刘岳霖:颅面复原相关技术在法医学中的应用进展论文

刘岳霖:颅面复原相关技术在法医学中的应用进展论文

·综 述·

【摘要】随着计算机在各个领域中的迅速发展,计算机辅助下进行颅面复原的技术成为较为常用的颅面复原技术,将其应用于法医学领域也得到了越来越多的关注,因此针对性地探究颅面复原相关技术在法医学中的应用进展,对于法医学科的发展具有十分重要的意义。然而,对于颅面复原相关技术的规范性研究开展较少,其应用方式及相关因素的影响也各不相同。本文通过阐述手工颅面复原技术、计算机辅助的二维颅面复原技术、计算机辅助的三维颅面复原技术以及应用前景四个方面,进而探究颅面复原相关技术在法医学中的应用进展,为改善颅面复原相关技术提供一定的理论依据。

【关键词】颅面复原技术;法医学;应用

颅面复原技术通常指的是以人类颅骨为对象,将解剖学、人类学以及法医学的相关知识作为理论基础,并根据人类的面貌和头骨之间的关系,进而对人类的面部容貌进行复原的技术[1]。颅面复原技术在古人类研究、刑事侦破以及医学等相关领域均有广泛的应用。颅面复原相关技术主要包括两类,一类是手工颅面复原技术,另一类是计算机辅助下的颅面复原技术,其中,计算机辅助下的颅面复原技术又可以分为计算机辅助的二维颅面复原技术以及计算机辅助的三维颅面复原技术。本文以颅面复原的相关技术为研究对象,探究其在法医学领域中的应用进展。

1 手工颅面复原技术

早在19世纪末,解剖领域的专家提出以骨骼解剖学相关理论为依据,能够重新雕刻出死者的面部容貌[2]。随后在20世纪,有专家利用石膏材料,制作出死者的头骨模型,同时以解剖学相关知识为理论依据,对模型采取打孔的方式,并在所打出的孔上插入木条,使之与人体颅骨处的软组织厚度相匹配,最后再利用粘土材料制作出死者的面部肌肉,并进一步完善五官[3]。这类手工颅面复原技术不管在雕刻模型方面还是利用材料填充模型方面,都具有较为复杂的操作。此外,由于手工颅面复原技术花费时间长,质感较差,应用于刑事侦破中具有较大的时效局限性以及真实度局限性。值得注意的是,手工颅面复原技术不同于艺术品的复原,在法医学领域中颅面复原技术更侧重于受害人的面部容貌复原[4]。

2 计算机辅助二维颅面复原技术

1987年,一种新的颅骨面貌复原技术得以建立,这种技术被称为颅骨侧面描记法。颅骨侧面描记法通常包括四个步骤,首先测量人的头部尺寸从而确定复原的面型,其次对颅骨的软组织进行厚度以及角度的测量确定,接着通过令标记的测量点相连接,使其与所复原对象的种族、年龄以及性别等信息相匹配,最后完善其面部容貌,包括发型、皱纹以及眼线等[5]。总体来说,颅骨侧面描记法是利用X光机,对复原对象面部的正中线进行测量,从而获取其软组织的厚度以及角度等相关数据,进而建立侧面像。相比于手工颅面复原技术,颅骨侧面描记法在复原速度上具有明显的优势,但是这种方法只能进行二维颅面的复原,同时准确度较低,在法医学领域的应用依然有一定的局限性[6]。另有相关研究人员提出颜面影像复原形态图法,这种复原方法通过分析形态图,对复原对象的颅骨进行相关的记录,接着利用计算机技术,对人体颅骨的二维结构进行确定,进而确定复原的面型,最后再以此为依据完善其面部容貌[7]。虽然计算机辅助的二维颅面复原技术在法医学领域中有一定的成功案例,但是与面貌雕塑法相比,在准确度方面始终具有一定的局限性。

CCOS加工过程中抛光磨头沿着规划的抛光轨迹实现光学元件表面材料的抛光去除,其规划轨迹的优劣直接影响着非球面光学元件的抛光精度与生产效率。因此,如何提高抛光轨迹的规划质量,就成为了高精度非球面加工的重点研究内容。

3 计算机辅助三维颅面复原技术

计算机辅助三维颅面复原技术不同于计算机辅助的二维颅面复原技术,它不属于手工颅面复原技术的计算机化,其在本质上是以计算机技术为基础对变性以及模型技术进行引进,从而更为客观地复原人体颅面[8]。计算机辅助三维颅面复原技术主要包括三个步骤,重建三维颅骨、软组织的添加以及五官的复原[9]。三维颅骨的重建采取3D扫面仪扫描或者三维坐标测量的方式,获取三维颅骨的相关数据,并在计算机上根据数据进行颅骨图像的重建。同时也可以在二维颅骨的基础上,应用CT、核磁共振以及X射线进行三维颅骨的重建。无论采取哪一种三维颅骨重建方法,都需要确保复原信息的完整,且尽可能简化三维颅骨所需的原始数据,进而有效缩短图像处理所耗费的时间[10]。软组织的添加主要可分为两种添加方式,其中一种是利用硬组织材料,以颅骨变形为基础对软组织留有的空间进行填充,而另一种是在软组织厚度数据已经确定的基础上,根据准确的填充数量进行软组织添加。软组织添加的方法主要有对照匹配法、二维凸包法、三维凸包法、分区法以及特征点法[11]。五官的复原利用计算机所具有的模拟技术,获取在不同角度下面部的相应特征点,通过修改修饰等操作,使模拟的图像进行映射,进而实现三维颅面的复原。

(v)设表示子组Ey(y=1,2,…,r)群决策矩阵。个体标准决策矩阵通过加权集结算子转化为子组Ey(y=1,2,…,r)群决策矩阵

4 应用前景

手工颅面复原技术由于其工艺复杂、操作技术要求高、质感较差、主观依赖性高以及复原花费时间长等缺点,复原效果无法满足要求,在法医学领域中的应用具有较大的时效局限性以及真实度的局限性[12]。随着计算机在各个领域中的迅速发展,在计算机辅助下进行颅面复原的技术得到了广泛应用,其中计算机辅助的二维颅面复原技术以及计算机辅助的三维颅面复原技术在操作技术要求低、复原速度快以及客观性高等方面具有明显的优势,因此采用计算机技术进行颅面复原在法医学领域中的应用已经逐渐取代了手工颅面复原技术[13]。计算机辅助的颅面复原技术之所以具有更高的成功率,主要依靠了其强大的软组织数据库。软组织数据库的使用保证了软组织复原的准确度,同时自动化的复原使复原速度有了一定程度的提升。但值得注意的是,计算机辅助下的颅面复原技术在复原准确度方面仍然无法实现较大程度的提升,其主要原因在于计算机始终没有办法准确还原死者生前的五官,在进行模拟的过程中,只能以大众的五官特征作为参考依据,导致复原的共同点太多,无法准确复原,从而在一定程度上影响了刑事侦破的效率[14]。因此,颅面复原相关技术在法医学中的应用发展中,应加强建立更为齐全的人体五官数据库,特别是建立出人体颅骨和五官之间的相互联系,进而为计算机技术的处理提供基础性数据,实现颅面复原准确度的有效提高。

5 小 结

综上所述,本文主要从手工颅面复原技术、计算机辅助的二维颅面复原技术、计算机辅助的三维颅面复原技术以及应用前景四个方面来阐述颅面复原相关技术在法医学中的应用进展。其中,手工颅面复原技术是凭借相关经验以及借助相关的技术如橡皮泥的使用等,从而逐渐实现受害人面部容貌的还原,具有工艺复杂、操作技术要求高、质感较差、主观依赖性高以及复原花费时间长等缺点,在法医学领域中的应用具有较大的时效局限性以及真实度局限性。其次,计算机辅助的二维颅面复原技术在法医学领域中虽然有一定的成功案例,但是在准确度方面始终具有一定的局限性。而计算机辅助三维颅面复原技术在本质上是以计算机技术为基础对变性以及模型技术进行引进,能够更为客观地复原人体颅面。总体来说,计算机辅助的二维颅面复原技术以及计算机辅助的三维颅面复原技术在操作技术要求低、复原速度快以及客观性高等方面所具有的优势,使其在法医学领域中的应用已经逐渐取代了手工颅面复原技术。因此,探究颅面复原相关技术的应用进展,将对颅面复原方式在法医学领域中的改善产生重要影响。

参考文献

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【中图分类号】D919

【文献标识码】A

【文章编号】ISSN.2095-8242.2019.64.187.02

本文编辑:赵小龙

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