通过3D成像和FDM改进颅骨碎片的法医分析

英国蒂赛德大学的研究人员Amber Collings和Katherine Brown进行的一项最新研究在法医调查的一个关键方面分析了特定3D扫描和建模技术的适用性：身体适应分析（PFA）。PFA确定两个证据在物理上是否融合在一起，它们的共同起源，犯罪现场和犯罪嫌疑人之间的联系以及是否允许将对象重建以解释或展示给专家或陪审员。

法医调查可能具有挑战性，尤其是在证据损坏，碎片，易碎，嵌入或危险的情况下。在PFA中，人骨碎片是人工处理的，在匹配，重建，解释和展示PFA的证据或结果时会遇到困难。骨碎片可能太小或太复杂或对生物有害。3D成像，建模和打印已被广泛使用改善或协助法医，尤其是复杂的人类学证据。无论是通过物理重建还是虚拟360模型（使用3D表面或体积成像技术构建），非接触式3D技术的使用都使法医能够解决可视化，虚拟和物理骨骼重建，伤口与武器匹配，肢解和更多。

在这项研究中，以烧毁的颅骨碎片为证据，研究人员研究并比较了两种成像技术对用于PFA的3D打印模型和3D打印模型的有效性。在虚拟模型的有效性和效率方面，将微计算机断层扫描（µCT）扫描（一种更精确的体积扫描技术）与结构化光扫描（一种表面扫描技术）进行了比较，同时对熔融沉积建模（FDM）进行了比较对物理3D模型进行选择性激光烧结（SLS）。

尽管两种成像技术都提供了足够的细节以允许进行匹配，对齐和重建，但效率，易于实现，准确性和功能方面存在差异。结构光扫描更便宜，更易于实施和使用，尽管它的分辨率较低且仅捕获表面细节的局限性意味着它比适合度评估更适合可视化。它还需要进行调整和喷雾以捕获黑色或有光泽的碎片的更精细的细节，从而限制了其被安全处理或用于重建的能力。

µCT提供了更加完整，详细的3D图像，但需要更多的专业知识和专门的资源。由于它捕获体积信息，因此也需要大量数据。如果需要进行彻底的非破坏性PFA，µCT可提供更好的结果。特别是当证据涉及烧伤的小骨头碎片时，可以重建实际或按比例绘制的虚拟或物理模型。然而，对于纯粹的可视化目的，结构光扫描被证明是更可行的选择。

就3D打印模型而言，FDM是SLS的便宜得多，Prusa i3模型（> 1300美元）的价格比激光烧结机（5000-175,000美元）低一百倍。后者导致更精确的模型，并且不需要支持，但是可能会非常昂贵，并且需要专门的技术来操作。

在这项研究中，但是，研究人员发现，使用FDM是足够的，由工作围绕从支撑结构所产生的问题，使用定位/定向挂功能，他们能够创建准确，有效的3D模型，PFA，从而得出结论认为，“ 融合长丝沉积（FFD）3D打印被证明是创建骨骼碎片的物理复制品以执行物理拟合分析（PFA）和骨骼碎片重建的准确和有用的方法。”

“因此，我们建议将μCT成像与FFD 3D打印配合使用，这是在处理小碎片和烧伤的骨头时无损检查身体是否合适的绝佳选择。”

这重申了几项研究和最新应用的推动力：3D成像，虚拟化和打印的组合使用可以改变或改善法医调查，重建以及法庭审判中的陪审员理解。这些应用中的一些应用包括开发法医设备，低成本的验尸工具包，解决难以破解的严酷案件，开发用于法医训练和测试的模型等。毫无疑问，实施3D技术可大大提高法医调查的速度，效率，安全性和能力，从而实现更准确，更易理解的刑事审判结果。