مقالة منهجية

النمذجة ثلاثية الأبعاد ثلاثية الأبعاد للهيكل العظمي للحيتان باستخدام حوت أومورا الذي تقطعت به السبل في مياه هونغ كونغ كمثال

DOI:

10.3791/61700

⸱

سبتمبر 3, 2020

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Infectious Diseases and Public Health, Jockey Club College of Veterinary Medicine and Life Sciences, City University of Hong Kong, 2State Key Laboratory of Marine Pollution, City University of Hong Kong, 3Office of the Vice-President (Development & External Relations), City University of Hong Kong, 4National Museum of Nature and Science

* These authors contributed equally

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم توثيق مورفولوجيا العظام لحوت البالين شبه منزوع الشحوم عن طريق المسح التصويري باستخدام كاميرا DSLR لإنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد (3D) بواسطة الكمبيوتر ، والتي تمت طباعتها ثلاثية الأبعاد كنسخ طبق الأصل نصف الحجم للعرض والأغراض التعليمية.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يمثل تحضير الحيتانيات ، وخاصة حوت البالين ، والهياكل العظمية تحديا كبيرا بسبب محتواها العالي من الدهون وحجمها غير المألوف. يعد توثيق مورفولوجيا الهيكل العظمي أمرا مهما لإنتاج نماذج دقيقة وموثوقة للأغراض البحثية والتعليمية. في هذه الورقة ، استخدمنا حوت أومورا الذي يبلغ طوله 10.8 أمتار والذي تقطعت به السبل في مياه هونغ كونغ في عام 2014 كمثال على الرسم التوضيحي. تم نزع هذه العينة النادرة والضخمة ونقعها وتجفيفها بالشمس لإنتاج الهيكل العظمي للبحث والعرض العام. ثم تم توثيق مورفولوجيا كل عظم عن طريق المسح التصويري. جعل المحيط المعقد للهيكل العظمي التصوير الآلي غير كاف وتم استخدام 3 طرق يدوية على العظام ذات الأحجام والأشكال المختلفة. تمت معالجة الصور الملتقطة لإنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد (ثلاثية الأبعاد) من 166 عظمة فردية. تمت طباعة الهيكل العظمي بنصف حجم بحمض البولي لاكتيك لأغراض العرض ، والذي كان أسهل في الصيانة من عظام الحيتانيات الفعلية التي تحتوي على نسبة عالية من الدهون المتبقية. عكست العظام المطبوعة معظم السمات التشريحية للعينة ، بما في ذلك المنطقة المنقارية المنحنية والوجه الذيلي الذي تم التعبير عنه مع Ce1 ، ومع ذلك لم يتم تقديم الثقبة على خياطة الجداري الحرشفية ، وهي طابع تشخيصي ل Balaenoptera omurai ، وأخدود مسننة على العظم الأمامي في الطرف الخلفي من الحافة الجانبية لم يتم تقديمها بوضوح. يجب إجراء جلسات تصوير إضافية أو مسح ضوئي ثلاثي الأبعاد للسطح في مناطق ذات تفاصيل دقيقة لتحسين دقة النماذج. تم نشر الملفات الإلكترونية للهيكل العظمي ثلاثي الأبعاد عبر الإنترنت للوصول إلى جمهور عالمي وتسهيل التعاون العلمي بين الباحثين في جميع أنحاء العالم.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

توفر تقطعت بهم السبل في الحيتانيات فرصا قيمة للتعرف على تاريخ حياتهم وصحتهم البيولوجية وملفهم الشخصي ، فضلا عن تأثير الإجراءات البشرية المنشأ على النظام البيئي. يسمح التمثيل والنمذجة ثلاثية الأبعاد (3D) بالتمثيل الدقيق للقياسات المورفومترية التي يمكن استخدامها في الحسابات الميكانيكية الحيوية وإعطاء رؤى حول السلوكيات الفسيولوجيةالمختلفة 1. سمحت التكيفات المورفولوجية لهذه بالبقاء على قيد الحياة في المحيط ، في حين أن بعض الأمراض التي لوحظت في الحيتانيات التي تقطعت بها السبل يمكن أن تكشف عن صحتها البيولوجية وملفها الشخصي ، والظروف البشرية وغير البشرية المنشأ أو سبب الوفاة2،

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. التحضير

  1. قم بتجميع الهيكل العظمي للحوت شبه منزوع الشحوم.
  2. قم بتعيين رمز لكل قطعة من العظام. سيتم استخدام الكود في جلسة التصوير ، وتوليد النموذج ثلاثي الأبعاد ، والطباعة ثلاثية الأبعاد.

2. المسح التصويري

  1. إعدادات الكاميرا والحامل ثلاثي القوائم
    1. استخدم عدسة قياسية بطول بؤري 24-70 مم وقطرها 77-82 مم ورقم f 2.8 لتر. تجنب العدسات ذات الزاوية العريضة. استخدم حامل ثلاثي القوائم متوافق بارتفاع قابل للتعديل من 40 إلى 150 سم.
    2. اضبط الغالق على 1/25 إلى 1/30 ، اعتمادا على حالة الإضاءة.
    3. اضبط الفتحة على f11 إلى f13. ت....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

في هذه الدراسة ، تم مسح 166 قطعة من العظام بشكل فردي وتم حفظ النماذج ثلاثية الأبعاد بدقة 1 مم في. تنسيق STL. يسجل تنسيق الطباعة الحجرية المجسمة الهندسة السطحية للكائنات ثلاثية الأبعاد بدون لون أو نسيج ، وهو أمر شائع للطباعة ثلاثية الأبعاد. تم تحميل النموذج ثلاثي الأبعاد الكامل للهيكل العظمي لحوت أومورا عبر الإنترنت للوصول العام (https://www.cityu.edu.hk/cvmls/omura). تمت طباعة الجمجمة بطابعة ثلاثية الأبعاد احترافية نظرا لحجمها الكبير. تمت طباعة باقي الهيكل العظمي بطابعة ثلاثية الأبعاد داخلية (.......

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يجب أن تكون الهياكل العظمية للمعرض خالية من الزيت وعديمة الرائحة. تشتهر عظام الحيتان بأنها زيتية ، مما يجعل تحضيرها صعبا للغاية. تم عرض بقايا الهيكل العظمي لحوت أزرق صغير تقطعت به السبل في عام 1998 في متحف نيو بيدفورد لصيد الحيتان ، ماساتشوستس. على الرغم من المعاملة الهائلة من قبل المتخصصين ، ظلت العظام صفراء مع رائحة كريهة ، وكانت تنضح بالزيت بشكل مستمر لأكثر من 20 عاما21. مع القليل من الخبرة في التعامل مع الحيتان في هونغ كونغ ، تم بذل جهد كبير في إزالة الشحوم من.......

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ويود مقدما البلاغ أن يشكروا إدارة الزراعة ومصائد الأسماك والحفظ والمنطقة البحرية التابعة لقوة شرطة هونغ كونغ التابعة لحكومة منطقة هونغ كونغ الإدارية الخاصة على دعمهم في هذا المشروع. كما نتوجه بخالص التقدير إلى الموظفين والطلاب من جامعة مدينة هونغ كونغ على الجهد الكبير المبذول في إزالة ومعالجة الهيكل العظمي لحوت أومورا. يعرب المؤلفون عن امتنانهم لقسم الأمراض المعدية والصحة العامة بجامعة مدينة هونغ كونغ للدعم المالي لتكلفة النشر هذه. شكر خاص للدكتورة ماريا خوسيه روبلز مالاغامبا على التحرير الإنكليزي لهذه المخطوطة.

....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
EF 24-70mm 1: 2.8 L IIUSM CanonNAعدسة الكاميرا
EOS 5DSRCanonNACamera
ideaMaker 3.6.1Raise 3DNA3D 3D 3D برنامج
الطباعة MVKBFRL-LIVEUSManfrottoNAكاميرا ثلاثي القوائم
N2 Plusرفع طابعة ثلاثية الأبعادNA
3D Agisoft Metashape 1.6.4 (الإصدار الاحترافي)برنامج النمذجةAgisoftNA
Poly-lacticacid Raise 3D3D مادة الطباعة
Precision 9010 وحدة المعالجة المركزية: 2 × Xeon E5-2620 v3DellNAComputer
3D NA

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Adamczak, S. K., Pabst, A., McLellan, W. A., Thorne, L. H. Using 3D models to improve estimates of marine mammal size and external morphology. Frontiers in Marine Science. 6, (2019).
  2. Kemper, C. M., et al. Cetacean captures, strandings and mortalities in South Australia 1881-2000, with special reference to human interactions. Australian Mammalogy. 27 (1), 37-47 (2005).
  3. Díaz-Delgado, J., et al.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

الفيديو قريباً

مقالات ذات صلة