好玩的数学：你的身体，你了解吗？

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你的身体结构，你真的了解吗？下面在数学软件中，从解剖学的角度，我们一起来直观、深入了解一下咱们的身体结构。 

Mathematica的基础语言Wolfram 语言提供了对大量生物科学数据的即时访问功能，并且还为生物信息和生物统计方面提供了强大的工具。今天我们仅仅介绍其中的两个命令及相关的一些选项：

AnatomyData：解剖学数据

AnatomyPlot3D：解剖结构的可视化

 【注】值得注意的是，在Mathematica中黄色显示的所有实体及相关属性的名称输入都采取自由格式输入方式输入，即在要输入相关实体或属性名称时，按下【Ctrl】+【=】键，输入完成后，按下回车键确认输入，则得到相关输入值。

一、解剖学数据

AnatomyData解剖学数据命令的使用格式为：

AnatomyData[entity,property,annotation]

给出解剖结构实体entity属性property相关联的注释信息，三个参数都可以没有. 如果不带任何参数则返回所有解剖实体列表，即与身体解剖结构相关的各实体名称。

执行：AnatomyData[]

执行过程如下图，Mathematica会自动连接网络数据库下载数据，从显示的数值中可以看到，关于解剖学实体项目共有99253个，Mathematica能够获取的数据对身体的各个组成部分进行完全的细分，所以第一次执行可能需要几分钟下载数据。

图1

执行：AnatomyData["Properties"]

可以获取所有可能用到的属性名称，也可以通过该命令的帮助信息中的“更多信息”了解其各使用方法与选项设置，如下图。

图2

具体使用实例可以参见Mathematica中命令AnatomyData的帮助文档，即在输入完命令AnatomyData的名称后，马上按一下【F1】就可以进入该命令详细的帮助文档，它给出了非常完整的各种使用实例，如下是几个例子：

 例1：肝脏的质量、密度和典型形状

图3

其中In[1]后面AnatomyData命令的第一个参数输入方式可以：

(1)自由输入方式，即按下【Ctrl】+【=】后，输入liver，然后回车，再勾选即可，如下演示： 

(2)完整表达式输入，即完整输入表达式为：

AnatomyData[Entity["AnatomicalStructure","Liver"],{"Mass","Density","TypicalMorphology"}] 

例2：附在锁骨上的肌肉有哪些？

输入如下演示： 

完整输入表达式为：

AnatomyData[Entity["AnatomicalStructure","Clavicle"],"AttachedMuscles"]

 执行后的结果有：

图4

sternocleidomastoid（胸锁乳突肌）,sternohyoid（胸舌骨肌）,deltoid（三角肌）,subclavius（锁骨下肌）,trapezius（斜方肌）,pectoralis major（胸大肌）

 例3：显示左手的三维图结构

输入表达式及结果如下图显示：

图5

二、解剖结构可视化

AnatomyPlot3D解剖学实体可视化命令使用格式为：

AnatomyPlot3D[primitives,options]

将实体项目primitives通过设置适当属性options显示为直观图形. 该命令有比较丰富的整体样式显示主题风格设置（通过PlotTheme选项设置）。共包括三类应用于不同需求，分别为：解剖基础主题、解剖特征主题、解剖颜色特征主题。关于该命令的应用丰富完整的应用实例也参见对应的帮助文档，即输入命令AnatomyPlot3D后直接按下【F1】进入对应的帮助文档一一细看！下面同样只举例说明其应用。

直接显示某个部分，比如左大腿骨，肺部整体三维图，输入表达式与结果如图6所示。

图6

 由于Mathematica中的实体分类非常细，对于组合在一起的实体可以对各个部分进行着色和名称标记，如图7，图8。

图7

图8

另外还可以附加上皮肤增加层次感，如图9。

图9

既使同一部位也可以通过不同样式主题设置以满足不同的需要，如下面列出的手的视图（图10）。

图10

对于以上部分基本上都可以在其帮助文档中通过复制帮助文档中的表达式直接执行，对于其他不同部位的展示，则可以通过解剖数据中列出的实例名称直接替换命令中的实例就可以获得相应的结构数据与三维图形演示。

【注】如果没有安装数学软件Mathematica，则可以直接进入Wolfram公式的计算搜索引擎网页页面，即在浏览器地址栏中输入：

https://www.wolframalpha.com

打开搜索引擎页面，直接在编辑框中输入任意身体部位的英文单词，比如输入lung，然后执行搜索，则一般搜索引擎会默认以身体的组成部分，即从解剖学的角度来显示计算结果，结果如图11所示。 

图11

点击网页页面中显示的各个信息链接，可以浏览与之相关的身体结构组成部分，并在相应的页面中进一步扩展结构信息。

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