Yöntem makalesi

Hong Kong Sularında Mahsur Kalan Omura Balinasının Örnek Olarak Kullanıldığı Deniz Memelisi İskeletinin Fotogrametrik Üç Boyutlu Modellenmesi ve Basılması

DOI:

10.3791/61700

⸱

3 Eylül 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

Bu makalede

Özet

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

Yarı yağı alınmış bir balina balinasının kemik morfolojisi, bilgisayar tarafından üç boyutlu (3D) modeller oluşturmak için bir DSLR kamera ile fotogrametri ile belgelendi ve bunlar, görüntüleme ve eğitim amaçlı orijinalin yarı boyutlu kopyaları olarak 3D olarak basıldı.

Özet

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

Deniz memelilerinin, özellikle balina balinalarının, iskeletlerinin hazırlanması, yüksek lipid içeriği ve nadir boyutları nedeniyle büyük bir zorluk teşkil etmektedir. İskelet morfolojisinin belgelenmesi, hem araştırma hem de eğitim amaçlı doğru ve güvenilir modeller üretmek için önemlidir. Bu yazıda, 2014 yılında Hong Kong sularında mahsur kalan 10,8 metre uzunluğundaki Omura balinasını illüstrasyon için bir örnek olarak kullandık. Bu nadir ve muazzam örnek, iskeleti araştırma ve halka açık sergileme için elde etmek üzere etinden arındırıldı, yumuşatıldı ve güneşte kurutuldu. Her kemiğin morfolojisi daha sonra fotogrametri ile belgelendi. İskeletin karmaşık konturu, otomatik fotoğraf çekimini yetersiz hale getirdi ve farklı boyut ve şekillerdeki kemikler üzerinde 3 manuel yöntem kullanıldı. Yakalanan fotoğraflar, 166 ayrı kemiğin üç boyutlu (3D) modellerini oluşturmak için işlendi. İskelet, teşhir amacıyla polilaktik asit ile yarı boyutta basıldı, bu da bakımı yüksek kalıntı yağ içeriğine sahip gerçek deniz memelisi kemiklerinden daha kolaydı. Basılı kemikler, eğilen rostral bölge ve Ce1 ile eklemlenen kaudal kondiler faset dahil olmak üzere örneğin çoğu anatomik özelliğini yansıtıyordu, ancak Balaenoptera omurai'nin tanısal karakteri olan parieto-skuamöz sütür üzerindeki foramina ve lateral kenarın arka ucunda frontal kemik üzerinde girintili bir oluk net bir şekilde sunulmadı. Modellerin hassasiyetini artırmak için titiz detaylara sahip alanlarda ekstra fotoğraf çekimleri veya 3D yüzey taraması yapılmalıdır. 3D iskeletin elektronik dosyaları, küresel bir izleyici kitlesine ulaşmak ve dünya çapındaki araştırmacılar arasında bilimsel işbirliğini kolaylaştırmak için çevrimiçi olarak yayınlandı.

Giriş

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

Deniz memelilerinin karaya vurması, yaşam öyküleri, biyolojik sağlıkları ve profillerinin yanı sıra antropojenik eylemlerin ekosistem üzerindeki etkisi hakkında bilgi edinmek için değerli fırsatlar sunar. Üç boyutlu (3D) gösterim ve modelleme, biyomekanik hesaplamalar için kullanılabilecek morfometrik ölçümlerin doğru bir şekilde temsil edilmesini sağlar ve çeşitli fizyolojik davranışlar hakkında bilgi verir1. Morfolojik adaptasyonlar, bu hayvanların okyanusta hayatta kalmasına izin verirken, karaya oturmuş deniz memelilerinde gözlemlenen bazı patolojiler, biyolojik sağlıklarını ve profillerini, antropojenik ve antropojenik olmayan durumları veya ölüm nedenlerini ortaya çıkarabilir 2,3. Kemik lezyonu ve ardından travmatik çarpışma, hayvanların muazzam su altı basıncı altında sürekli yüzmeleri gerektiğinden iyileşmeden kalabilir4. Deniz memelilerinde, kompresyon ve ölümcül olmayan gaz embolisi, kemiklere giden kan akışını azaltabilir ve barotravmalara neden olabilir5. Olumsuz kemik yeniden şekillenmesi, hem ağrı hem de avlanma veya diğer tehditler üzerine hayatta kalmalarını tehlikeye atan omurga hareketliliğinin azalmasına neden olabilir. Dünya çapında deniz memelilerinde mortalite ve morbidite raporlamasındaki artışlar da okyanus sağlığındaki olası düşüşü göstermiştir 6,7. Okyanusun önemini ve insan sağlığı ile deniz memelisi ve ekosistem sağlığı arasındaki ayrılmaz bağları kabul etmek, 'Tek Okyanus - Tek Sağlık' araştırma paradigmasına yol açmıştır8.

31 Mart 2014'te, bir Omura balinası (Balaenoptera omurai), Hong Kong'daki Hung Shek Mun, Plover Cove Country Park yakınlarında mahsur kaldı. 10.8 metrelik yetişkin bir dişiydi ve ilk kez 2003 yılında keşfedildiğinden beri Hint-Pasifik bölgesinde bu türlerden sadece birkaçı bulundu9. Bu büyüklükte bir balinanın karaya vurması Hong Kong'da yaygın değildir, bu nedenle bu olay iskeleti araştırma ve eğitim amaçlı koruma fırsatı sundu. Kuşak vuran hayvan, keşif yerinde parçalara ayrıldı ve etleri çıkarıldı, dış kasların ve iç organların çoğu çıkarıldı. Brüt nekropsi, karkasın ileri bir otoliz durumunda olduğunu, ancak vücudu çaprazlayan çok sayıda derin yırtılmaya sahip olduğunu, bunların en şiddetlisinin sağ göğüs yüzgeci üzerinde merkezlendiğini ve kemik boyunca uzanan derin bir enine yırtılma olduğunu ortaya çıkardı ve dolaşıklık kanıtlarının gözlemlenen bir mortalite durumu ile belirli bir dereceye kadar kendinden emin bir bağlantı olduğunu gösterdi. İskelet kalıntıları, Hong Kong Özel İdari Bölgesi Hükümeti Tarım, Balıkçılık ve Koruma Departmanı tarafından Lantau adasındaki bir yere taşındı ve burada yumuşak dokuları tüketmek için kurtçuklar kullanıldı. Kemikler elle ovma ile 2 ay boyunca su maserasyonu ile yağdan arındırıldı. Önemli miktarda kemik yağı çıkarılmasına rağmen, iskelet, özellikle kafatası ve kaburga kenarları kahverengi renkte kaldı. Artık yağın çıkarılması zordu ve tedavi edilmezse kemirgenleri çeker, bozulur ve numuneyi sunum için uygun hale getirirdi. Mükemmel koruma koşullarında bile, hayvan kemikleri hala tozda yaşayan çeşitli mikroorganizmalar tarafından parçalanabilir10. Yarı yağdan arındırılmış iskeletin morfolojisinin dijital olarak belgelenmesine ve ardından orijinalin sıhhi bir kopyası olarak dayanıklı malzemelerle 3D olarak basılmasına karar verildi.

Biyolojik numune 3D modelleri, tıbbi görüntüleme, yüzey taraması ve fotogrametri dahil olmak üzere çeşitli yollarla oluşturulabilir. Bilgisayarlı Tomografi (BT) ve Manyetik Rezonans Görüntüleme gibi tıbbi görüntüleme yöntemleri, hem dış hem de iç özellikleri içeren, ancak renk ve dokudan yoksun çok düzlemli görüntüler üretir. BT, çeşitli türlerin parazit, balya ve kafatasının anatomisini veya patolojisini belgelemek için kullanılmış ve hareket, yiyecek arama ve nörogelişimdeki benzersiz adaptasyonlarını ortaya koymuştur 11,12,13,14,15,16. Yüzey tarama, bir yüzey modeli oluşturmak için yansıma deseninin trigonometrik üçgenleme ile geometrik verilere dönüştürüldüğü nesne üzerine lazer veya yapı ışığı yansıtır. Fotogrametri, hedefin hafifçe örtüşen bir dizi fotoğrafını kaydeder. Ya kamera nesnenin etrafında döner ya da çekim sırasında nesne bir döner tabla üzerinde döndürülür. İşlem, alt tarafı da aynı şekilde yakalamak için nesne ters çevrilmeden önce farklı kamera açıları ve yükseklikleri ile tekrarlanır. Fotoğraflar, nokta bulutları oluşturmak için 3B uzaydaki her özelliğin konumunu ve mesafesini hesaplayan bir modelleme yazılımına aktarılır. Geometrik bilgiler, düzenlenebilen ve üretilebilen çokgen ağlar oluşturmak için nokta bulutlarının üçgenlenmesiyle işlenir. 3D rekonstrüksiyon, taranan yüzeylerin ve hacimlerin doğru ölçümlerini yansıtabilir17.

Fotogrametri, düşük ekipman maliyeti, yeterli çıktı kalitesi ve büyük ölçüde değişken boyut ve şekillerdeki kemiklerle başa çıkma esnekliği nedeniyle Omura'nın balina iskeletinin 3D belgelenmesi için uygun bir yaklaşım olarak kabul edildi. Örneğin, balina kafatası 2,6 metre uzunluğundaydı ve bu da lazer 3D yüzey taraması gibi minyatür yöntemleri imkansız hale getirdi. Fotogrametri için gerekli ekipmana kolayca erişilebilir – yalnızca yüksek yakalama çözünürlüğüne (>5 megapiksel) sahip bir dijital kamera ve 3D yüzey taraması için optik veya lazer tarayıcılardan çok daha ucuz olan bir modelleme yazılımı. Ek olarak, 3D yüzey taraması, veri toplama sırasında tarayıcının oldukça yüksek performanslı bir bilgisayara bağlanmasını gerektirir ve her ikisi de bağımsız bir güç kaynağı gerektirir. 3D yüzey taraması, bir güç kaynağı olmadığında, örneğin sınırlı taşınabilirliğe sahip çok büyük numuneler söz konusu olduğunda veya orijinal balina karkasının yerinde taranması gerektiğinde uygulanamaz. Fotogrametri için sadece bir dijital kamera, bir tripod ve döner tabla gibi bir destekleyici aparata ihtiyaç vardır. Bu nedenle fotogrametri, küçük araştırma gruplarının başlaması için yüksek taşınabilirlik ile daha uygun fiyatlı bir seçenektir.

Dijital modeller, 3D baskı ile fiziksel ürünlere dönüştürülür. Erimiş poli-laktik asit (PLA) katmanları, balina iskeletini yeniden üretmek için istiflenir ve katılaşır. Yarı boyutta basılan gerçekçi kopya, halka açık teşhir ve eğitim amaçlı kullanılabilir. Öğrenciler ve genel olarak meslekten olmayanlar için, anatomik modellere dokunmak, hayvanı sadece görsel olarak değil, aynı zamanda duyumla da takdir etmelerine yardımcı olabilir. Genç klinisyenler ve bilim adamları gibi profesyoneller için 2D resimlerden karmaşık yapıları anlamak zor olabilir18. Geleneksel olarak, biyolojik örnekler eğitim yardımcıları haline gelmek için plastinasyona tabi tutulur, ancak süreç oldukça karmaşık, kaynak gerektiren ve zaman alıcıdır. Karkaslar biyolojik tehlikelere sahip olabilir ve her örnekten yalnızca bir model üretilir. 3D dokümantasyon ve baskı, ders kitaplarından veya sanal animasyonlardan daha keyifli etkileşimli deneyimler sunar. Sanal diseksiyon bile somut manipülasyonun faydalarını sağlayamaz ve bu nedenle öğrenciler arasında popüler değildir19. 3D baskı teknolojisi ile, nadir bir örneğin birden fazla kopyası, istenmeyen koku veya kırılma korkusu olmadan çoğaltılabilir, elde tutulabilir ve farklı açılardan yakından incelenebilir20. Ürün özelleştirilebilir, örneğin kolay manipülasyon için küçültülebilir veya estetik illüstrasyon için farklı renklerde basılabilir. 3D modeller, daha fazla çok yönlülük sağlayan kırık veya eksik parçaları geri yüklemek için dijital olarak da düzenlenebilir. 3D dokümantasyon ve baskı, araştırmacılar arasında bilgi paylaşımını da kolaylaştırır. Bir iskelet kalıntısı dijital olarak kaydedilebilir, çevrimiçi olarak paylaşılabilir ve talep üzerine basılabilir. Numuneler "prototip haline getirilebilir" ve özel karantina veya yasal belgeler gerektiren biyolojik bir numune yerine standart bir paket olarak denizaşırı ülkelere dağıtılabilir. Balina kemiklerinin temel ölçümlerini içeren elektronik 3D modeller, dünya çapındaki araştırmacılar arasında bilimsel işbirliklerini kolaylaştırmak için diğer enstitülerle çevrimiçi olarak da paylaşılıyor.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

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

1. Hazırlık

  1. Yarı yağdan arındırılmış balina iskeletini birleştirin.
  2. Her kemik parçası için bir kod belirleyin. Kod, fotoğraf çekiminde, 3D model oluşturmada ve 3D baskıda kullanılacaktır.

2. Fotogrametri

  1. Kamera ve tripod ayarları
    1. Odak uzaklığı 24-70 mm, çapı 77-82 mm ve f sayısı 2,8 L olan standart bir lens kullanın. Geniş açılı lenslerden kaçının. Yüksekliği 40-150 cm arasında ayarlanabilir uyumlu bir tripod kullanın.
    2. Aydınlatma durumuna bağlı olarak deklanşörü 1/25 ila 1/30 arasında ayarlayın.
    3. Diyafram açıklığını f11 olarak f13 olarak ayarlayın. Arka planın net bir şekilde yakalandığından emin olun.
    4. ISO'yu otomatik olarak ayarlayın. Değerin 1600'ü aşmadığından emin olun.
    5. Tripodu numuneden yaklaşık 20-40 cm uzağa yerleştirin.
    6. Yatay yükseklik için, tripod yüksekliğini, kamera numuneye yatay olacak şekilde ayarlayın (Şekil 1).
    7. Üstün yükseklik için, tripod yüksekliğini, kamera numunenin üzerinde 45° aşağı eğilecek şekilde ayarlayın.
    8. Daha düşük yükseklik için, tripod yüksekliğini, kamera numunenin 45° altına kadar eğilecek şekilde ayarlayın.
  2. Omurları vurmak
    1. A odasında şeffaf bir masa tablası hazırlayın. Kemiğin sırt kısmı burada taranacaktır.
    2. Kemiği masanın üzerine yerleştirin. Artık yağ içeren ve daha koyu görünen kemikler için bir halka ışık kullanın. İsteğe bağlı: daha iyi ışık yansıması için altına alüminyum folyo yerleştirin.
    3. Ölçek referansı olarak bilinen mesafelere 2-3 işaret kartı yerleştirin.
    4. Tripodu yatay yüksekliğe ayarlayın (adım 2.1.6).
    5. Bir fotoğraf çekin, ardından kamerayı numunenin etrafında dairesel olarak 15-20° hareket ettirin. 360° dönüş tamamlanana kadar tekrarlayın.
    6. Tripodu daha yüksek bir yüksekliğe ayarlayın (adım 2.1.7). Fotoğraf çekimini tekrarlayın (adım 2.2.5).
    7. B odasında şeffaf bir masa tablası hazırlayın. Kemiğin ventral kısmı burada taranacaktır.
    8. Kemiği masanın üzerine baş aşağı yerleştirin. Fotoğraf çekimini tekrarlayın (2.2.4 - 2.2.6 adımları).
      NOT: A ve B odalarında, numune dışında herhangi bir ortak nesne bulunmamalıdır. İşlem sonrası karışıklığı önlemek için arka plan değişmeden kalmalıdır. Fotoğraf çekimi boyunca sabit bir odak uzaklığı ve nesneden uzaklık korunmalıdır. Ölçek hesaplaması için, tek bir fotoğrafta en az 2 işaret kartı yakalanmalıdır. Her örnek için işaretleyici kartlı en az 5 fotoğraf çekilmelidir. Benzersiz özelliklere sahip örnekler için (örneğin foramina) 2-3 ekstra yakın çekim fotoğraf çekilmelidir. Bunların tümü 2.3 ve 2.4 adımları için de geçerlidir.
  3. Büyük kemiklerin vurulması (kafatası, mandibulalar, kaburgalar, kürek kemiği vb.)
    1. Şeffaf destekçiler (raflar veya kutular) hazırlayın ve kemiği desteklerin üzerine koyun.
    2. Tripodu yatay yüksekliğe ayarlayın (adım 2.1.6).
    3. Bir fotoğraf çekin, ardından kamerayı numunenin etrafında dairesel olarak 15-20° hareket ettirin. 360° dönüş tamamlanana kadar tekrarlayın.
    4. Tripodu daha yüksek bir yüksekliğe ayarlayın (adım 2.1.7). Fotoğraf çekimini tekrarlayın (adım 2.3.3).
    5. Tripodu daha düşük bir yüksekliğe ayarlayın (adım 2.1.8). Fotoğraf çekimini tekrarlayın (adım 2.3.3).
  4. Küçük kemiklerin çekilmesi (falankslar, köşeli çift ayraçlar vb.)
    1. Alüminyum folyo ile kaplanmış bir döner tabla hazırlayın, üzerine numune için destek olarak yukarı bakacak şekilde birkaç kürdan ile bir köpük küp yerleştirin.
    2. Kemiği, ventral kısmı alttan görünecek şekilde kürdanların üzerine koyun.
    3. Tripodu yatay yüksekliğe ayarlayın (adım 2.1.6).
    4. Bir fotoğraf çekin, ardından döner tablayı 15-20° döndürün. 360° dönüş tamamlanana kadar tekrarlayın.
    5. Tripodu daha yüksek bir yüksekliğe ayarlayın (adım 2.1.7). Fotoğraf çekimini tekrarlayın (adım 2.4.4).
    6. Tripodu daha düşük bir yüksekliğe ayarlayın (adım 2.1.8). Fotoğraf çekimini tekrarlayın (adım 2.4.4).

3. Modelleme yazılımı ile veri işleme (bkz. Malzeme Tablosu)

  1. Seyrek nokta bulutu oluşturma
    1. İş Akışı menüsüne gidin, Yığın Ekle ve Fotoğraf Ekle'yi seçin. Tek bir numunenin tüm fotoğraflarını seçin ve Aç'a tıklayın.
    2. İş Akışı menüsüne gidin, Fotoğrafları Hizala'yı seçin ve Tamam'a tıklayın. Bu adım biraz zaman alacaktır.
    3. Model menüsüne gidin ve Kademeli Seçim'i seçin.
    4. Yeniden Yapılandırma Belirsizliği'ni seçin, değeri 10 olarak ayarlayın ve Tamam'a tıklayın. Seçilen noktaları kaldırmak için [DEL] tuşuna basın.
    5. Araçlar menüsüne gidin, Kameraları optimize et'i seçin. Uyarlanabilir kamera modeli uyumu'nu kontrol edin ve Tamam'a tıklayın.
    6. Adım 3.1.3'ü tekrarlayın, Yeniden Projeksiyon Hatası'nı seçin, değeri 0,5'in altına ayarlayın ve Tamam'a tıklayın. Seçilen noktaları kaldırmak için [DEL] tuşuna basın.
    7. Adım 3.1.3'ü tekrarlayın, Projeksiyon Doğruluğu'nu seçin, değeri 10'un altına ayarlayın ve Tamam'a tıklayın. Seçilen noktaları kaldırmak için [DEL] tuşuna basın.
    8. Nokta bulutunu döndürün ve Serbest Biçimli seçim aracı ve [DEL] ile istenmeyen noktaları silin.
  2. Seyrek bulutu temizleme
    1. İş Akışı menüsüne gidin, Ağ Oluştur'u seçin.
    2. Kaynak olarak Seyrek bulut'u seçin, Köşe renklerini hesapla seçeneğinin işaretini kaldırın ve Tamam'a tıklayın.
    3. Dosya menüsüne gidin, İçe Aktar – Maskeleri İçe Aktar'ı seçin.
    4. From Model as Method, Replacement as Operation, Apply to All cameras (Tüm kameralara uygula) seçeneğini belirleyin ve OK (Tamam) düğmesini tıklatın.
  3. Yoğun bir nokta bulutu oluşturma
    1. İş Akışı menüsüne gidin, Yoğun Bulut Oluştur'u seçin.
    2. Kalite'yi (Orta veya Yüksek) seçin, Nokta renklerini hesapla seçeneğinin işaretini kaldırın ve Tamam'ı tıklatın. Bu adım biraz zaman alacaktır.
    3. Nokta bulutunu döndürün ve gerekirse Serbest Biçim seçim aracıyla istenmeyen noktaları silin.
  4. Yoğun bulutu temizleme
    1. İş Akışı menüsüne gidin, Ağ Oluştur'u seçin.
    2. Kaynak olarak Yoğun bulut'u seçin ve Tamam'a tıklayın. Yüklenmesini bekleyin ve projeyi kaydedin.
  5. Modeli ölçeklendirme
    1. Fotoğraflar panelinde, işaret kartları olan bir fotoğrafı çift tıklatın. Yakınlaştırın ve bir işaretçinin ortasına sağ tıklayın ve İşaretçi Ekle'yi seçin. Fotoğraftaki diğer işaretçiler için bu işlemi tekrarlayın.
    2. İşaretleyici kartları olan tüm fotoğraflar için bu işlemi tekrarlayın. Daha önce eklenen işaretçiler için sağ tıklayın, İşaretçiyi Yerleştir'i seçin ve listeden seçim yapın
    3. Sol tıklamayı basılı tutarak işaretçilerin konumunu ayarlayın.
    4. Çalışma Alanı panelinde, Yığın – İşaretleyici altında, [CTRL] tuşunu basılı tutarak mesafesi bilinen bir çift işaretçi seçin. Sağ tıklayın ve Ölçek Çubuğu Oluştur'u seçin. Tüm çiftler için tekrarlayın.
    5. Çalışma Alanı panelinde, Yığın – Ölçek Çubukları altında, işaretçi çiftini seçin.
    6. Referans panelinde, Metre cinsinden mesafeyi girin. Tüm çiftler için tekrarlayın.
    7. Projeyi kaydedin .

İskeletin 4. 3D baskısı

  1. Modelin yazdırılması
    1. Ihracat. STL dosyalarını bir 3D baskı yazılımına dönüştürün (bkz.
    2. Gerekirse nesneyi platformdaki hareket ettirin ve döndürün. Nesnenin, tabana temas eden geniş, düz bir yüzey ile konumlandırıldığından emin olun. Gerekirse ölçeği artırın veya azaltın.
      NOT: 3D baskı çok zaman alan bir işlemdir ve kemiklerin düzensiz şekli işlemi zorlaştırabilir. En düz yüzey, çıktının baskı boyunca sabit kalması için modelin alt kısmı olarak belirlenmelidir.
    3. Yazdırılamayacak kadar büyük parçalar için (örneğin, mandibulalar), nesneyi parçalara bölmek ve çıktıları birbirine yapıştırmak için Serbest Kesim işlevini kullanın.
    4. Modeli PLA filament ile yazdırın. 0,03 mm'lik geçiş mesafesi kullanın.
      NOT: Daha uzun bir yazdırma süresi gerektirecek ince ölçek özelliklerine sahip modeller için daha küçük bir geçiş mesafesinde yazdırma önerilir.
  2. İskeletin sergilenmesi
    1. 3D baskılı ürünleri belirtilen koda göre orijinalleriyle eşleştirin. Herhangi bir baskı hatası olup olmadığını kontrol edin. Gerekirse yeniden yazdırın. İskeleti sergilemek için birleştirin.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

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

Bu çalışmada 166 parça kemik tek tek taranmış ve 1 mm çözünürlüklü 3 boyutlu modeller . STL biçimi. Stereolitografi formatı, 3B yazdırma için yaygın olan renk veya doku olmadan 3B nesnelerin yüzey geometrisini kaydeder. Omura'nın balina iskeletinin tam 3D modeli, halkın erişimi için çevrimiçi olarak yüklendi (https://www.cityu.edu.hk/cvmls/omura). Kafatası, büyük boyutu nedeniyle profesyonel bir 3D yazıcı ile basıldı. İskeletin geri kalanı şirket içi bir 3D yazıcı ile basılmıştır (Şekil 2

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

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

Sergilenecek iskeletler yağsız ve kokusuz olmalıdır. Balina kemikleri herkesin bildiği gibi yağlıdır ve bu da hazırlıklarını son derece zorlaştırır. 1998'de karaya vuran genç bir mavi balinanın iskelet kalıntıları Massachusetts'teki New Bedford Balina Avcılığı Müzesi'nde sergilendi. Profesyoneller tarafından yapılan muazzam tedaviye rağmen, kemikler hoş olmayan bir koku ile sarımsı kaldı ve 20 yılı aşkın bir süredir sürekli olarak yağ sızdırıyor21. Hong Kong'da ba...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

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

Yazarların ifşa edecek hiçbir şeyi yok.

Teşekkürler

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

Yazarlar, bu projedeki destekleri için Hong Kong Özel İdari Bölgesi Hükümeti'ne bağlı Hong Kong Polis Gücü Tarım, Balıkçılık ve Koruma Departmanı ile Deniz Bölgesi'ne teşekkür eder. Omura'nın balina iskeletinin etlerinin çıkarılması ve tedavi edilmesi için gösterilen büyük çaba için Hong Kong Şehir Üniversitesi personeline ve öğrencilerine de içten teşekkürlerimizi sunarız. Yazarlar, bu yayın maliyetindeki mali destek için Hong Kong Şehir Üniversitesi Bulaşıcı Hastalıklar ve Halk Sağlığı Bölümü'ne minnetle teşekkür eder. Bu el yazmasının İngilizce düzenlemesi için Dr. Maria Jose Robles Malagamba'ya özel teşekkürler.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
EF 24-70mm 1:2.8 L II USMCanonNAKamera lensi
EOS 5DSRCanonNAFotoğraf Makinesi
ideaMaker 3.6.1Raise 3DNA3D baskı yazılımı
MVKBFRL-LIVEUSManfrottoNAKamera tripodu
N2 PlusRaise 3DNA3D yazıcı
Agisoft Metashape 1.6.4 (Profesyonel Sürüm)AgisoftNA3D modelleme yazılımı
Poli-laktik asitRaise 3DNA3D baskı malzemesi
Hassas 9010 CPU: 2 x Xeon E5-2620 v3DellNABilgisayar

Kaynaklar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  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. Pathologic findings and causes of death of stranded cetaceans in the Canary Islands (2006-2012). PloS one. 13 (10), 0204444(2018).
  4. Cozzi, B., Mazzariol, S., Podestà, M., Zotti, A. Diving adaptations of the cetacean skeleton. The Open Zoology Journal. 2, 24-32 (2009).
  5. Moore, M. J., Early, G. A. Cumulative sperm whale bone damage and the bends. Science. 306, 2215(2004).
  6. Gulland, F., Hall, A. Is marine mammal health deteriorating? Trends in the global reporting of marine mammal disease. EcoHealth. 4 (2), 135-150 (2007).
  7. Bossart, G. D. Marine mammals as sentinel species for oceans and human health. Veterinary Pathology. 48 (3), 676-690 (2011).
  8. Schwacke, L. H., Gulland, F. M., White, S. Sentinel species in oceans and human health. Environmental Toxicology: Selected Entries from the Encyclopedia of Sustainability Science and Technology. Springer Science+Business Media. , 503-528 (2013).
  9. Wada, S., Oishi, M., Yamada, T. K. A newly discovered species of living baleen whale. Nature. 426 (6964), 278-281 (2003).
  10. Pinzari, F., Cornish, L., Jungblut, A. D. Skeleton bones in museum indoor environments offer niches for fungi and are affected by weathering and deposition of secondary minerals. Environmental Microbiology. 22 (1), 59-75 (2020).
  11. Fontanella, J. E., Fish, F. E., Rybczynski, N., Nweeia, M. T., Ketten, D. R. Three-dimensional geometry of the narwhal (Monodon monoceros) flukes in relation to hydrodynamics. Marine Mammal Science. 27 (4), 889-898 (2011).
  12. Jensen, M. M., Saladrigas, A. H., Goldbogen, J. A. Comparative three-dimensional morphology of baleen: cross-sectional profiles and volume measurements using CT images. The Anatomical Record. 300 (11), 1942-1952 (2017).
  13. Marino, L., Uhen, M. D., Pyenson, N. D., Frohlich, B. Reconstructing cetacean brain evolution using computed tomography. The Anatomical Record (Part B.: New Anatomy). 272, 107-117 (2003).
  14. Kot, C. W., Chan, D. K. P., Yuen, H. L. A., Tsui, H. C. L. Diagnosis of atlanto-occipital dissociation: Standardised measurements of normal craniocervical relationship in finless porpoises (genus Neophocaena) using postmortem computed tomography. Scientific Reports. 8, 8474(2018).
  15. Yuen, H. L. A., Tsui, C. L., Kot, B. C. W. Accuracy and reliability of cetacean cranial morphometrics using computed tomography three-dimensional volume rendered images. PLoS ONE. 12, e0174215(2017).
  16. Kot, B. C. W., Tsui, H. C. L., Chung, T. Y. T., Lau, A. P. Y. Postmortem neuroimaging of cetacean brains using computed tomography and magnetic resonance imaging. Frontiers in Marine Science. , In Press (2020).
  17. Erolin, C. Interactive 3D digital models for anatomy and medical education. Advances in Experimental Medicine and Biology. 1138, 1-16 (2019).
  18. Zhang, X. D., et al. A novel three-dimensional-printed paranasal sinus-skull base anatomical model. European Archives of Oto-rhino-laryngology. 275 (8), 2045-2049 (2018).
  19. Lombardi, S. A., Hicks, R. E., Thompson, K. V., Marbach-Ad, G. Are all hands-on activities equally effective? Effect of using plastic models, organ dissections, and virtual dissections on student learning and perceptions. Advances in Physiology Education. 38 (1), 80-86 (2014).
  20. Li, F., Liu, C., Song, X., Huan, Y., Gao, S., Jiang, Z. Production of accurate skeleton models of domestic animals using three-dimensional scanning and printing technology. Anatomical Sciences Education. 11 (1), 73-80 (2018).
  21. Atlas Obscura contributor. The oozing whale skeleton of New Bedford. Atlas Obscura. , Available from: https://slate.com/human-interest/2016/04/at-the-new-bedford-whaling-museum-in-massachusetts-you-ll-find-the-oozing-skeleton-of-kobo-a-whale-killed-by-a-tanker-off-the-coast-of-nova-scotia.html (2016).
  22. Katz, D., Friess, M. Technical note: 3D from standard digital photography of human crania - a preliminary assessment. American Journal of Physical Anthropology. 154 (1), 152-158 (2014).
  23. Rubio, R. R., et al. Construction of neuroanatomical volumetric models using 3-dimensional scanning techniques: technical note and applications. World Neurosurgery. 126, 359-368 (2019).
  24. Thomas, D. B., Hiscox, J. D., Dixon, B. J., Potgieter, J. 3D scanning and printing skeletal tissues for anatomy education. Journal of Anatomy. 229 (3), 473-481 (2016).
  25. Kot, B. C. W., Chan, D. K. P., Yuen, A. H. L., Wong, F. H. M., Tsui, H. C. L. Morphological analysis of the foramen magnum in finless porpoise (genus Neophocaena) using postmortem computed tomography 3D volume rendered images. Marine Mammal Science. 35, 261-270 (2019).
  26. Kot, B. C. W., Chan, D. K. P., Yu, M. C. Y., Chau, W. K. L., Lau, A. P. Y., Tsui, H. C. L. Three-dimensional surface scanning in postmortem investigation of stranded cetaceans: a step-by-step guide for carcass surface documentation. IAAAM 49th Annual Conference Proceedings. , Long Beach, CA, USA. https://www.vin.com/apputil/content/defaultadv1.aspx?pId=20778&meta=Generic&catId=113374&id=8504990&ind=42&objTypeID=17 (2018).
  27. Wachowiak, M. J., Karas, B. V. 3D scanning and replication for museum and cultural heritage applications. Journal of the American Institute for Conservation. 48 (2), 141-158 (2009).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Fotogrametrik Modelleme3D Yazd rmaKemik Dok mantasyonuskelet Haz rlamaPolilaktik Asit Yazd rmaElektronik Dosya Yay nlamaAnatomik zellik AnaliziBilimsel Birli i
Video yakında

İlgili makaleler