Artec Ray与Leo助力中国香港地区野生水生动物法医鉴定

谈起法医学与尸检，大多数人的脑海中往往会浮现出人类遗体、医院、太平间及实验室的画面。但在科学界，法医学与尸检的范畴远不止于此，它们还涵盖海洋中的大型哺乳动物。在香港，有这样一个团队，他们将3D技术与水生动物法医鉴定巧妙结合，借助3D扫描技术捕获动物伤口细节，以及造成动物受伤的船只信息。

用Artec Leo扫描海豚尸体

香港城市大学的Brian Kot教授，是水生动物虚拟解剖实验室的助理教授及兽医影像学研究员，他表示：“我们的研究主要聚焦于香港及其周边海域搁浅的水生动物，这些动物栖息在中国南海的沿海水域。”

该团队希望通过采用以虚拟解剖为核心的验尸技术——这包括对搁浅动物尸体及其疑似致伤物进行3D扫描，并对这些动物尸体进行CT/MRI/超声检查——来揭示自然因素及人为活动对水生动物的影响。通过3D扫描搭建动物尸体模型，用于调查死因、匹配分析及虚拟事故现场重建。简而言之，就是记录水生动物的伤亡情况，调查事故的来龙去脉，并探索有效的预防措施。

用Artec Space Spider扫描海豚

Kot教授解释道：“船只活动是威胁当地鲸豚类动物安全的主要人为因素。2018年，我们遇到的38头搁浅鲸豚中，有19头身上有明显遭受船只撞击留下的锐器或钝器伤痕。”尽管在2020年新冠疫情后，海上船只活动有所减少，但鲸豚类动物依然危机四伏。2023年，据报告，25头搁浅鲸豚中，有15头曾被渔具缠绕或突然在水下被困。

扫描海龟的龟壳与躯体

香港城市大学水生动物虚拟解剖实验室的高级研究助理兼经理Henry Tsui表示：“我们的调查致力于推动海洋保护事业，包括对海豚和海龟的保护，为科学讨论和政策制定提供有力依据。这样一来，水生动物就成了衡量生态系统健康的标尺，激励我们朝着‘同一个海洋，同一种健康’的美好愿景迈进。若涉及法律诉讼，这些研究成果提供的证据比二维照片更为精确和可靠。”

不断壮大的工具阵容

起初，团队采用拍照和摄影测量等传统方法来记录动物的外观状态，但这些方法存在明显不足。

Kot教授指出：“拍照时会受到环境光线、拍摄距离等诸多因素的影响。为此，我们需要借助3D模型，它能让我们更直观地看到动物的皮肤状况、伤口、受伤情况，还有可能找出‘凶器’。”

在尝试了多种3D扫描方案后，团队最终锁定了Artec 3D。

左：海龟被发现时的原貌；右：其高分辨率3D模型

“我们选择Artec 3D，首先是考虑到其出色的色彩还原能力。在研究水生动物的伤口和受伤情况时，纹理信息至关重要，我们能根据它判断伤口是新伤还是正处于愈合阶段等。”

团队首先从Artec Eva和Space Spider入手，Eva擅长捕获中型物体，Space Spider则凭借超高精度的细节捕获能力广受业界好评。很快，团队决定进一步扩充他们的工具阵容。“我们用Eva扫描动物的全身，用Space Spider扫描头部、背鳍、生殖裂、伤口或皮损等关键部位。数据采集通常需要花20到30分钟，”Kot教授说道，“我们还引进了Artec Leo，它用大约5到10分钟就能扫描一只海豚或鼠海豚。”

用无线扫描仪Artec Leo近距离扫描鲸鱼

除了海豚和鼠海豚，团队还扫描了海龟。Artec Leo采用无线设计、由AI驱动，操作简便。手持Leo，可以轻松地在大型物体周围移动，快速捕获数据，且无需担心电线或线缆的牵绊。

记录核心数据

团队的目标不仅在于扫描、检查动物的外观，还在于深入其内部结构，因此扫描工作必须细致且全面。

Kot教授解释道：“我们主要是想结合动物外观和内部结构扫描数据，搭建出完整的全身3D模型。我们把动物放在CT扫描台上，从不同方位进行扫描：先扫描侧面（即侧视图），然后再从顶部和底部进行扫描。”

借助CT和3D扫描技术，全面采集动物数据集

在扫描动物尸体外观后，团队便解剖尸体对其内部进行扫描。鉴于动物尸体在扫描过程中可能会发生位移，他们将外部3D扫描数据与内部器官体积CT数据结合，搭建出完整的模型，并借助Blender等高级渲染软件进行数据分析。

动物全身数据记录详尽，为团队带来了极大的帮助，这些证据能够永久保存，意义非凡。“一旦我们开始解剖、尸检，就没有回头路了，无法再将尸体恢复原状，” Kot教授补充道，“但有了3D数据和模型，我们就可以反复进行调查，不仅限于香港本地，还能在国际上进行。全球各地的专家小组都可以共享这些资料，共同推动更深层次的研究。”

用Artec Ray扫描可能致使水生动物伤亡的船舶及表面

如何在10分钟内扫描一头鲸鱼

扫描鲸鱼和船只等大型物体是Artec Ray的擅长领域。香港城市大学的Tabris Chung博士说道：“扫描巨型鲸鱼时，我们需要处理的数据量相当庞大，这也是我们选择Ray的原因。”团队利用摄影测量技术将色彩映射到3D模型中，即使是世界上体型最大的哺乳动物，也能获得细节详尽且准确的扫描结果。

团队还可以将这些数据用于其他正在进行的项目中。例如，这些数据可以用来研究船舶碰撞对该水域的海豚所存在的威胁。

这些海洋生物被发现时往往已不幸离世。图中所示为使用Artec Leo对鲸鱼全身进行扫描

“我们能够确定这些事故的多发区域，以及在这片水域出没的船舶类型，”Tabris Chung博士说道，“接着，我们就前往造船厂和码头，实地考察各类船舶，用Artec Ray扫描这些船舶的底部。”

成功获取所有高分辨率3D数据后，团队便可以进行数据分析，重建事故现场。

扫描收集船舶部件数据，作为证据保留

Tabris Chung博士指出：“这不仅能让人们知道船只与海豚发生碰撞的真相，还能让人们了解预防此类事故的办法。正因如此，实验室在扫描所接收的动物时，几乎都采用了Artec 3D扫描仪。”

共享工具与宝贵经验

团队的脚步不曾停止，他们不断收集、展示、分析这些水生动物的数据。他们同时也着眼于未来，每年都会举办一场3D扫描活动，作为动物尸检工作坊的一环，旨在与当地和全球各地的参与者分享经验，向参与者传授利用3D扫描和CT扫描进行动物尸体解剖的实用技巧。

但凡事不能只看一面，我们的关注不应仅限于探究这些动物的死因，更要着眼于它们所栖息的海洋环境及其整体健康状况。

举办工作坊展示3D扫描技术，体验其强大功能

“我们必须全面审视动物的健康问题，而非仅仅局限于探究其死亡原因，”Kot教授强调，“鲸类动物常受传染病困扰，这些传染病可能会引发蠕虫肺炎或肌骨骼疾病，进而削弱它们的活动能力。此外，视力或听力受损也会使它们的觅食效率大打折扣，对周围环境的敏感度也会减弱，如此一来，它们更容易与船只发生碰撞。”

Kot教授建议：“在制定保护濒危水生野生动物的措施时，我们不能一味地将责任归咎于船只。相反，我们需要更加深入地了解这些动物的健康状况，并努力减轻自然与人为因素给它们带来的影响。”