes of "mental practice" after visualizing a video showing the execution of an ideal inlay preparation alternating it with black screen periods to facilitate the imagery. The Control Group (N= 8) performed a 30 minutes "hands on practice" daily of the same preparation. On the fifth day, both groups carried out an inlay preparation physically, which was scanned and overlapped to the virtual preparation to assess accuracy. The execution time and accuracy of the preparation performed with regard to an ideal preparation were compared between groups. The learning style and fine motor skills at baseline were similar in all participants (P>0.001). No statistically significant differences were found between the groups in terms of accuracy. The time of execution in the experimental group was significantly lower than the control group. This pilot study showed that visualization associated to mental imagery could develop fine motor skills in dental students, requiring less execution time than physical practice.

RESUMEN: Las habilidades motoras clínicas son esenciales para entrenar a los estudiantes de odontología. Existe evidencia que la imaginería sirve para adquirir y mejorar las habilidades motoras, ya que al imaginar una acción, se activan las mismas áreas neuronales que cuando la acción se realiza físicamente. El objetivo de este ensayo clínico aleatorizado piloto fue examinar la factibilidad del uso de visualización tridimensional asociada con imaginería para el desarrollo de las habilidades motoras finas en estudiantes de odontología comparado con el entrenamiento convencional. Se reclutaron diecisiete estudiantes de odontología, entre 18-25 años de edad, sin experiencias preclínicas previas. Después de recibir una clase teórica sobre la preparación de una incrustación, los participantes fueron asignados aleatoriamente a dos grupos. El grupo experimental (N = 9) realizó diariamente 30 minutos de "práctica mental" después de visualizar un video que muestra la ejecución de una preparación de incrustación ideal alternando con períodos de pantalla negra para facilitar la imaginación. El grupo de control (N = 8) realizó una práctica diaria de 30 minutos de la misma preparación. El quinto día, ambos grupos llevaron a cabo físicamente una preparación de incrustación, que fue escaneada y esta imagen se superpuso a la preparación virtual ideal para evaluar la precisión. El tiempo de ejecución y la precisión de la preparación realizada con respecto a una preparación ideal se compararon entre ambos grupos. El estilo de aprendizaje y las habilidades motoras finas al inicio del estudio fueron similares en todos los participantes (P > 0,001). No se encontraron diferencias estadísticamente significativas entre los grupos en términos de precisión. El tiempo de ejecución en el grupo experimental fue significativamente menor que en el grupo control. Este estudio piloto mostró que la visualización asociada a imaginería podría desarrollar habilidades motoras finas en estudiantes de odontología, requiriendo menos tiempo de ejecución que la práctica física.

Portable Document Format File Containing the Surface Models to Learn the Stereoscopic Shape of Foot Muscles / Archivos en Formato de Documento Portátil con Modelos de Superficie para Aprender la Forma Estereoscópica de los Músculos del Pié

We intended to present a portable document format (PDF) file containing stereoscopic surface models of the foot. While other surface models are subjectively drawn based on anatomical knowledge, our models are reconstructed from high quality sectioned images. Unlike other models, ours in the complimentary PDF file can also be saved on individual user computers to be manipulated off-line. The skin, 27 bones, 24 muscles, and 19 ligaments in the foot were delineated on a male cadaver's sectioned images from the Visible Korean project. After stacking the outlines of the structures, other than those of the ligaments, surface reconstruction was performed. The resultant surface models were placed in a PDF file, in which the models could be superimposed on either the corresponding sectioned images or the color-filled outline images. PDF bookmarks were established to exhibit the groups of foot muscles conveniently. The PDF file prepared in this research is likely to be very useful for comprehension of the topographic anatomy of the foot muscles. The models it contains can be extracted by other researchers for their own virtual dissection or surgery visualization of foot as desired.

El objetivo de este estudio fue un archivo en formato de documento portátil (PDF) que contiene modelos de superficie estereoscópicas del pie. Mientras que otros modelos de superficie se dibujan subjetivamente sobre la base de los conocimientos anatómicos, nuestros modelos seccionados se reconstruyen a partir de imágenes de alta calidad. A diferencia de otros modelos, nuestro modelo en el archivo PDF también se puede guardar en los computadores de los usuarios individuales para ser manipulados fuera de línea. Se delineó la piel, 27 huesos, 24 músculos, y 19 ligamentos en los pies de un cadáver de sexo masculino del proyecto Visible Korean. Después de apilar los contornos de las estructuras, que no fuera las de los ligamentos, se llevó a cabo la reconstrucción de las superficies. Los modelos de superficie resultantes se colocan en un archivo PDF, en el que los modelos podrían ser superpuestos en cualquiera de las correspondientes imágenes seccionadas o las imágenes de contorno a color. Se establecieron marcadores de PDF para exhibir los grupos de músculos del pie cómodamente. El archivo PDF preparado de esta investigación probablemente sea muy útil para la comprensión de la anatomía topográfica de los músculos del pie. Los modelos que contiene pueden ser extraídos por otros investigadores para la disección o cirugía de visualización virtual de los pies.

Virtual movement of the ankle and subtalar joints using cadaver surface models / Movimiento virtual de las articulaciones talocrural y subtalar utilizando modelos de superficie de cadáveres

Medical students in the dissection room do not fully understand the ankle joint for dorsiflexion and plantar flexion as well as the subtalar joint for inversion and eversion. Thus, a three-dimensional simulation of the movements would be beneficial as a complementary pedagogic tool. The bones and five muscles (tibialis anterior, tibialis posterior, fibularis longus, fibularis brevis, and fibularis tertius) of the left ankle and foot were outlined in serially sectioned cadaver images from the Visible Korean project. The outlines were verified and revised; and were stacked to build surface models using Mimics software. Dorsiflexion and plantar flexion were simulated using the models on Maya to determine the mediolateral axis. Then, inversion and eversion were done to determine the anteroposterior axis. The topographic relationship of the two axes with the five affecting muscles was examined to demonstrate correctness. The models were placed in a PDF file, with which users were capable of mixed display of structures. The stereoscopic image data, developed in this investigation, clearly explain ankle movement. These graphic contents, accompanied by the sectioned images, are expected to facilitate the development of simulation for the medical students' learning and the orthopedic surgeons' clinical trial.

Los estudiantes de medicina en la sala de disección no entienden completamente la dorsiflexión y flexión plantar de la articulación talocrural, así como la inversión y eversión de la articulación subtalar. Por tanto, la simulación 3D de estos movimientos resultaría beneficiosa como herramienta pedagógica complementaria. Los huesos y cinco músculos (tibial anterior, tibial posterior, fibular largo, fibular corto y fibular tercero), se describen en imágenes del proyecto "Visible Korean", de cadáveres seccionados en serie. Los contornos fueron verificados, revisados, y agrupados para construir modelos de superficie utilizando el programa Mimics. Los movimientos de dorsiflexión y flexión plantar fueron simulados utilizando los modelos generados en el programa Maya, para determinar el eje mediolateral. La inversión y eversión se realizó para determinar el eje anteroposterior. Se examinó la relación topográfica de los dos ejes con los cinco músculos estudiados para demostrar la exactitud de movimientos. Los modelos fueron colocados en un archivo PDF, mediante el cual los usuarios fueron capaces de obtener una visualización combinada de las estructuras. Los datos procedentes de imágenes estereoscópicas, obtenidos en esta investigación, permiten explicar claramente el movimiento de las articualciones talocrural y subtalar. Estos contenidos gráficos, acompañados de las imágenes seccionadas, facilitarán el desarrollo de la simulación en el aprendizaje de los estudiantes y su uso en ensayos clínicos por parte de cirujanos ortopédicos.