Особливості 3D-реконструювання зачатків кісток черепа у пренатальному періоді онтогенезу людини
DOI:
https://doi.org/10.26641/1997-9665.2023.3.131-139Ключові слова:
3D-реконструювання, внутрішньоутробний розвиток, кістки черепа, анатомія, людина.Анотація
Актуальність. 3D-реконструювання мікроскопічних структур є цінним методом морфологічного дослідження раннього періоду онтогенезу людини. Набагато менші, ніж у дорослого організму, розміри органів і структур плодів зумовлюють технічну можливість залити їх в один парафіновий блок і реконструювати за серійними зрізами в анатомічній безперервності для вивчення форми та синтопії. Мета – з’ясувати ефективність методик 3D-реконструювання кісткової тканини в пренатальному періоді розвитку людини. Методи. Досліджено 6 серій послідовних гістологічних зрізів зародків людини віком від 4 до 6 тижнів ВУР, 15 препаратів голови передплодів людини віком від 7 до 12 тижнів ВУР, плодів людини віком від 4 до 9 місяців ВУР методом виготовлення гістологічних (5), а також гістотопографічних зрізів (10) безпосередньо з парафінового блоку та їх оцифровки, а також 14 КТ плодів людини віком від 4 до 9 місяців ВУР. Результати. 3D-реконструювання серій послідовних гістологічних зрізів ефективне для дослідження препаратів зародків, органокомплексів, зокрема, ділянок голови передплодів і плодів людини завдяки легкій ідентифікації гістологічних структур, однак потребує удосконалення способів зіставлення гістологічних зрізів. 3D-реконструювання гістотопографічних зрізів доцільне для дослідження препаратів органокомплексів передплодів і плодів людини, дозволяє ідентифікувати окремі зачатки кісток (хрящову тканину та осередки скостеніння), а також суміжні структури. 3D-реконструювання серійних КТ-зрізів ефективне для дослідження рентгенконтрастних анатомічних структур у плодовому періоді розвитку людини (кісткової тканини, контрастованих кровоносних судин). Підсумок. Вибір методики 3D-реконструювання ембріологічних структур залежить від вікового періоду матеріалу для дослідження: 3D-реконструювання серій гістологічних зрізів доцільно застосовувати при вивченні зародків та передплодів, а також окремих структур і органів плодів; 3D-реконструювання серій гістотопографічних зрізів – для дослідження органокомплексів передплодів та плодів людини; 3D-реконструювання КТ-зрізів – для вивчення окремих структур плодів людини.
Посилання
Akhtemiychuk YUT, Tsyhykalo OV, Antonyuk OP, Kashperuk-Karpyuk IS. [Three-dimensional computer reconstruction of microscopic anatomical structures]. Klinichna anatomiya ta operatyvna khirurhiya. 2013;12(2):106-109. Ukrainian.
Machin GA, Sperber GH, Ongaro I, Murdoch C. Computer graphic three-dimensional reconstruction of normal human embryo morphogenesis. Anatomy and embryology. 1996;194:439-444.
Haas A, Fischer MS. Three-Dimensional Reconstruction of Histological Sections Using Modern Product-Design Software. The Anatomical Record: An Official Publication of the American Association of Anatomists. 1997;249:510-516.
Caon M. Voxel-based computational models of real human anatomy: a review. M. Caon. Radiat. Environ. Biophys. 2004;42:229-235.
Nagaoka T, Watanabe S, Sakurai K, Kunieda E, Watanabe S, Taki M, Yamanaka Y. Development of realistic high resolution wholebody voxel models of Japanese adult male and female of average height and weight, and application of models to radio-frequency electromagnetic-field dosimetry. Physics in Medicine & Biology. 2003;49(1):1.
Moons T, Van Gool L, Vergauwen M. 3D reconstruction from multiple images part 1: Principles. Foundations and Trends® in Computer Graphics and Vision. 2010;4(4):287-404.
Azkue JJ. External surface anatomy of the postfolding human embryo: computer‐aided, three‐dimensional reconstruction of printable digital specimens. Journal of Anatomy. 2021;239(6):1438-1451.
Alomar A, Morales A, Vellvé K, Porras AR, Crispi F, Linguraru MG, Sukno F. Reconstruction of the fetus face from three-dimensional ultrasound using a newborn face statistical shape model. Computer methods and programs in biomedicine. 2022;221:106893.
Ogoke O, Guiggey D, Mon T, Shamul C, Ross S, Rao S, Parashurama N. High resolution, serial imaging of early mouse and human liver bud morphogenesis in three dimensions. bioRxiv. 2019;1:803478. DOI: https://doi.org/10.1101/803478.
Utsunomiya N, Katsube M, Yamaguchi Y, Yoneyama A, Morimoto N, Yamada S. The first 3D analysis of the sphenoid morphogenesis during the human embryonic period. Scientific Reports. 2022;12(1):5259.
Katsube M, Yamada S, Yamaguchi Y, Takakuwa T, Yamamoto A, Imai H, Suzuki S. Critical growth processes for the midfacial morphogenesis in the early prenatal period. The Cleft Palate-Craniofacial Journal. 2019;56(8):1026-1037.
Takakuwa T. Skeletal System Analysis during the Human Embryonic Period Based on MCA. Multidisciplinary Computational Anatomy: Toward Integration of Artificial Intelligence with MCA-based Medicine. Springer Nature Singapore Pte Ltd. 2022;2:113-119. DOI: https://doi.org/ 10.1007/978-981-16-4325-5
Grzonkowska M, Baumgart M, Badura M, Wiśniewski M, Szpinda M. Quantitative anatomy of the fused ossification center of the occipital squama in the human fetus. Plos one. 2021;16(2):247601. DOI: https://doi.org/10.1371/journal. pone.0247601
Liu W, Wang X, Wang Y, Wang Y, Zhang J, Shi B, Li C. Three-dimensional reconstruction of systematic histological sections: Application to observations on palatal shelf elevation. International Journal of Oral Science. 2021;13(1):17.
Balaya V, Guimiot F, Bruzzi M, El Batti S, Guedon A, Lhuaire M, Uhl JF. Feasibility of a fetal anatomy 3D atlas by computer-assisted anatomic dissection. Journal of gynecology obstetrics and human reproduction. 2020;49(9):101880.
Holroyd NA, Walsh C, Gourmet L, Walker-Samuel S. Quantitative Image Processing for Three-Dimensional Episcopic Images of Biological Structures: Current State and Future Directions. Biomedicines. 2023;11(3):909.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0), яка дозволяє іншим особам вільно поширювати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи в цьому журналі.
Автори, направляючи рукопис до редакції журналу «Morphologia», погоджуються з тим, що редакції передаються права на захист і використання рукопису (переданого до редакції матеріалу, в тому числі таких об'єктів, що охороняються авторським правом, як фотографії автора, малюнки, схеми, таблиці і т.п.), в тому числі на відтворення в пресі і в мережі Інтернет; на поширення; на переклад рукопису на будь-які мови; експорту та імпорту примірників журналу зі статтею Авторів з метою поширення, доведення до загального відома. Зазначені вище права Автори передають Редакції без обмеження терміну їх дії і на території всіх країн світу без обмеження.
Автори гарантують, що вони мають виняткові права на використання матеріалів, переданих до редакції. Редактори не несуть відповідальності перед третіми особами за порушення гарантії, надані авторами. Розглянуті права передаються до редакції з моменту підписання поточної публікації для публікації. Відтворення матеріалів, опублікованих в журналі іншими особами та юридичними особами, можливе лише за згодою редакції, з обов'язковим зазначенням повної бібліографічного посилання первинної публікації. Автори залишають за собою право використовувати опублікований матеріал, його фрагменти і частини для навчальних матеріалів, усні презентації, підготовку дисертації дисертації з обов'язковою бібліографічною посиланням на оригінальну роботу. Електронна копія опублікованій статті, що завантажується з офіційного веб-сайту журналу в форматі .pdf, може бути розміщена авторами на офіційному веб-сайті їх установ, будь-яких інших офіційних ресурсах з відкритим доступом.
