Виды КТ сканеров
Существует три вида КТ сканеров, которые могут быть использованы на окаменелостях гоминина:
• медицинская томография
• промышленная томография
• микротомография
Возможности медицинской томографии
В дополнение к 3D возможностям, медицинская компьютерная томография является ценным методом, так как уменьшает время, необходимое для воздействия потенциально вредного излучения.
Медицинская КТ была разработана в основном для использования в диагностике заболеваний. Может быть достигнуто пространственное разрешение в пределах разреза 0,35 мм, достаточное для макроскопической диагностики заболеваний.
Многие больницы теперь имеют компьютерные томографы. Медицинская КТ полезна для реконструкции внешней морфологии окаменелостей гоминина, хотя и не в состоянии предоставить данные по внутренним органам и структурам, которые у ископаемых сильно минерализованы.
Интенсивность рентгеновского излучения промышленных КТ и микротомографий очень высока, и проникающая способность выше, чем у медицинской томографии.
Для некоторых сильно окаменелых образцов, промышленные КТ и микротомография могут четко представлять внутреннее строение тела. При использовании высокорадиационных источников промышленные колтюбинговые технологии способны генерировать изображения очень высокого разрешения.
Разрешение трехмерных рентгеновских может отображать микроструктуру клеток и тканей ясно, и используется для анализа образцов костей, зубов и биоматериалов.
Применение и последние достижения в использовании ГНКТ в ископаемых гоминина
Виртуальная реконструкция ископаемых объектов. Из-за разрушительных процессов, которые происходят во время раскопок, окаменелости гоминина обычно фрагментированы, искажены или заполнены сильно кальцинированной матрицей.
Традиционная подготовка заключается в физическом отделении ископаемого от окружающей матрицы и последующей реставрации недостающих частей штукатуркой или кремноземом.
Восстановление - это крайне инвазивный и потенциально разрушительный процесс, который зачастую необратим; оно также представляет собой крайне субъективный и зависящий от способностей конкретного палеонтолога.
Этапы реконструкции
1. Одним из первых и наиболее важных шагов в виртуальной реконструкции ископаемого является освобождение фрагментов ископаемого от окружающей матрицы. Потому что условия захоронения гомининовых окаменелостей различны, плотность костей и плотность прилипающих отложений также различаются.
Колтюбинговая технология может использоваться для проведения различий между двумя материалами, хотя параметры сканирования, используемые в современных скелетах, обычно не подходит для окаменелостей гоминина.
Для каждого образца требуется отдельная регулировка. Настройка окна компьютерных графических инструментов должна быть откалибрована в соответствии со средним значением величины окаменелых костей и пороговых эффектов.
Тогда границу между костью и отложениями в каждом двумерном срезе можно очертить вручную в виртуальной реальности для разделения этих двух компонентов.
2. Вторым шагом в реконструкции виртуальных окаменелостей является реконструирование недостающих частей ископаемого. Этот этап иллюстрируется работой над неандертальским ископаемым черепом, датированным возрастом 30 000 лет.
Его фрагментированная левая часть мозга почти полностью отсутствует. В 2002 г. Золликофер и др. провели томографию. Все ископаемые фрагменты были выделены в электронном виде из матрицы, и затем скомпонованны на экране компьютера.
Отсутствующие части были восстановлены с использованием зеркального отображения сохранившихся структур. Довольно полный виртуальный объект был реконструирован неинвазивным способом.
Череп "Тумай"
Еще одним примером является виртуальная работа над черепом гоминина, которому почти 7 миллионов лет из пустыни Джуджурб на севере Чада. Череп "Тумай" был раздавлен под песчаной дюной и имел некоторые искажения.
Первооткрыватели предположили, что окаменелость представляет собой уникальную мозаику примитивов и производных персонажей, и что Тумай - самый древний из известных гоминин или представитель рода, который включает в себя людей, а не других обезьян.
Критики же утверждали, что это больше походит на предка гориллы, чем на человека. В 2005 году Золликофер создал цифровое изображение черепа "Тумай" с помощью компьютерной томографии высокого разрешения.
Искажение было исправлено с помощью графических 3D-инструментов. Новая реконструкция показала, что угол между дном глазной орбиты Тумая и основанием черепа намного меньше, чем то, что наблюдается у обезьян.
Таким образом, КТ теперь используется для получения последовательных сечений изображений ископаемых образцов в неинвазивном виде. КТ-сканирование превращает настоящую окаменелость в виртуальный объект и дает возможность палеоантропологам продлить изучение ископаемых образцов снаружи и изнутри.
Продолжение темы.
