Artec 3Dスキャナで法医学人類学のフィールドを照らす

27/09/2019

方位人類学者 Dr. Dennis Dirkmaat, PhD Mercyhurst University大学の研究室で

世界中のほぼどこでも、警察が自然環境において死体や骨格を見つければ、すぐにそれを袋に入れて持ち帰ることになっています。その後、鑑識室や検視官の事務所で遺体を調べ、死因や詳細を調査。鑑識を行う人類学者なら、木から落ちたリンゴを拾い上げ、どこかに持ち去り、リンゴがどのように成長したのか、どこから来たのか、そしてリンゴの木そのものについて知ろうとしているのだ、と言うでしょう。

法医学人類学者 Dr. Dennis Dirkmaat博士は「屋外で死亡した場合の場面調査に関しては、コンテキストというものが非常に過小評価されている」と言います。「非常に重要な情報は、遺体が発見された現場で見つけることができますが、通常、捜査官はその情報を完全に無視してしまいす...何を探せばいいのかわかっていれば、その場面が大切なことを伝えてくれるし、犯罪があったかどうか判断する違いもわかります...もしあれば、証拠は時には目を見張る以上のものになるでしょう。」

証拠の法医学的回復前の死体発見現場

20年以上にわたり、 Dirkmaat 博士と彼の学生は、毎年平均100の屋外犯罪現場で警察と検視官をサポートするよう呼ばれています。そこに到着すると、彼らは詳細な地図を介して遺跡や関連する材料の空間分布を見つけてマークし、草の汚れや端の部分のすべてを精査し、葉や石をひっくり返し、細かい調査を開始します。

現場でエビデンスマーカーをつけられた人間の残留物。その後植生の除去とマッピングが行われる

研究室で Dirkmaatは、骨を見で死の前と後の両方で、彼らが経験した外傷の種類をたくみに暴き出します。彼はこの知見を学生たちに伝え、学生たちは数ヶ月の間に、その人が自然の原因で死んだのか、殺されたのか、それとも自ら命を絶ったのかをどのように知るかを学びます。また遺体が散乱、埋葬、または焼かれていた場合や、骨や証拠物が動物や、水、風、重力によって移動されたかどうか、または故意に誰かによって移動されたかどうかを確認します。

人間の骨格の遺跡に関してDirkmaat博士が行う調査の重要な段階は、骨をデジタルにキャプチャするため、ハンディ型3Dスキャナを使用することです。スキャンをより詳細でよりクローズアップしたものにするために、彼はこれをカラー3D仮想モデルに変換し、彼が新たに作成した「ボーン・エンサイクロペディア」で使用できるようにアーカイブ。距離に関わらずあらゆる研究者が利用できる貴重なリファレンスデータベースにしたいと考えています。何千もの骨を検索して視覚的に分析し、主要な特性と詳細を分析し、骨と比較し、彼らのケースとして残していくのです。

現場にて消失していた部分を補った骨 外傷および肉食動物による外傷について

以前Dirkmaat博士は NextEngine 3D スキャナを使用して骨の3D仮想モデルを作成していました。スキャナは非常に手頃な価格でしたが、スキャンのプロセスは長く、午後をすべて費やしてしまうほどで、そうでなければ骨格の標準的なワンセットが残ってしまう状況でした。また、多くの場合、スキャンに大量のデジタルノイズが存在し、広範囲の後処理を行うのが日課となっていました。

様々な角度からスキャンされ、外傷と銃創の出入り口が見える頭蓋骨

Dirkmaat博士はもっと良い方法があるはずだと、わかっていました。そこで彼は、Artec Gold認定代理店 TriMechの3Dスキャンスペシャリストであり、幅広い業界や分野における3D設計およびエンジニアリングソリューションのエキスパートに連絡を取りました。彼らは、複雑な形状と非常に細かいディテールがある小さなオブジェクトをデジタルでキャプチャするのに最適なハンディ型超高解像度3Dスキャナ Artec Space Spiderに彼を紹介しました。最高.05 mm (50 ミクロン) のポイント精度で、Space Spiderは、人間の目が知覚できるものをはるかに超えたレベルの詳細を法医学に提供することができます。

Artec Space Spiderを利用するDennis Dirkmaat博士

Dirkmaat博士は、Space Spiderが骨を簡単にキャプチャするのを目にすると心を決めました。「Space Spiderがスキャン中の一連の骨をすぐにキャプチャしたのには驚きました。一回のパスで、すべてがスキャンされたんです。その後スキャンを見て、どれほどきれいで詳細なキャプチャだったのかがわかると、ついに解決策を見つけたぞと思いましたね。それから、Space Spiderを手に現場へ行きました。以前のスキャナでは午後全てを費やすような状況でしたが、初日こそビギナーだったものの、今では1時間もかかからなくなりました。どう控えめに言っても、心から満足しています」。

銃声の入り口と出口の傷を持つ頭蓋骨

スキャンの後、3Dスキャン像はスキャンを登録し、配列するためのスキャナ用ソフトウェア Artec Studioで後処理されます。また、3Dモデルをさまざまなフォーマットでエクスポートできるだけでなく、最も一般的なCADシステムやその他のアプリケーションにも直接エクスポートできます。

Dirkmaat博士は、Space Spiderは、博士呼ぶところの「法医化石学の分野に最適」であり、骨格に影響を与える複数の重複するプロセス(およびそれらがもたらす変化)の研究は、死の時から始まり、何日も、何週間も、そして何年も継続するのだと言います。変化の一部は目に見えますが、他の部分は目に見えません(顕微鏡を除く)。すべては経験豊富な研究者によってのみ観察され、解釈されるのです。

残された骨が形成する無数のパターンは、しばしば死がどのように起こったかの衝撃的な詳細を明らかにすることができます。「Space Spiderは法医学捜査官にとって大きな助けとなる」とDirkmaat博士は言います。「骨をフルカラーで素早く簡単にサブミリ制度の3Dでキャプチャできるというのは、高レベルの詳細に至ることができ、変化のパターンを積極的に、すばらしくそして細かく特定できることを意味します」

Dirkmaat 博士は「法医学と私のフォーカスしている法医学人類学の分野における3Dスキャンは、始まったばかりです。まもなく3Dスキャンが骨、地面や植物といった死の現場全体をキャプチャするために使用され、その他のものも全て発見されたときそのままにデジタルでキャプチャされるようになるでしょう。この方法は、天候、時間、そしてもちろん人間が介入して現場が変化した後も、実際に何が起こったのかのてがかりとして、多くの物語を語り、私たちは現場を読むことができるようになるでしょう。」

これを達成するために、Dirkmaatは最近、完全にワイヤレスでスキャン中にパソコンに接続する必要のない使いやすいハンディ型3Dスキャナ、 Artec Leoでスキャンを開始しました。ユーザーは、暗闇でも明るい日光の中でもどこでも何でも、さっとスキャンして、また次へすすむことができます。内蔵のタッチスクリーンを使用してスキャンをリアルタイムで監視し、再スキャンが必要な領域があるかどうかをすばやく確認できます。 そして、比類のないデジタルキャプチャフレームレートと広い視野で高速スキャンを行い、わずか数分で中規模から大型のオブジェクトの色彩と高解像度の結果をユーザーに提供します。

Dirkmaat が作業を開始したもう1つのArtecスキャナは、最大 360 フィート (110 m) の最大範囲で、大きなオブジェクト、さらには現場全体を迅速にキャプチャする計測グレードの長距離 LiDAR3Dレーザースキャ Artec Rayです。208,000ポイント/秒のデータキャプチャ速度で、わずか数分で、Rayはサブミリの精度で屋外(または屋内)の死の現場をスキャンできます。

Artec Space SpiderをArtec Leo、Artec Rayとトリオで組み合わせることで、Dirkmaat博士は死の現場全体を驚異的なディテールでデジタルに捉える効果的なソリューションを見つけました。Space Spiderは、Space Spiderは骨の有機的な形状と複雑さをキャプチャするために必要な精度を提供し、Leoは、迅速に墓、あるいは車などの中型のオブジェクトを高解像度の色でスキャンします。捜査官が死の現場を素早くスキャンできるArtec Rayは、身体そのものから数百フィート離れたところまで、すべてをカバーします。Artec Studioを使用すれば3つのスキャナすべてからスキャンを簡単にマージできるため、息をのむほどリアルな3Dモデルが実現します。

Dirkmaat博士 が Artec スキャナが理想的であると考えている法医学分野で現在進んでいるエキサイティングな手法は、3D スキャンを用いた骨のリアルな3Dプリンティングコピーです。進行中の調査の間に言うまでもなく、法廷の手続きなどでも、多くの場合、実際に骨が存在することは、事件の決定的な要因になる可能性があります。しかし、証拠として実際の骨を扱うことは単に骨を損傷する可能性があるだけでなく、何らかの方法で証拠を破壊するリスクも高いいという問題もあるのです。

3Dスキャンはすべてを変えます。骨の完全にリアルなデジタルコピーを作成し、それらを3Dプリントすることによって、最終的に法廷で証拠として立ち、捜査官のための重要なツールとなる骨の模範的なレプリカを準備することができるのです。プロセスがデジタルであることは言うまでもなく、研究者や研究者は、どこにおいてもこの技術的な飛躍を利用することができます。

例えば、フランスの警察がフランス・アルプスで見つかった防御的な外傷の兆候を示すいくつかの人間の遺体を、ヨーロッパや海外で見つかった同様の条件の骨と比較したい場合その骨の3Dモデルを見せてもらうよう依頼することができます。そしてほんの数時間で、比較と検査のために実物そっくりなレプリカを手にするのです。

「Artecは、Artec Space Spider、Artec Leo、Artec Rayで法医学人類学の側面を本当に変えました。私はArtecのソリューションを私の日常のフィールドワークだけでなく、調査官、法執行官、学生のための私のレギュラーで受け持っている特別クラスで利用することにしました。学生たちはスキャンプロセスを素早く身につけ、ほとんど時間がかからないことを考えると、得ることができる3Dモデルの詳細さは本当に驚くべきものです」と、Dirkmaat博士は語っています。

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