分析：法医人类学和生物学研究中3D打印股骨的准确性

论文的学生Myriah Adonia Jo Allen（蒙大拿大学）不仅讨论了3D扫描和3D打印的整体影响，更具体地说，3D近端右股骨的3D打印技术对于人类学家和生物考古学家来说是多么重要，以及他们是否真的可以做到。研究人员的研究结果在最近发表的“ 近端右股骨3D打印：法医人类学和生物学研究领域的影响”中有所概述。保存文物和骨骼收藏是一个不断用新技术和新技术改进的过程。作者对骨骼遗骸的安全性表示严重关切，特别是在巴西国家博物馆和巴黎圣母院大教堂发生灾难之后，火灾造成了巨大损失。


NextEngine扫描仪利用棕榈树进行校准


“在接下来的几十年里，来自世界各地的许多骨骼遗骸将被从各种藏品中删除，然后将被回馈给索赔人或者放在无法接触的地方。这导致可用于研究目的的供应量减少; 因此，有必要尽可能多地保留遗骸中的信息，然后再将遗骸归还。在这篇论文研究中，艾伦检查了18个不同的右股骨近端，从德克萨斯州立大学的法医人类学中心获得。参考过去对骨骼遗骸复制的研究，作者指出多年来已经使用了各种不同的材料并且具有良好的准确性; 事实上，有些已经足够好用在法庭上，使陪审团有机会检查证据副本，并为法医分析师和实验室提供可依赖的新技术资源。

在一系列不同的展览，博物馆和学习机构中，3D技术也为生物考古学增添了有趣的推动力。今天最大的好处之一是博物馆观众和其他爱好者可以触摸3D打印的复制品，而不会威胁到古老而极其脆弱的物品的完整性。考古学家和学生也可以享受处理精美作品而不会危及他们。参与研究的股骨由“混合数据集”组成，几乎没有恶化。艾伦选择研究这种关于3D打印的骨骼，因为可以从这个小区域获取大量数据。使用卡尺和卷尺，艾伦在研究中对每个股骨进行了11组测量，如下所示：
·       最大头部直径
·       前 - 后（矢状）转子下直径（M2）
·       内侧 - 外侧（横向）股骨转子间直径（M3）
·       头部的周长
·       颈围
·       优越的颈部长度
·       前后颈直径
·       优越的颈部直径
·       冠状斜面/上部骨骺长度
·       测量股骨转子间嵴长度


 



然后使用PLA 扫描物品并在MakerBot上转换为3D打印。一旦支架材料被移除，艾伦测量后认为与原件相比并分析任何差异或误差，比较表2和表3，只有微小的差异。



“即使确实发生了一些差异，很可能是由于观察者内部错误，这种方法确实显示出能够用于准确性的统计学意义。但是，在分析过程中没有看到恒定的错误率。因此，这种方法已被证明是法医人类学领域的有用方法，不仅在向陪审团提出方面，而且在审查方面。至于生物考古学，这种方法在保存目前在世界上许多国家展出的考古遗迹方面也很有用，”作者总结道。

该图像由一组3D打印的股骨构成。TX-16位于最左侧，它表明必须经常监视打印件，否则打印机可能会耗尽灯丝，并且必须在中间印刷时进行更改。由于打印机上的挤出机点一次释放过多的灯丝，因此左中间的TX-17表面会出现脱落或小凸起，但它不会影响整体测量。右中间的TX-12显示当打印件对打印机而言太大时会发生什么。最后，TX-14.2是TX-14的另一个印刷品，用于显示打印机算术输入结构时会发生什么。