分析：法醫人類(lèi)學(xué)和生物學(xué)研究中3D打印股骨的準確性

論文的學(xué)生Myriah Adonia Jo Allen（蒙大拿大學(xué)）不僅討論了3D掃描和3D打印的整體影響，更具體地說(shuō)，3D近端右股骨的3D打印技術(shù)對于人類(lèi)學(xué)家和生物考古學(xué)家來(lái)說(shuō)是多么重要，以及他們是否真的可以做到。研究人員的研究結果在最近發(fā)表的“ 近端右股骨3D打?。悍ㄡt人類(lèi)學(xué)和生物學(xué)研究領(lǐng)域的影響”中有所概述。保存文物和骨骼收藏是一個(gè)不斷用新技術(shù)和新技術(shù)改進(jìn)的過(guò)程。作者對骨骼遺骸的安全性表示嚴重關(guān)切，特別是在巴西國家博物館和巴黎圣母院大教堂發(fā)生災難之后，火災造成了巨大損失。


NextEngine掃描儀利用棕櫚樹(shù)進(jìn)行校準


“在接下來(lái)的幾十年里，來(lái)自世界各地的許多骨骼遺骸將被從各種藏品中刪除，然后將被回饋給索賠人或者放在無(wú)法接觸的地方。這導致可用于研究目的的供應量減少; 因此，有必要盡可能多地保留遺骸中的信息，然后再將遺骸歸還。在這篇論文研究中，艾倫檢查了18個(gè)不同的右股骨近端，從德克薩斯州立大學(xué)的法醫人類(lèi)學(xué)中心獲得。參考過(guò)去對骨骼遺骸復制的研究，作者指出多年來(lái)已經(jīng)使用了各種不同的材料并且具有良好的準確性; 事實(shí)上，有些已經(jīng)足夠好用在法庭上，使陪審團有機會(huì )檢查證據副本，并為法醫分析師和實(shí)驗室提供可依賴(lài)的新技術(shù)資源。

在一系列不同的展覽，博物館和學(xué)習機構中，3D技術(shù)也為生物考古學(xué)增添了有趣的推動(dòng)力。今天最大的好處之一是博物館觀(guān)眾和其他愛(ài)好者可以觸摸3D打印的復制品，而不會(huì )威脅到古老而極其脆弱的物品的完整性?？脊艑W(xué)家和學(xué)生也可以享受處理精美作品而不會(huì )危及他們。參與研究的股骨由“混合數據集”組成，幾乎沒(méi)有惡化。艾倫選擇研究這種關(guān)于3D打印的骨骼，因為可以從這個(gè)小區域獲取大量數據。使用卡尺和卷尺，艾倫在研究中對每個(gè)股骨進(jìn)行了11組測量，如下所示：
·       最大頭部直徑
·       前 - 后（矢狀）轉子下直徑（M2）
·       內側 - 外側（橫向）股骨轉子間直徑（M3）
·       頭部的周長(cháng)
·       頸圍
·       優(yōu)越的頸部長(cháng)度
·       前后頸直徑
·       優(yōu)越的頸部直徑
·       冠狀斜面/上部骨骺長(cháng)度
·       測量股骨轉子間嵴長(cháng)度


 



然后使用PLA 掃描物品并在MakerBot上轉換為3D打印。一旦支架材料被移除，艾倫測量后認為與原件相比并分析任何差異或誤差，比較表2和表3，只有微小的差異。



“即使確實(shí)發(fā)生了一些差異，很可能是由于觀(guān)察者內部錯誤，這種方法確實(shí)顯示出能夠用于準確性的統計學(xué)意義。但是，在分析過(guò)程中沒(méi)有看到恒定的錯誤率。因此，這種方法已被證明是法醫人類(lèi)學(xué)領(lǐng)域的有用方法，不僅在向陪審團提出方面，而且在審查方面。至于生物考古學(xué)，這種方法在保存目前在世界上許多國家展出的考古遺跡方面也很有用，”作者總結道。

該圖像由一組3D打印的股骨構成。TX-16位于最左側，它表明必須經(jīng)常監視打印件，否則打印機可能會(huì )耗盡燈絲，并且必須在中間印刷時(shí)進(jìn)行更改。由于打印機上的擠出機點(diǎn)一次釋放過(guò)多的燈絲，因此左中間的TX-17表面會(huì )出現脫落或小凸起，但它不會(huì )影響整體測量。右中間的TX-12顯示當打印件對打印機而言太大時(shí)會(huì )發(fā)生什么。最后，TX-14.2是TX-14的另一個(gè)印刷品，用于顯示打印機算術(shù)輸入結構時(shí)會(huì )發(fā)生什么。