Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Biology

गणना टोमोग्राफी डेटा का उपयोग करके एक यथार्थवादी, पूरे शरीर, त्रि-आयामी इक्विन कंकाल मॉडल का निर्माण

Published: February 25, 2021 doi: 10.3791/62276

Summary

इस प्रोटोकॉल का उद्देश्य एक यथार्थवादी, पूरे शरीर, एक घोड़े के कंकाल मॉडल के निर्माण की विधि का वर्णन करना है जिसका उपयोग पूरे शरीर यांत्रिकी को चिह्नित करने के लिए कार्यात्मक शारीरिक और बायोमैकेनिकल मॉडलिंग के लिए किया जा सकता है।

Abstract

पूरे शरीर के बायोमैकेनिकल आकलन के आधार पर उपचार मानव एथलीटों में चोट की रोकथाम और पुनर्वास के लिए सफल हैं। इसी तरह के दृष्टिकोण शायद ही कभी घोड़े की एथलेटिक चोट का अध्ययन करने के लिए उपयोग किए गए हैं। यांत्रिक तनाव के कारण अपक्षयी पुराने ऑस्टियोआर्थराइटिस पुरानी पोस्टुरल शिथिलता से उत्पन्न हो सकते हैं, जो, क्योंकि प्राथमिक शिथिलता अक्सर ऊतक की चोट की साइट से दूर होती है, पूरे शरीर के बायोमैकेनिक्स मॉडलिंग के माध्यम से सबसे अच्छी तरह से पहचानी जाती है। पूरे शरीर के घोड़े कीनेमेटीक्स को चिह्नित करने के लिए, घोड़े का एक यथार्थवादी कंकाल मॉडल इक्विन गणना टोमोग्राफी (सीटी) डेटा से बनाया गया था जिसका उपयोग कार्यात्मक शारीरिक और बायोमैकेनिकल मॉडलिंग के लिए किया जा सकता है। इक्विन सीटी डेटा को 3 डी विज़ुअलाइज़ेशन सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके व्यक्तिगत त्रि-आयामी (3 डी) डेटा सेट (यानी, हड्डियों) में पुनर्निर्माण किया गया था और एक पूर्ण 3 डी कंकाल मॉडल में इकट्ठा किया गया था। मॉडल को तब 3 डी एनीमेशन और मॉडलिंग सॉफ्टवेयर का उपयोग करके धांधली और एनिमेटेड किया गया था। परिणामस्वरूप 3 डी कंकाल मॉडल का उपयोग अपक्षयी ऊतक परिवर्तनों से जुड़े घोड़े की मुद्राओं को चिह्नित करने के साथ-साथ उन मुद्राओं की पहचान करने के लिए किया जा सकता है जो ऊतक की चोट की साइटों पर यांत्रिक तनाव को कम करते हैं। इसके अलावा, जब 4 डी में एनिमेटेड होता है, तो मॉडल का उपयोग अस्वास्थ्यकर और स्वस्थ कंकाल आंदोलनों को प्रदर्शित करने के लिए किया जा सकता है और इसका उपयोग अपक्षयी लंगड़ापन वाले घोड़ों के लिए निवारक और पुनर्वासात्मक व्यक्तिगत उपचार विकसित करने के लिए किया जा सकता है। यद्यपि मॉडल जल्द ही डाउनलोड के लिए उपलब्ध होगा, यह वर्तमान में एक प्रारूप में है जिसके लिए 3 डी एनीमेशन और मॉडलिंग सॉफ़्टवेयर तक पहुंच की आवश्यकता होती है, जिसमें नए उपयोगकर्ताओं के लिए काफी सीखने की अवस्था होती है। यह प्रोटोकॉल उपयोगकर्ताओं को (1) ब्याज के किसी भी जीव के लिए इस तरह के मॉडल को विकसित करने और (2) अपने स्वयं के शोध प्रश्नों के लिए इस विशिष्ट अश्व मॉडल का उपयोग करने में मार्गदर्शन करेगा।

Introduction

घोड़ों में क्रोनिक लंगड़ापन अक्सर पुराने ऑस्टियोआर्थराइटिस (ओए) के समान प्रगतिशील अपक्षयी ऊतक घावों से जुड़ा होता है, जो मनुष्यों में एक प्रमुख सार्वजनिक स्वास्थ्य समस्या 1,2,3,4,5,6,7,8,9 . मानव चिकित्सा में, क्योंकि विशिष्ट घावों (जैसे, फार्माकोथेरेपी और प्रत्यक्ष चोंड्रल मरम्मत) के इलाज पर केंद्रित चिकित्सीय दृष्टिकोण ज्यादातर विफल रहे हैं, पैथोमैकेनिकल बलों को अब ओए में ऊतक क्षति के मूल कारण के रूप में पहचाना जाता है। विचलित या रोगतंत्र बल हड्डी और उपास्थि कोशिकाओं दोनों को सीधे प्रभावित करते हैं, भड़काऊ मध्यस्थों और प्रगतिशील ऊतक अध: पतन की रिहाई को प्रेरित करतेहैं 9. इन टिप्पणियों से संकेत मिलता है कि जब तक प्रेरक यांत्रिक बलों को ठीक नहीं किया जाता है, तब तक कई पुरानी अपक्षयी हड्डी और संयुक्त रोग प्रगति जारी रखेंगे। इसलिए, मानव चिकित्सा में चिकित्सीय फोकस उन दृष्टिकोणों पर स्थानांतरित हो रहा है जो लक्षित व्यायाम10,11 के माध्यम से प्रभावित जोड़ों को "अनलोड" करते हैं। हालांकि, यह बदलाव अभी तक घोड़े की दवा में नहीं किया गया है, आंशिक रूप से क्योंकि घोड़े की गति के लिए मॉडल जिन्हें किसी व्यक्ति के आंदोलनों को दिखाने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है, की आवश्यकता होती है।

एथलेटिक प्रदर्शन को अनुकूलित करने और मानव एथलीटों11 में चोट वसूली की सुविधा के लिए प्रशिक्षण कार्यक्रमों को डिजाइन करने में व्यापक, पूरे शरीर का बायोमैकेनिकल विश्लेषण आम है (उदाहरण के लिए, जर्नल "स्पोर्ट्स बायोमैकेनिक्स" भी देखें), लेकिन घोड़े के एथलीटों के लिए कम सामान्यतः किया जाता है (लेकिन12 देखें)। इस प्रकार, यहां व्यापक लक्ष्य घोड़े के लंगड़ेपन के पैथोमैकेनिकल मॉडल स्थापित करना है जिसका उपयोग घोड़े के एथलीटों के स्वास्थ्य में सुधार के लिए व्यक्तिगत निवारक और पुनर्वास उपचार विकसित करने के लिए किया जा सकता है। इस तरह के रोगतंत्र मॉडल क्षेत्रों (यानी, रीढ़ की हड्डी) के कार्यात्मक शरीर रचना विज्ञान में अंतर को चिह्नित कर सकते हैं जो दूसरों (यानी, निचले अंग) के रूप में नग्न आंखों के लिए आसानी से समझ में नहीं आते हैं। इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए, पहला उद्देश्य एक शारीरिक रूप से सटीक, हेरफेर करने योग्य, पूरे शरीर, घोड़े के कंकाल मॉडल को विकसित करना था जिसका उपयोग कार्यात्मक शारीरिक, गतिज और गतिज विश्लेषण में रुचि रखने वाले शोधकर्ताओं द्वारा टेम्पलेट के रूप में किया जा सकता है। चिकित्सकों और शोधकर्ताओं को घुड़सवार करने के लिए उपयोगी होने के लिए, इस मॉडल को (1) सटीक शारीरिक स्थिति को सक्षम करने के लिए जैविक रूप से यथार्थवादी होना चाहिए, (2) स्वस्थ और गैर-स्वस्थ घोड़ों के विभिन्न आसनों के मॉडलिंग के लिए आसान और सटीक समायोजन की अनुमति दें, (3) विभिन्न चालों के प्रभावों का अध्ययन करने के लिए एनिमेटेड होने में सक्षम होना चाहिए, और (4) पदों और आंदोलनों के दोहराए जाने योग्य पुन: निर्माण की सुविधा प्रदान करना चाहिए।

सीटी डेटा से एक 3 डी ग्राफिक पूरे शरीर के घोड़े के कंकाल मॉडल का निर्माण किया गया था जिसमें एक दूसरे के सापेक्ष हड्डियों की स्थिति में हेरफेर किया जा सकता था और फिर गति में घोड़े की तस्वीरों या वीडियो से आंदोलनों से मेल खाने के लिए एनिमेटेड किया जा सकता था, इस प्रकार एक 4 डी अश्व कंकाल मॉडल बनाया गया था। संबोधित किए जाने वाले प्रश्न को सबसे अच्छा फिट करने के आधार पर, मॉडल का उपयोग 2 डी, 3 डी और 4 डी संस्करणों में या विभिन्न संयोजनों में विशिष्ट पदों या मुद्राओं के रोगोमैकेनिकल प्रभावों को चित्रित करने और चिह्नित करने के लिए किया जा सकता है। अपने मूल और लचीले डिजाइन के कारण, मॉडल एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करता है जिसे शोधकर्ताओं द्वारा उनके विशिष्ट प्रश्नों और डेटा मापदंडों को प्रतिबिंबित करने के लिए संशोधित किया जा सकता है। इस तरह के मापदंडों में शामिल हैं, उदाहरण के लिए, सेक्स और पशु आकार, 3 डी गति विश्लेषण डेटा, नरम ऊतक बल अनुमान, और जड़त्वीय गुणों के आधार पर शारीरिक जानकारी। इस प्रकार, मॉडल विशिष्ट क्षेत्रों या जोड़ों के अधिक विस्तृत विश्लेषण की अनुमति देता है, जबकि उन प्रयोगों को स्थापित करने के लिए आधार भी प्रदान करता है जो जीवित घोड़ों पर किए जाने में असमर्थ हैं। नमूना उपलब्धता (जैसे, पसलियों में कटौती) और स्कैनर से संबंधित व्यावहारिक सीमाओं के कारण, पूरे शरीर के घोड़े का मॉडल तीन घोड़े के नमूनों से डेटा को विलय करने का परिणाम है। इस प्रकार, मॉडल एक व्यक्ति का सही प्रतिनिधित्व नहीं है, लेकिन व्यक्तिगत परिवर्तनशीलता का अधिक व्यापक रूप से प्रतिनिधित्व करने के लिए मानकीकृत किया गया है। संक्षेप में, यह शोधकर्ताओं की जरूरतों के अनुरूप उपयोग और संशोधित करने के लिए एक टेम्पलेट है। ट्रंक, सिर और गर्दन और अंगों के सीटी स्कैन को हड्डी एल्गोरिथ्म, 0.9, 1 मिमी स्लाइस की पिच का उपयोग करके 64-स्लाइस सीटी स्कैनर के साथ लगभग एक ही आकार के दो घोड़े के नमूनों से प्राप्त किया गया था। पसलियों के एक सेट के सीटी स्कैन को हड्डी एल्गोरिथ्म, 0.9, 0.64 मिमी स्लाइस की पिच का उपयोग करके 64-स्लाइस सीटी स्कैनर के साथ अधिग्रहित किया गया था।

बोनी जोड़ों (जैसे, अंग के भीतर) की शारीरिक अखंडता को बनाए रखा गया था। सीटी स्कैन में उपलब्ध नरम ऊतकों का उपयोग हड्डियों के प्लेसमेंट की पुष्टि करने के लिए भी किया गया था। चूंकि कुछ पूरी पसलियां और सभी पसलियों के समीपस्थ भाग उपलब्ध थे और वक्ष नमूने पर स्कैन किए गए थे, इसलिए अलग-अलग स्कैन की गई पसलियों को सटीक रूप से आकार दिया जा सकता था और पूरे शरीर के कंकाल मॉडल के भीतर रखा जा सकता था। परिणामस्वरूप सीटी डिजिटल इमेजिंग और मेडिसिन में संचार (डीआईसीओएम) डेटा को 3 डी विज़ुअलाइज़ेशन सॉफ़्टवेयर ( सामग्री की तालिका देखें) में आयात किया गया था, और व्यक्तिगत हड्डियों को व्यक्तिगत डेटा सेट (यानी, हड्डी जाल) में विभाजित किया गया था। व्यक्तिगत 3 डी हड्डी जाल तब 3 डी एनीमेशन और मॉडलिंग सॉफ्टवेयर (सामग्री की तालिका) में आयात किए गए थे, जहां वे आकार के थे, यदि आवश्यक हो, और हेराफेरी की तैयारी में एक पूर्ण घोड़े के कंकाल में इकट्ठे हुए- हड्डी के जाल को जोड़ने की एक ग्राफिक विधि ताकि उनके आंदोलनों को जोड़ा जा सके (चित्रा 1)।

Protocol

1. अग्रभाग धांधली

  1. आंदोलन के सभी क्षेत्रों में अग्रभाग के अंदर ग्राफिक जोड़ों को रखें।
    नोट: परिणामी संयुक्त प्लेसमेंट ताबूत की हड्डी (चित्रा 2 ए) के डिस्टल छोर के लिए स्कैपुला से एक संयुक्त श्रृंखला है। कार्पल हड्डियों के क्षेत्र में, झुकने त्रिज्या को बढ़ाने के लिए निकटता में 3 जोड़ों का उपयोग किया जाता है।
    1. हेराफेरी मेनू सेट को सक्षम करने के लिए F3 कुंजी दबाएँ। मेनू में, कंकाल | का चयन करें जोड़ बनाएँ उपकरण का चयन करने के लिए जोड़ बनाएँ
    2. सॉफ़्टवेयर के दृश्य पैनल में, 1 से 10 के क्रम में चित्रा 2A में पाए गए जोड़ों के अनुमानित क्षेत्रों में क्लिक करें, और ENTER कुंजी दबाएँ
    3. वांछित संयुक्त पर क्लिक करके जोड़ों की स्थिति को समायोजित करें और वांछित स्थिति में संयुक्त अनुवाद करने के लिए डब्ल्यू कुंजी दबाकर मूव टूल का उपयोग करें। वैकल्पिक रूप से, वांछित संयुक्त पर क्लिक करके और चैनल बॉक्स / लेयर एडिटर पैनल में पाए जाने वाले अनुवाद एक्स, अनुवाद वाई और अनुवाद जेड मूल्यों को बदलकर एक संयुक्त समायोजित करें।
  2. 5 अलग-अलग व्युत्क्रम गतिज हैंडल (आईके हैंडल) बनाएं (जोड़ों को चित्रा 2 ए में पाई गई संख्याओं द्वारा संदर्भित किया जाएगा)।
    1. मेनू में, कंकाल | का चयन करें IK हैंडल बनाएँ उपकरण का चयन करने के लिए IK हैंडल बनाएँआईके हैंडल बनाएं टूल का उपयोग करके, संयुक्त 1 का चयन करें, फिर संयुक्त 3; इस आईके हैंडल फ्रंट लेग आईके को आउटलाइनर पैनल में नाम दें। आईके हैंडल उपकरण बनाएं का उपयोग करके, संयुक्त 3 का चयन करें, फिर संयुक्त 7; इस आईके हैंडल फ्रंट लोअर आईके का नाम दें।
    2. आईके हैंडल बनाएं टूल का उपयोग करके, संयुक्त 7 का चयन करें, फिर संयुक्त 8; इस आईके हैंडल फ्रंट टो 1 आईके को आउटलाइनर पैनल में नाम दें। आईके हैंडल उपकरण बनाएं का उपयोग करके, संयुक्त 8 का चयन करें, फिर संयुक्त 9; इस आईके हैंडल फ्रंट टो 2 आईके को आउटलाइनर पैनल में नाम दें। आईके हैंडल बनाएं टूल का उपयोग करके, संयुक्त 9 का चयन करें, फिर संयुक्त 10; इस आईके हैंडल फ्रंट टो 3 आईके को आउटलाइनर पैनल में नाम दें।
  3. अग्रभाग नियंत्रण बनाएँ
    1. मेनू में सर्कल टूल का उपयोग करके एक गैर-वर्दी तर्कसंगत बी-स्प्लाइन (NURBS) सर्कल बनाएँ | एनयूआरबीएस प्राइमेटिव्स | सर्कल
    2. दो एनयूआरबीएस सर्कल बनाएं और उन्हें संयुक्त 3 और संयुक्त 10 को घेरने के लिए मूव टूल का उपयोग करके स्थानांतरित करें, और उन्हें क्रमशः फ्रंट सीटीआरएल और फ्रंट लोअर सीटीआरएल नाम दें, क्रमशः, आउटलाइनर पैनल में।
    3. एक एनयूआरबीएस सर्कल बनाएं; सर्कल का चयन करें, और चैनल बॉक्स/लेयर संपादक पैनल में, Z मान को 90 में घुमाएँ परिवर्तित करेंमूव टूल का उपयोग करके, इसे संयुक्त 10 की नोक पर रखें, और इसे आउटलाइनर पैनल में फ्रंट फ्लिक सीटीआरएल नाम दें।
  4. समूह फ्रंट टो 1 आईके, फ्रंट टो 2 आईके, और फ्रंट टो 3 आईके तीनों का चयन करके और सीटीआरएल + जी कुंजी दबाकर। इस समूह को फ्रंट टो ग्रुप को आउटलाइनर पैनल में नाम दें। पेरेंट IK हैंडल और सामने पैर की अंगुली समूह नियंत्रण करने के लिए।
    नोट: उचित माता-पिता के पेड़ को सुनिश्चित करने के लिए नीचे वर्णित सटीक क्रम में शिफ्ट + चयन करना महत्वपूर्ण है।
    1. फ्रंट लेग आईके का चयन करें, फिर आउटलाइनर पैनल में फ्रंट सीटीआरएल, और पी कुंजी दबाएं।
    2. फ्रंट लोअर सीटीआरएल का चयन करें, फिर आउटलाइनर पैनल में फ्रंट सीटीआरएल, और पी कुंजी दबाएं।
    3. फ्रंट लोअर आईके का चयन करें, फिर आउटलाइनर पैनल में फ्रंट लोअर सीटीआरएल का चयन करें, और पी कुंजी दबाएं।
    4. फ्रंट फ्लिक सीटीआरएल का चयन करें, फिर आउटलाइनर पैनल में फ्रंट लोअर सीटीआरएल का चयन करें और पी कुंजी दबाएं।
    5. फ्रंट टो ग्रुप का चयन करें, फिर आउटलाइनर पैनल में फ्रंट फ्लिक सीटीआरएल का चयन करें, और पी कुंजी दबाएं।
  5. हड्डी के जाल को बांधने के लिए बाइंड स्किन टूल का उपयोग करें, सीसामॉइड हड्डियों को छोड़कर, जिसमें नेविकुलर हड्डियों को सबसे समीपस्थ संयुक्त में शामिल किया गया है। सुनिश्चित करें कि प्रत्येक हड्डी जाल केवल एक संयुक्त से बंधा हुआ है।
    1. हड्डी जाल पर क्लिक करें, शिफ्ट + सबसे समीपस्थ संयुक्त पर क्लिक करें, और त्वचा के तहत बाइंड स्किन टूल का चयन करें | त्वचा को बांधें
  6. सीसामॉइड हड्डियों और नेविकुलर हड्डी में हेराफेरी
    1. एक संयुक्त बनाएं, इसे सीसामॉइड हड्डी के बीच में रखें, और एंटर कुंजी दबाएं। दृश्य पैनल में, सीसामॉइड हड्डी जाल का चयन करें, और शिफ्ट + हड्डी के बीच में संयुक्त पर क्लिक करें। जाल को संयुक्त से बांधने के लिए बाइंड स्किन टूल का उपयोग करें।
      नोट: पैर की स्थिति बदलते समय समायोजन के लिए मूव एंड रोटेट टूल का उपयोग करके अब सेसामॉइड हड्डी में हेरफेर किया जा सकता है।
    2. दृश्य पैनल में, सीसामॉइड हड्डी में संयुक्त का चयन करें, शिफ्ट + अग्रभाग में निकटतम संयुक्त पर क्लिक करें, और पी कुंजी दबाएं।
      नोट: यह माता-पिता तिल की हड्डी में अग्रभाग में संयुक्त होता है।
    3. अन्य तिल की हड्डियों और नेविकुलर हड्डी के लिए चरण 1.6.1 से 1.6.2 दोहराएं।
  7. अन्य अग्रभाग के लिए चरण 1.1 से 1.6 तक दोहराएँ।
    नोट: स्कैपुला में संयुक्त का चयन किया जा सकता है और मूव टूल का उपयोग करके सभी 3 दिशाओं (स्वतंत्रता के 6 डिग्री) में अनुवाद किया जा सकता है।

2. हिंदलिम्ब धांधली

  1. ताबूत की हड्डी (चित्रा 2 बी) के बाहर के छोर के लिए डेमर के सिर से एक संयुक्त श्रृंखला प्राप्त करने के लिए आंदोलन के सभी क्षेत्रों में हिंडलिंब के अंदर जोड़ों को रखें।
  2. 5 अलग आईके हैंडल बनाएं (जोड़ों को चित्रा 2 बी में पाए जाने वाले नंबरों को संदर्भित किया जाएगा)।
    1. आईके हैंडल टूल बनाएं का उपयोग करके, संयुक्त 11 का चयन करें, फिर संयुक्त 12; इस आईके हैंडल हिंद आईके को आउटलाइनर पैनल में नाम दें। आईके हैंडल टूल बनाएं का उपयोग करके, संयुक्त 12 का चयन करें, फिर संयुक्त 14; इस आईके हैंडल को आउटलाइनर पैनल में हिंद लोअर आईके का नाम दें।
    2. आईके हैंडल टूल बनाएं का उपयोग करके, संयुक्त 14 का चयन करें, फिर संयुक्त 15; इस आईके हैंडल को आउटलाइनर पैनल में हिंद पैर की अंगुली 1 आईके का नाम दें। आईके हैंडल टूल बनाएं का उपयोग करके, संयुक्त 15 का चयन करें, फिर संयुक्त 16; इस आईके हैंडल को आउटलाइनर पैनल में हिंद पैर की अंगुली 2 आईके का नाम दें।
    3. आईके हैंडल टूल बनाएं का उपयोग करके, संयुक्त 16 का चयन करें, फिर संयुक्त 17; इस आईके हैंडल को आउटलाइनर पैनल में हिंद पैर की अंगुली 3 आईके का नाम दें।
  3. हिंदलिंब नियंत्रण बनाएँ
    1. हिंद सीटीआरएल और हिंद लोअर सीटीआरएल नामक दो एनयूआरबीएस सर्कल बनाएं और उन्हें क्रमशः संयुक्त 12 और संयुक्त 17 को घेरने के लिए स्थानांतरित करें।
    2. हिंद फ्लिक सीटीआरएल नामक एक एनयूआरबीएस सर्कल बनाएं। इस सर्कल को ऊर्ध्वाधर बनाएं, और इसे संयुक्त 10 की नोक पर रखें।
  4. ग्रुप हिंद टो 1 आईके, हिंद टो 2 आईके, और हिंद पैर की अंगुली 3 आईके तीनों का चयन करके और सीटीआरएल + जी दबाकर। इस समूह का नाम हिंड टो समूह रखें
  5. माता-पिता आईके संभालता है और हिंद पैर की अंगुली समूह नियंत्रण करने के लिए। एक उचित माता-पिता के पेड़ को सुनिश्चित करने के लिए नीचे वर्णित सटीक क्रम में शिफ्ट + चयन करना सुनिश्चित करें।
    1. हिंद आईके का चयन करें, फिर हिंद सीटीआरएल, और पी कुंजी दबाएं।
    2. हिंद लोअर सीटीआरएल का चयन करें, फिर हिंद सीटीआरएल, और पी कुंजी दबाएं।
    3. हिंद लोअर आईके का चयन करें, फिर हिंद लोअर सीटीआरएल, और पी कुंजी दबाएं।
    4. हिंद फ़्लिक सीटीआरएल का चयन करें, फिर हिंद लोअर सीटीआरएल, और पी कुंजी दबाएं।
    5. हिंद पैर की अंगुली समूह का चयन करें, फिर हिंद फ़्लिक Ctrl, और P कुंजी दबाएँ।
  6. हड्डी के जाल को सबसे समीपस्थ संयुक्त से बांधने के लिए बाइंड स्किन टूल का उपयोग करें। सुनिश्चित करें कि प्रत्येक हड्डी जाल केवल एक संयुक्त से बंधा हुआ है।
    1. हड्डी जाल पर क्लिक करें, शिफ्ट + सबसे समीपस्थ संयुक्त पर क्लिक करें, और त्वचा के तहत बाइंड स्किन टूल का चयन करें | त्वचा को बांधें
  7. हेराफेरी पटेला, सीसामॉइड हड्डियों, और नेविकुलर हड्डी
    1. एक संयुक्त बनाएं, इसे पटेला के बीच में रखें, और एंटर कुंजी दबाएं। दृश्य पैनल में, पटेला जाल का चयन करें, और शिफ्ट + पटेला में संयुक्त पर क्लिक करें। जाल को संयुक्त से बांधने के लिए बाइंड स्किन टूल का उपयोग करें।
      नोट: पैर की स्थिति बदलते समय समायोजन के लिए मूव एंड रोटेट टूल का उपयोग करके पटेला को अब हेरफेर किया जा सकता है।
    2. दृश्य पैनल में, पटेला में संयुक्त का चयन करें, शिफ्ट + अग्रभाग में निकटतम संयुक्त पर क्लिक करें, और पटेला में संयुक्त को अग्रभाग में माता-पिता के लिए पी कुंजी दबाएं।
    3. तिल की हड्डियों और नेविकुलर हड्डी के लिए चरण 2.7.1 और 2.7.2 दोहराएं।
  8. अन्य हिंडलिंब के लिए चरण 2.1 से 2.7 तक दोहराएँ।

3. रिबन रीढ़ की हड्डी हेराफेरी

  1. 1 यू-पैच और # वी-पैच के साथ रीढ़ की लंबाई के बराबर लंबाई के साथ परिवर्तित विकल्पों के साथ एक एनयूआरबीएस प्लेन बनाएं, जहां # वक्ष और काठ कशेरुक की संख्या है।
    नोट: इस पेपर के लिए, लंबाई 22 वी पैच के साथ 20 है।
    1. | बनाएँ के तहत प्लेन बनाएँ उपकरण के बगल में पाए जाने वाले वर्ग का चयन करें एनयूआरबीएस प्राइमेटिव्स | विमान
  2. परिवर्तित विकल्पों के साथ विमान का पुनर्निर्माण करें।
    1. मॉडलिंग मेनू सेट दर्ज करने के लिए F2 कुंजी दबाएँ। दृश्य फलक में समतल का चयन करें, और सतहों के तहत पुनर्निर्माण उपकरण के बगल में वर्ग का चयन करके पुनर्निर्माण उपकरण सेटिंग्स का चयन करें | पुनर्निर्माण करें। निम्नलिखित विकल्पों का उपयोग करें: स्पैन की संख्या यू = 1; स्पैन की संख्या वी = # (इस मामले में 22); डिग्री आप और डिग्री वी विकल्प दोनों के लिए "1 रैखिक" का चयन करें; अन्य सेटिंग्स को डिफ़ॉल्ट रूप से रखें; और पुनर्निर्माण बटन दबाएं।
  3. परिवर्तित विकल्पों के साथ हैमर बनाएं।
    1. FX मेनू सेट दर्ज करने के लिए F5 कुंजी दबाएँ। "व्यू पैनल में विमान का चयन करें, और एनहेयर के बगल में वर्ग का चयन करके परिवर्तित विकल्पों के साथ बाल बनाएं टूल का उपयोग करें | बाल बनाएं। निम्न विकल्पों का उपयोग करें: आउटपुट एनयूआरबीएस घटता पर सेट; यू गिनती = 1; वी गिनती = # (इस मामले में 22); अन्य विकल्पों को डिफ़ॉल्ट रूप से रखें; और बाल बनाएं बटन दबाएं
  4. बाह्यरेखण पैनल में निम्नलिखित हटाएं: न्यूक्लियस 1, हेयरसिस्टम 1 आउटपुटकर्व्स समूह, और हेयरसिस्टम 1हेयरसिस्टम 1 फ़ॉलिकल्स लेबल वाले समूह का पूरी तरह से विस्तार करें, और curve__ के साथ लेबल किए गए सभी आइटम हटा दें।
    नोट: परिणाम हेयरसिस्टम 1 फ़ॉलिकल्स लेबल वाले समूह को छोड़ना चाहिए जिसमें nurbsPlane_Follicle____ लेबल किए गए आइटमों की एक सूची शामिल है।
  5. विमान का चयन करें, और इसे स्थानांतरित करें और उन्मुख करें ताकि यह मूव टूल और रोटेट टूल का उपयोग करके रीढ़ की हड्डी के साथ लगभग ओवरलैप हो। विमान का चयन करें, सही माउस बटन दबाए रखें, और विमान के सभी कोने को दृश्यमान बनाने के लिए नियंत्रण वर्टेक्स का चयन करें।
  6. उस ऊंचाई पर कशेरुकाओं के बीच होने के लिए रोम को उन्मुख करने के लिए कोने को स्थानांतरित करें जहां रीढ़ की हड्डी होगी। व्यू पैनल में किसी भी स्थान पर अलग-अलग जोड़ों की # संख्या (इस मामले में 22) बनाएं क्योंकि इन जोड़ों की स्थिति को बाद के चरणों में ठीक किया जाएगा।
  7. एक nurbsPlane_Follicle____ के साथ एक संयुक्त माता-पिता ताकि प्रत्येक के पास अपने पेड़ के नीचे एक एकल संयुक्त हो।
    1. बाह्यरेखण पैनल में, चरण 3.6 में बनाए गए एक संयुक्त का चयन करें, फिर सीटीआरएल + एक nurbsPlane_Follicle____ पर क्लिक करें, और पी कुंजी दबाएं। चरण 3.6 में बनाए गए अन्य जोड़ों के साथ 3.7.1 दोहराएं और अन्य ऑब्जेक्ट एस nurbsPlane_Follicle____
  8. रूपरेखा पैनल में, सीटीआरएल + सभी जोड़ों का चयन करें; लेयर बॉक्स पैनल में, अनुवाद एक्स, वाई और जेड को 0 पर सेट करें। सीटीआरएल द्वारा सभी जोड़ों को डुप्लिकेट करें + आउटलाइनर पैनल में सभी जोड़ों का चयन करें और सीटीआरएल + डी कुंजी दबाएं। सीटीआरएल द्वारा सभी डुप्लिकेट जोड़ों को अन-पेरेंट करें + आउटलाइनर पैनल में सभी डुप्लिकेट जोड़ों का चयन करना और शिफ्ट + पी कुंजी दबाना
  9. जोड़ों को उनके संबंधित कशेरुक जाल के साथ nurbsPlane_Follicle____ के तहत बांधें।
    1. हेराफेरी मेनू सेट दर्ज करने के लिए F3 कुंजी दबाएँ nurbsPlane_Follicle____ के तहत मूल संयुक्त (डुप्लिकेट संयुक्त नहीं) पर क्लिक करें, शिफ्ट + संबंधित कशेरुक जाल पर क्लिक करें, और फिर त्वचा के तहत बाइंड स्किन टूल का उपयोग करें | त्वचा को बांधें। प्रत्येक संयुक्त और कशेरुक जाल के लिए चरण 3.9.1 में इन क्रियाओं को दोहराएं।
  10. सीटीआरएल + सभी डुप्लिकेट जोड़ों और विमान पर क्लिक करें, और विमान के लिए सभी डुप्लिकेट जोड़ों को बांधने के लिए बाइंड स्किन टूल का उपयोग करें।
    नोट: डुप्लिकेट जोड़ों को अब कशेरुकाओं को नियंत्रित करने के लिए हेरफेर किया जा सकता है।
  11. गर्भाशय ग्रीवा और दुम कशेरुकाओं के लिए 3.1 के माध्यम से चरण 3.1 दोहराएं।

4. रिब और उरोस्थि हेराफेरी

  1. रिब सिर पर अलग-अलग जोड़ों को रखें, तटीय उपास्थि के समीपस्थ छोर पर, और तटीय उपास्थि के बाहर के छोर पर। अपने रिब सिर पर संयुक्त करने के लिए तटीय उपास्थि के समीपस्थ अंत में संयुक्त माता-पिता।
  2. तटीय उपास्थि के समीपस्थ छोर पर निकटतम संयुक्त के लिए तटीय उपास्थि के डिस्टल छोर पर संयुक्त माता-पिता। रिब सिर पर संयुक्त को रीढ़ की हड्डी के जोड़ में माता-पिता करें जो रिब को कशेरुक पुच्छल को नियंत्रित करता है।
  3. स्किन टैब के तहत सेट किए गए हेराफेरी मेनू में, रिब को उसके सिर पर संयुक्त और तटीय उपास्थि को उसके समीपस्थ छोर और डिस्टल छोर पर दोनों जोड़ों को बांधने के लिए बाइंड स्किन टूल का उपयोग करें।
  4. प्रत्येक रिब के लिए 4.3 के माध्यम से चरण 4.1 दोहराएँ।
  5. प्रत्येक स्टर्नल सेगमेंट के सबसे कपाल छोर पर अलग-अलग जोड़ों को रखें। प्रत्येक उरोस्थि खंड संयुक्त को रीढ़ की हड्डी के संयुक्त में प्रत्येक स्टर्नल सेगमेंट संयुक्त के लिए सबसे पृष्ठीय माता-पिता। स्किन टैब के तहत सेट किए गए हेराफेरी मेनू में, स्टर्नल सेगमेंट को इसके संयुक्त से बांधने के लिए बाइंड स्किन टूल का उपयोग करें।

5. पोजिशनिंग और एनीमेशन

  1. टाइमलाइन में किसी फ़्रेम का चयन करें.
  2. मॉडल और नियंत्रण की स्थिति। एक नि: शुल्क छवि विमान बनाकर एक संदर्भ के रूप में उपयोग करने के लिए एक छवि आयात करें।
    नोट: चलने पर घोड़े के मुयब्रिज13 से छवियों को अवधारणा के प्रमाण के रूप में इस्तेमाल किया गया था।
    1. जबकि नि: शुल्क छवि विमान का चयन किया जाता है, विशेषता संपादक टैब के तहत और छवि विमान विशेषताएँ ड्रॉपडाउन मेनू के तहत छवि फ़ाइल का चयन करें।
  3. सभी नियंत्रणों और रीढ़ की हड्डी नियंत्रण जोड़ों का चयन करें, और उन्हें कुंजी फ्रेम के रूप में सहेजने के लिए एस कुंजी दबाएं।
  4. समयरेखा के साथ विभिन्न फ्रेम के साथ, नियंत्रण और रीढ़ नियंत्रण जोड़ों को स्थानांतरित करें और घुमाएं, और एस दबाएं।
    नोट: नियंत्रण और रीढ़ की हड्डी नियंत्रण जोड़ों को पुनर्स्थापित करना और उन्हें समयरेखा के विभिन्न बिंदुओं के साथ कुंजी फ्रेम के रूप में सहेजना एक एनीमेशन बनाता है। समयरेखा के प्रत्येक फ्रेम के साथ एक कुंजी फ्रेम सेट करने की आवश्यकता नहीं है; केवल महत्वपूर्ण पदों या समय को कुंजी-फ्रेम करने की आवश्यकता है। 3 डी एनीमेशन और मॉडलिंग सॉफ्टवेयर प्रत्येक नियंत्रण और रीढ़ नियंत्रण संयुक्त की कुंजी-फ़्रेमयुक्त पदों के बीच प्रक्षेपित होगा, जिससे एक चिकनी एनीमेशन बन जाएगा।

Representative Results

विधि का परिणाम 3 डी एनीमेशन और मॉडलिंग सॉफ्टवेयर के अंदर एक 3 डी पूर्ण घोड़ा कंकाल मॉडल था जो सटीक शारीरिक स्थिति और आंदोलन सिमुलेशन की अनुमति देता है। मॉडल में स्वयं एक ग्राफिक हेराफेरी प्रणाली है जो अग्रभाग, हिंडलिंब, रीढ़, गर्दन और रिबकेज को सौंपी गई है। 3 डी मॉडल को कई व्यक्तियों द्वारा विभिन्न मुद्राओं (चित्रा 3 और चित्रा 4) में रखा जा सकता है। 4 डी मॉडल (गति में) के आंदोलनों की तुलना साइड, बैक और फ्रंट के वीडियो के साथ-साथ ओवरहेड ड्रोन फुटेज के साथ की गई है ताकि रीढ़ की हड्डी की गति और चलने पर घोड़ों के वीडियो को अधिक सटीक रूप से चित्रित किया जा सके (वीडियो), कैंटर, और ट्रॉट उन चालों के एनिमेशन बनाने के लिए।

Figure 1
चित्रा 1: 3 डी घोड़े मॉडल को विभिन्न मुद्राओं में ले जाया जा सकता है और 3 डी एनीमेशन और मॉडलिंग सॉफ्टवेयर में विभिन्न चालों में पूरे शरीर के आंदोलनों को प्रदर्शित करने के लिए एनिमेटेड किया जा सकता है। ग्राफिक रिबन रीढ़ जो बोनी रीढ़ की प्राकृतिक गति को सक्षम बनाता है, हरे रंग के विमान द्वारा सचित्र है। विभिन्न ग्राफिक रिग्स और संलग्न हड्डी के जाल को स्थानांतरित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले नियंत्रण मॉडल पर पीले अंडाकार और क्रॉस तीर द्वारा सचित्र हैं। () स्थायी स्थिति। (सी) पालन की स्थिति। (बी, डी) ग्राफिक हेराफेरी प्रणाली से जुड़ी हड्डी के जाल के साथ मॉडल। नियंत्रण की स्थिति घोड़े के कंकाल की स्थिति को बदल देती है। () खड़ा घोड़ा। () घोड़ा पालना। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 2
चित्रा 2: जोड़ों के साथ प्रत्येक अंग की हेराफेरी स्थिति और आंदोलन के निर्माण के लिए अनुमति देती है। () संख्या 1-10 के साथ इंगित ग्राफिक जोड़ों के साथ अग्रभाग। (बी) ग्राफिक जोड़ों के साथ हिंदलिम्ब 11-17 संख्याओं के साथ इंगित किया गया है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 3
चित्रा 3: 3 डी घोड़ा मॉडल अवधारणा के प्रमाण के रूप में और पहले एनिमेशन बनाने के लिए क्लासिक मुयब्रिज13 तस्वीरों से मेल खाता था। () चलने पर एक घोड़े की मुयब्रिज तस्वीरें। (बी) एनीमेशन में कुंजी फ्रेम के रूप में उपयोग की जाने वाली तस्वीरों पर 3 डी अश्व मॉडल लगाया गया है। (सी) 3 डी घोड़ा मॉडल। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 4
चित्रा 4: 3 डी घोड़े के मॉडल को विभिन्न मुद्राओं में ले जाया जा सकता है (उदाहरण के लिए, रीढ़ की हड्डी का अनुप्रस्थ रोटेशन) इस तरह के आसनों के संबंध को समझने के लिए रोगतंत्र बल शासन और प्रभावित कंकाल तत्वों, जोड़ों और नरम ऊतकों के परिणामस्वरूप अध: पतन। वक्ष के दृश्य को सक्षम करने के लिए सिर और ग्रीवा कशेरुकाओं के साथ 3 डी घोड़ा मॉडल छिपा हुआ है। (बी) घोड़े का एक ग्राफिक 2 डी प्रतिनिधित्व (सवार के साथ) रीढ़ की हड्डी के अनुप्रस्थ रोटेशन के साथ एक घोड़े के एक ट्रांसवर्सल रोटेशन के साथ सिर और ग्रीवा कशेरुकाओं के साथ 3 डी अश्व मॉडल की एक स्थिर छवि की तुलना में ग्राफिक रूप से हेरफेर की गई तस्वीरों का उपयोग करके वक्ष के दृश्य को सक्षम करने के लिए छिपा हुआ है। यहां कंकाल और शरीर के अंगों पर अनुप्रस्थ रोटेशन के प्रभाव पर ध्यान दें। चित्रित स्थिति बाएं अग्रभाग को अधिभारित करेगी, जिसे जीवित घोड़े में बाएं सामने की खुर की दीवार के संपीड़न और क्रैकिंग द्वारा समर्थित किया गया था। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

वीडियो। 4 डी घोड़ा। कंकाल की प्रमुख स्थिति, जैसा कि मुयब्रिज से मेल खाता है घोड़े की13 तस्वीरें, टहलने पर घोड़े का एनीमेशन बनाने के लिए प्रक्षेपित की गई हैं। आंदोलन को आगे, तरफ, ऊपर और पीछे से देखा जा सकता है। कृपया इस वीडियो को डाउनलोड करने के लिए यहां क्लिक करें।

Discussion

यह प्रोटोकॉल दर्शाता है कि किसी जीव के 3 डी पूरे शरीर के कंकाल मॉडल को कैसे बनाया जाए और यह दर्शाता है कि इस पत्र में वर्णित पूरे शरीर के घोड़े के कंकाल मॉडल का उपयोग कैसे किया जाए। मॉडल वर्तमान में एक प्रारूप में है जिसके लिए एक विशिष्ट 3 डी एनीमेशन और मॉडलिंग सॉफ़्टवेयर की आवश्यकता होती है, जिसमें नए उपयोगकर्ताओं के लिए काफी सीखने की अवस्था होती है। हालांकि, इस सॉफ़्टवेयर का एक संस्करण उन लोगों के लिए स्वतंत्र रूप से उपलब्ध है जो विश्वविद्यालय से संबद्ध हैं। यद्यपि मॉडलिंग पूरे शरीर की मुद्रा और आंदोलन का उपयोग मानव एथलीटों का आकलन करने और यांत्रिक रूप से प्रेरित पुरानी चोटों के कारणों की पहचान करने के लिए किया जाता है11, यह आमतौर पर घोड़े के एथलीटों के साथ कम किया जाता है। घुड़सवार एथलेटिक चोटों और प्रदर्शन के मुद्दों के संभावित कारणों के आकलन के लिए इस दृष्टिकोण का उपयोग करने के लिए, 3 डी विज़ुअलाइज़ेशन सॉफ़्टवेयर और 3 डी एनीमेशन और मॉडलिंग सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके सीटी डेटा से एक यथार्थवादी पूरे शरीर के कंकाल का मॉडल बनाया गया था। यह मॉडल अन्य घोड़े के मॉडल से अलग है जो या तो कंकाल के कलात्मक ग्राफिक मनोरंजन हैं (https://www.youtube.com/watch?v=YncZtLaZ6kQ) या जो केवल अंगों 14,15,16,17 को दर्शाते हैं। इस पूरे शरीर के मॉडल में, अग्रभाग, हिंडलिंब, रीढ़ की हड्डी और रिबकेज सभी धांधली कर रहे थे और नियंत्रण संलग्न थे जो यथार्थवादी और सटीक स्थिति और एनीमेशन के लिए मॉडल के आसान हेरफेर की अनुमति देते हैं।

मॉडल को रिग करने के लिए उपयोग किया जाने वाला प्रोटोकॉल विशिष्ट घोड़े की जरूरतों के अनुरूप पुनरावृत्ति और भविष्य के परिवर्तनों की अनुमति देता है, जिससे व्यक्तिगत विश्लेषण सक्षम होता है। इस प्रकार, घोड़ा मॉडल शोधकर्ताओं द्वारा उपयोग किया जाने वाला एक उपकरण है क्योंकि वे आंदोलन का विश्लेषण करते हैं। हालांकि, यह एक स्वचालित कार्यक्रम नहीं है जो मॉडलिंग किए जा रहे जानवर के लिए विशिष्ट मापदंडों के इनपुट के बिना उत्तर प्रदान करता है और प्रश्न को संबोधित किया जा रहा है, क्योंकि मॉडल की सटीकता सीधे किसी विशेष विश्लेषण की ताकत से संबंधित है। इनपुट मापदंडों की क्षमता भी मॉडल को भविष्य के शोध अध्ययनों से डेटा के साथ लगातार अपडेट करने की अनुमति देती है। इसके अतिरिक्त, इस ग्राफिक हेराफेरी प्रोटोकॉल को व्यक्तियों के बीच शारीरिक मतभेदों को प्रतिबिंबित करने के लिए लागू और / या समायोजित किया जा सकता है। इसे अन्य जानवरों को प्रभावी ढंग से मॉडल करने के लिए भी अनुकूलित किया जा सकता है। 3 डी अश्व मॉडल को आसानी से हेरफेर किया जा सकता है और पदों और आंदोलनों का अनुकरण करने के लिए तैनात किया जा सकता है। यह अंगों के साथ विशेष रूप से स्पष्ट है क्योंकि उनके आंदोलनों को देखने और मॉडल करने के लिए अपेक्षाकृत सरल हैं।

मॉडल में ग्राफिक संयुक्त स्थिति अन्य अध्ययनों18,19 में उपयोग किए जाने वाले समान दृष्टिकोण से निर्धारित की गई थी। हड्डी के जाल को तटस्थ स्थिति में रखा गया था। ग्राफिक जोड़ों को तैनात किया गया था ताकि हड्डियां अन्य हड्डी के जाल के साथ किसी भी टकराव के बिना स्वतंत्र रूप से घूमने में सक्षम हों। अंकों में, ग्राफिक संयुक्त को उस बिंदु पर रखा गया था जहां एक क्षेत्र आंदोलन की सतहों के साथ मेल खाता था। स्कैपुला के ग्राफिक संयुक्त को स्कैपुला ब्लेड के अनुमानित केंद्र में रखा गया था। ग्राफिक संयुक्त की यह स्थिति इसे वांछित स्थिति में स्कैपुला को उन्मुख करने के लिए स्वतंत्रता के 6 डिग्री में स्थानांतरित करने की अनुमति देती है। अंगों के विपरीत, रीढ़ की गति आसानी से नहीं देखी जाती है, अक्सर महसूस की तुलना में अधिक जटिल होती है, और इस प्रकार मॉडल करना अधिक कठिन होता है। यद्यपि मॉडल में विशिष्ट रीढ़ की हड्डी के जोड़ों पर आंदोलनों और मुद्दों की जांच करने के लिए उपयोग की जाने वाली लचीलापन है, लेकिन इसे पूरी रीढ़ की हड्डी के अक्सर हार्ड-टू-डिफिन आंदोलनों का प्रतिनिधित्व करने में सक्षम होना चाहिए। "रिबन रीढ़" का उपयोग एनिमेशन के दौरान रीढ़ की हड्डी के अधिक यथार्थवादी आंदोलन की अनुमति देता है।

यह महत्वपूर्ण है क्योंकि घोड़ों में रीढ़ की हड्डी, जैसा कि मनुष्यों में पाया गया है, अक्सर उन मुद्दों की उत्पत्ति होती है जो संभावित रूप से विचलित बायोमैकेनिकल आंदोलनों और अंगों की चोट से संबंधित होते हैं। इस मॉडल की एक ताकत रीढ़ की स्थिति को सटीक रूप से प्रदर्शित करने की क्षमता है, जैसे अनुप्रस्थ कशेरुक घूर्णन20 (चित्रा 4)। विभिन्न चालों के दौरान ये आसन तीन आयामों में अंगों को कैसे प्रभावित करते हैं, यह कीनेमेटिक और बल विश्लेषण के साथ संयोजन में मॉडल का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है (उदाहरण के लिए, अंगों की बढ़ी हुई लोडिंग और स्थिर बल विश्लेषण की पुष्टि करने के लिए दबाव प्लेट अध्ययन)। नरम ऊतक मस्कुलोफैसियल घटकों को वर्तमान में पूरे शरीर के कंकाल मॉडल में जोड़ा जा रहा है। भविष्य के लक्ष्य घोड़े के लंगड़ेपन के अध्ययन के लिए 3 डी बायोमैकेनिकल विश्लेषण में मॉडल के उपयोग का विस्तार करना है। इस तरह के विस्तार में 3 डी बल विश्लेषण को पूरा करने के लिए मॉडल का उपयोग करना शामिल होगा जो स्वस्थ और अस्वास्थ्यकर मुद्राओं की तुलना करता है और आंदोलन के अधिक प्रभावी दृश्य प्रतिनिधित्व प्रदान करने के लिए गति कैप्चर अध्ययनों में एकत्र किए गए 3 डी डेटा बिंदुओं के साथ मॉडल को पंजीकृत करता है।

Disclosures

लेखकों ने हितों के टकराव की घोषणा नहीं की है।

Acknowledgments

लेखक मॉडलिंग सटीकता में अपने इनपुट के लिए श्री जीन ल्यूक कॉर्निल, साइंस ऑफ मोशन को स्वीकार करते हैं; मार्था लिटिलफील्ड और श्री जेम्स रे (एलएसयू एसवीएम), और शारीरिक नमूनों तक पहुंच के लिए डॉ स्टीव होलाडे, डॉ कार्ला जैरेट और श्री ब्रेंट नॉरवुड (यूजीए सीवीएम); डॉ अजय शर्मा (यूजीएसीवीएम) और डॉ एल अबीगैल ग्रेंजर और श्री मार्क हंटर (एलएसयूएसवीएम) सीटी स्कैन आयोजित करने के लिए; और इस शोध से संबंधित अपने काम के लिए स्नातक शोधकर्ता जेरेमी बेकर, जोशुआ मैसीजेव्स्की, सारा लैंगलोइस और डैनियल पाज़ुकी (एलएसयू स्कूल ऑफ वेटरनरी मेडिसिन फंक्शनल एंड इवोल्यूशनरी एनाटॉमी लैब)। लुइसियाना स्टेट यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ वेटरनरी मेडिसिन के इक्विन हेल्थ स्टडीज प्रोग्राम से चार्ल्स वी।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Avizo VSG, Visualization Science Group, Inc., Burlington, MA N/A cited in text as "3D visualization software"
Maya Autodesk, Inc., San Rafael, CA N/A cited in text as "3D animation and modeling software"; Free student version

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Ostblom, L., Lund, C., Melsen, F. Histological study of navicular bone disease. Equine Veterinary Journal. 14 (3), 199-202 (1982).
  2. Rossdale, P. D., Hopes, R., Digby, N. J. W., Offord, K. Epidemiological study of wastage among racehorses 1982 and 1983. The Veterinary Record. 116 (3), 66-69 (1985).
  3. Pool, R. R., Meagher, D. M., Stover, S. M. Pathophysiology of navicular syndrome. Veterinary Clinics of North America: Equine Practice. 5 (1), 109-129 (1989).
  4. Blunden, A., Dyson, S., Murray, R., Schramme, M. Histopathology in horses with chronic palmar foot pain and age-matched controls. Part 1: Navicular bone and related structures. Equine Veterinary Journal. 38 (1), 15-22 (2006).
  5. Dyson, S., Murray, R. Magnetic resonance imaging evaluation of 264 horses with foot pain: the podotrochlear apparatus, deep digital flexor tendon and collateral ligaments of the interphalangeal joint. Equine Veterinary Joint. 39 (4), 340-343 (2007).
  6. Dyson, S., Murray, R. Use of concurrent scintigraphic and magnetic resonance imaging evaluation to improve understanding of the pathogenesis of injury of the podotrochlear apparatus. Equine Veterinary Journal. 39 (4), 365-369 (2007).
  7. Egenvall, A., Lonnell, C., Roepstorff, L. Analysis of morbidity and mortality data in riding school horses, with special regard to locomotor problems. Preventive Veterinary Medicine. 88 (3), 193-204 (2009).
  8. Waguespack, R., Hanson, R. R. Navicular syndrome in equine patients anatomy, causes, and diagnosis. Compendium: Continuing Education for Veterinarians. 32 (12), 1-14 (2010).
  9. Zhen, G., Cao, X. Targeting TGFβ signaling in subchondral bone and articular cartilage homeostasis. Trends in Pharmacological Sciences. 35 (5), 227-236 (2014).
  10. Arendt, E. A., Miller, L. E., Block, J. E. Early knee osteoarthritis management should first address mechanical joint overload. Orthopedic Reviews. 6 (1), 5188 (2014).
  11. Rietveld, A. B. Dancers' and musicians' injuries. Clinical Rheumatology. 32 (4), 425-434 (2013).
  12. Parkes, R., Newton, R., Dyson, S. Is there an association between clinical features, response to diagnostic analgesia and radiological findings in horses with a magnetic resonance imaging diagnosis of navicular disease or other injuries of the podotrochlear apparatus. Veterinary Journal. 204 (1), 40-46 (2015).
  13. Muybridge, E. Animals in motion. , Chapman & Hall. London. (1902).
  14. Brown, N. A. T., Pandy, M. G., Kawcak, C. E., McIlwraith, C. W. Force- and moment-generating capacities of muscles in the distal limb of the horse. Journal of Anatomy. 203 (1), 101-113 (2003).
  15. Harrison, S. M., Whitton, R. C., Kawcak, C. E., Stover, S. M., Pandy, M. G. Relationship between muscle forces, joint loading and utilization of elastic strain energy in equine locomotion. Journal of Experimental Biology. 213 (23), 3998-4009 (2010).
  16. Harrison, S. M., et al. Forelimb muscle activity during equine locomotion. Journal of Experimental Biology. 215 (17), 2980-2991 (2012).
  17. O'Hare, L. M. S., Cox, P. G., Jeffery, N., Singer, E. R. Finite element analysis of stress in the equine proximal phalanx. Equine Veterinary Journal. 45 (3), 273-277 (2013).
  18. Panagiotopoulou, O., Rankin, J., Gatesy, S., Hutchinson, S. A prelininary case study of the effect of shoe-wearing on the biomechanics of a horse's foot. PerrJ. 4, 2164 (2016).
  19. Craig, J., Craig, M., Savoldi, M., Waldsmith, J. Locating rotation centers of the equine digit and their use in quantifying conformation. EponaMind. , Available from: https://www.eponamind.com/blog/locating-rotation-centers-of-the-equine-digit-and-their-use-in-quantifying-conformation/ (2005).
  20. Denoix, J. M. Spinal biomechanics and functional anatomy. Veterinary Clinics of North America: Equine Practice. 15 (1), 27-60 (1999).

Tags

जीव विज्ञान अंक 168 3 डी पूरे शरीर के घोड़े कंकाल पशु मॉडल एनीमेशन सीटी डेटा गति मुद्रा
गणना टोमोग्राफी डेटा का उपयोग करके एक यथार्थवादी, पूरे शरीर, त्रि-आयामी इक्विन कंकाल मॉडल का निर्माण
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Lee, A. K. K., Uhl, E. W., Osborn,More

Lee, A. K. K., Uhl, E. W., Osborn, M. L. Construction of a Realistic, Whole-Body, Three-Dimensional Equine Skeletal Model using Computed Tomography Data. J. Vis. Exp. (168), e62276, doi:10.3791/62276 (2021).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter