怎樣通過3D成像和FDM改進顱骨碎片的法醫分析?

2021-01-08 白令三維

英國蒂賽德大學的研究人員Amber Collings和Katherine Brown進行的一項最新研究在法醫調查的一個關鍵方面分析了特定3D掃描和建模技術的適用性:身體適應分析(PFA)。PFA確定兩個證據在物理上是否融合在一起,它們的共同起源,犯罪現場和犯罪嫌疑人之間的聯繫以及是否允許將對象重建以解釋或展示給專家或陪審員。

法醫調查可能具有挑戰性,尤其是在證據損壞,碎片,易碎,嵌入或危險的情況下。在PFA中,人骨碎片是人工處理的,在匹配,重建,解釋和展示PFA的證據或結果時會遇到困難。骨碎片可能太小或太複雜或對生物有害。3D成像,建模和列印已被廣泛使用改善或協助法醫,尤其是複雜的人類學證據。

無論是通過物理重建還是虛擬360模型(使用3D表面或體積成像技術構建),非接觸式3D技術的使用都使法醫能夠解決可視化,虛擬和物理骨骼重建,傷口與武器匹配,肢解和更多。

在這項研究中,以燒毀的顱骨碎片為證據,研究人員研究並比較了兩種成像技術對用於PFA的3D列印模型和3D列印模型的有效性。在虛擬模型的有效性和效率方面,將微計算機斷層掃描(CT)掃描(一種更精確的體積掃描技術)與結構化光掃描(一種表面掃描技術)進行了比較,同時對熔融沉積建模(FDM)進行了比較對物理3D模型進行選擇性雷射燒結(SLS)。

儘管兩種成像技術都提供了足夠的細節以允許進行匹配,對齊和重建,但效率,易於實現,準確性和功能方面存在差異。結構光掃描更便宜,更易於實施和使用,儘管它的解析度較低且僅捕獲表面細節的局限性意味著它比適合度評估更適合可視化。它還需要進行調整和噴霧以捕獲黑色或有光澤的碎片的更精細的細節,從而限制了其被安全處理或用於重建的能力。

CT提供了更加完整,詳細的3D圖像,但需要更多的專業知識和專門的資源。由於它捕獲體積信息,因此也需要大量數據。如果需要進行徹底的非破壞性PFA,CT可提供更好的結果。特別是當證據涉及燒傷的小骨頭碎片時,可以重建實際或按比例繪製的虛擬或物理模型。然而,對於純粹的可視化目的,結構光掃描被證明是更可行的選擇。

就3D列印模型而言,FDM是SLS的便宜得多,Prusa i3模型(> 1300美元)的價格比雷射燒結機(5000-175,000美元)低一百倍。後者導致更精確的模型,並且不需要支持,但是可能會非常昂貴,並且需要專門的技術來操作。

在這項研究中,但是,研究人員發現,使用FDM是足夠的,由工作圍繞從支撐結構所產生的問題,使用定位/定向掛功能,他們能夠創建準確,有效的3D模型,PFA,從而得出結論認為,「 融合長絲沉積(FFD)3D列印被證明是創建骨骼碎片的物理複製品以執行物理擬合分析(PFA)和骨骼碎片重建的準確和有用的方法。」

「因此,我們建議將μCT成像與FFD 3D列印配合使用,這是在處理小碎片和燒傷的骨頭時無損檢查身體是否合適的絕佳選擇。」

這重申了幾項研究和最新應用的推動力:3D成像,虛擬化和列印的組合使用可以改變或改善法醫調查,重建以及法庭審判中的陪審員理解。這些應用中的一些應用包括開發法醫設備,低成本的驗屍工具包,解決難以破解的嚴酷案件,開發用於法醫訓練和測試的模型等。毫無疑問,實施3D技術可大大提高法醫調查的速度,效率,安全性和能力,從而實現更準確,更易理解的刑事審判結果。

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