埃及科學(xué)家使用CT掃描和3D打印技術(shù)揭示“金童”木乃伊背后的秘密

導(dǎo)讀：在古埃及，對(duì)逝者遺體的處理是一件非常神圣和莊重的事情，古人認(rèn)為通過(guò)這樣一道流程可以讓死者進(jìn)入來(lái)世。具體來(lái)講，是防腐師通過(guò)對(duì)死者進(jìn)行木乃伊化處理，以保護(hù)尸體免受腐爛或遭遇動(dòng)物破壞。盡管隨著時(shí)間的推移發(fā)現(xiàn)了越來(lái)越多的木乃伊，但調(diào)查這些人工制品具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)槿绻麆?dòng)作不當(dāng)，木乃伊可能會(huì)被摧毀。

2023年2月4日，南極熊獲悉，來(lái)自開(kāi)羅大學(xué)放射學(xué)系和開(kāi)羅埃及博物館的研究人員使用 CT 掃描技術(shù)來(lái)研究 1916 年在上埃及發(fā)現(xiàn)的一具木乃伊，還通過(guò)3D 打印技術(shù)復(fù)制出在考古現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的護(hù)身符。

相關(guān)研究以題為“Scanning and three-dimensional-printingusing computed tomography of the “Golden Boy” mummy/“金童”木乃伊的計(jì)算機(jī)斷層掃描和三維打印”的論文被發(fā)表在《Frontiers in Medicine》期刊上。

論文鏈接：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmed.2022.1028377/full

增材制造技術(shù)已經(jīng)被證明可以應(yīng)用于考古學(xué)。但在這種情況下，開(kāi)羅的研究人員解釋說(shuō)，只有在進(jìn)行 CT 掃描后，他們才發(fā)現(xiàn)真正特別的地方。掃描結(jié)果顯示，木乃伊內(nèi)部和包裹物之間共有 49個(gè)護(hù)身符，排列成三列。這些護(hù)身符有 21 種不同的形狀，包括Udjat、圣甲蟲(chóng)、Ajet、Djed-pillar、Tyt、Placenta、Double-Plume和 Right-angle。CT 密度顯示 30 個(gè) (61%) 護(hù)身符是金屬（可能是金），其他護(hù)身符由彩陶、石頭或燒制粘土制成。因隨葬30枚金符而得名的“金童”進(jìn)一步提供了有關(guān)當(dāng)時(shí)生活狀況的信息，而這些信息的獲得是得益于 3D 掃描和打印的手段。

△左：最外層繃帶的掃描；右圖：掃描顯示交叉的雙臂和護(hù)身符。

使用 3D 打印研究“金童”的過(guò)程

古埃及木乃伊為我們提供了更多了解古代人類健康、信仰和技能的機(jī)會(huì)。過(guò)去，為了研究，木乃伊被打開(kāi)并進(jìn)行破壞性解剖。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，科學(xué)家在調(diào)查木乃伊和不摧毀它之間找到一個(gè)理想的折衷方案，并鼓勵(lì)使用侵入性較小的方法。放射學(xué)是一種非侵入性方法，自 1895 年發(fā)現(xiàn) X 射線后不久就被用于木乃伊研究。X 射線可以區(qū)分與木乃伊相關(guān)的不同密度，例如骨頭、致密的防腐材料、珠寶和護(hù)身符。

計(jì)算機(jī)斷層掃描 (CT) 代表了放射學(xué)的重大進(jìn)步，它可以組合數(shù)百個(gè)身體薄切片（切片）的投影來(lái)創(chuàng)建完整的身體三維模型，而不是使用單個(gè)圖像，而獲取的CT 數(shù)據(jù)又可以作為3D 打印所需物體的三維模型的建模參考。

研究人員在發(fā)表的論文中表示，他們?cè)谀灸艘辽砩习l(fā)現(xiàn)的最大的護(hù)身符是位于胸腔內(nèi)的心臟圣甲蟲(chóng)，隨后采用3D 打印對(duì)其進(jìn)行觸覺(jué)和視覺(jué)研究。在成功掃描選定的物體后，他們將其轉(zhuǎn)換為可打印格式。由于這只心臟圣甲蟲(chóng)位于木乃伊的胸腔內(nèi)，死亡時(shí)可能只有 14 到 15 歲，研究人員表示古埃及人非常重視他們的孩子。研究團(tuán)隊(duì)在研究過(guò)程中同樣遇到了問(wèn)題：由于護(hù)身符的 3D 文件在 2D X 光片上重疊，導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。

研究人員使用這些工具在軟件中操作 STL 文件，以獲得護(hù)身符的表面外殼。根據(jù)研究團(tuán)隊(duì)的說(shuō)法，最終使用市售的 3D 打印機(jī) 3D 打印了護(hù)身符。具體來(lái)說(shuō)，它是基于熔融沉積建模(FDM) 工藝的 Dremel 3D40 Ideal Builder。本案例中使用的材料是白色ABS塑料材料，隨后根據(jù) CT 數(shù)據(jù)以0.1 毫米的層厚進(jìn)行 3D 打印。3D 打印后的結(jié)果是一個(gè)令人印象深刻的圓盤(pán)形護(hù)身符。就連護(hù)身符上刻的字都清晰可見(jiàn)，研究人員甚至可以解讀出來(lái)。假設(shè)這些是旨在保護(hù)心臟的儀式銘文。

△護(hù)身符是使用 ABS 3D 打印的

開(kāi)羅大學(xué)放射學(xué)系和開(kāi)羅埃及博物館的研究人員在結(jié)束他們的研究時(shí)補(bǔ)充道：“我們預(yù)計(jì)這項(xiàng)研究將提供有關(guān)木乃伊的信息，有助于保護(hù)和促進(jìn)博物館展覽中的木乃伊展示空間�！�