显微镜下物体大小的测量

人类对微观世界的认识与光学显微镜的发明是分不开的 ,随之而产生的光学显微镜技术是我们进一步认识微观世界的重要手段。尽管在近代科技突飞猛进的今天 ,人们已能利用电子显微镜对更细微的结构进行观察 ,但光学显微镜仍然是当前生物学研究的重要的基本工具 ,光学显微镜技术还是生物学教学和研究的重要手段。虽然光学显微镜分辩二点间的距离不能小于照明光波波长的一半 ,一般大于 0 .2μm,但在分辩范围内 ,我们利用它可以观察到肉眼看不见的物体 ,如微生物、动植物的组织、细胞 ,部分细胞器和诸如纤维之类非细胞形态结构等。由于光学显微镜…     

自动三维度量学及在人体头面部测量中的应用

本文叙述一种新的无需参考物体或平面的自动三维度量学测量系统的原理,以及应用这种系统对人体头面部进行测量。     

国人胫骨的测量及其性别差别分析

为积累国人资料,本文对长春、通辽两地出土的１２７副胫骨（男７１,女５６）进行了胎骨大长、胎骨全长等２６项指标的测量,计算出胫骨中部断面指数和胎骨指数等４项指数及其分型,进行了侧别、性别及地区比较,并用胫骨最大长等７项因素进行了Ｆｉｓｈｅｒ法性别判别分析,得出５个判别式。结果显示：除个别测量项外均无显著性侧别差异,但均具有显著性性别差异,部分项目存在显著性地区差异;判别分析中判别正确率,介于美国白人     

中国近代人群上颌前臼齿釉质-齿质连接面形状的三维几何形态测量

牙齿的釉质-齿质连接面(EDJ或Enamel-dentine junction)是釉质表面(OES或Outer enamel surface)形态的发生基础,其形态特征在牙齿发育早期形成,与遗传因素密切相关。为探讨EDJ形状在近代人群中的变异特点,本文使用显微断层扫描技术(micro-CT或micro-computed tomography)扫描了100例采自华中地区近代农业人群的上颌前臼齿(P~3和P~4各50例),并复原了EDJ表面三维结构。采用基于30个标志点(landmark)和半标志点(semi-landmark)的三维几何形态测量量化了上颌前臼齿EDJ表面形状。结果显示,牙齿内部舌侧尖区域变异程度较颊侧尖大。在人群内部,上颌前臼齿的变异方式主要表现在1)颊舌尖相互靠近或远离造成的咬合面深浅的差别;2)颊舌尖齿质最高点(dentine horn)相对高度的差异;3)舌侧尖近远中方向尺寸的变化;4)P~3颊侧尖近中脊的内收与外扩造成的整个轮廓形状的对称性变化;5)P~4整个咬合面轮廓MD/BL比值的大小差别。基于以上发现,本文进一步探讨了上颌前臼齿EDJ形状在两性或不同时代标本之间是否存在差异。平均形状的比较发现男性上颌前臼齿的舌尖相对较宽,颊侧尖近中脊相对较低。但主成分分析(Principal component analysis)和置换检验(Permutation test)显示两性差异未达到显著水平。同样,从新石器时代以来的各样本组之间在EDJ形状上的差别也没有达到统计上的显著水平。这一结果提示中国近代人群上颌前臼齿EDJ表面形状的变异特点至少可以追溯到全新世早期(本文使用标本最早来自距今6000-7000年前的新石器时代阶段)。未来EDJ的三维几何形态测量可通过扩大标本数量进一步探讨不同性别、不同地区人群、不同演化阶段之间的差异。     

人类股骨断面面积与形状的不对称性——基于三维激光扫描的形态测量分析

人类股骨横断面面积、形状及其左右侧差异记载的人类演化、人群差异及生存活动的重要信息一直为古人类学研究所关注。多年来, 对股骨断面的研究通常采用破坏性地切割或者制作模型的方法。本文利用三维激光表面扫描技术, 无损、快捷、方便地获取了20对现代中国人左右侧股骨外轮廓的三维数据, 采用CAD软件及几何形态测量方法对两侧股骨断面轮廓的大小及形状进行了对比和分析。初步研究结果发现: 两侧股骨的横断面相对面积差异极其显著, 绝对面积差异不显著, 不对称方式表现为波动不对称性, 而不是偏向不对称性; 个体之间两侧股骨横断面外轮廓形状的波动不对称性极其显著, 偏向不对称性虽有差异但不显著; 平均形状和面积分析结果似乎表明股骨稍有偏左侧优势。虽然本文所采用的标本量有限, 所得出的结论需要更多标本的进一步验证, 但是, 本文的研究结果提示利用三维激光扫描技术获取股骨横断面外轮廓数据, 并采用形态测量方法分析确实能够揭示出一些以往研究方法不能发现的重要信息, 这种研究骨骼不对称性的新方法值得进一步的应用。     

玉米叶片三维形态的数学模拟研究

根据玉米叶片三维形态特征,应用悬臂梁模型来描述玉米叶曲线,对描述玉米叶片边缘扭曲的数学模型进行改进后,提出了基于特征参数的玉米叶片三维形态数学模型及其实现方法,本模型大大减少了描述全米叶片三维形态的信息量,并具有较高的逼真性,同时适用于描述其它禾谷类作物叶片的三维形态。     

花鼠外部形态及部分内脏器官的测量和分析

对捕捉的花鼠进行了外部形态和内脏器官的测量和分析,结果表明:外部形态和内脏器官的变异系数较大,各器官之间存在着显著的相关关系;不同年龄组间外部形态和内脏器官的大小存在着显著差异,同年龄组不同性别间差异不显著。     

基于三维激光扫描的颅骨测量与手工测量的比较

基于三维激光扫描的颅骨测量方法具有无接触、成像快速、易便携操作等优势,近年来在体质人类学与古人类学等领域发挥着日趋重要的作用。而在该测量技术普及的同时,其可靠性以及与手工测量的一致性问题也受到关注。本研究分别以手工方法与激光扫描建立模型法对考古出土颅骨进行测量,期望以实验手段探讨两种测量结果是否一致。实验结果显示,上述两种测量方法分别标定的两套测点相互之间吻合情况较好。其中,有易识别解剖学形态特征的测点吻合程度最优。而在两种测量手段的标点操作方式有所不同时,其标点位置间距会略有放大。从最终测量结果来看,两种测量手段所获数据的绝对差值和相对差异程度均较小。个别测量项在配对样本t检验中表现出了差异显著性,这应由两种测量结果大小差异的统一偏向性所致。在实际操作中,此类差异仍在可接受范围内,适宜混合同时使用。就差异的来源而言,测量操作方式的不同以及测点间的吻合程度是导致最终测量结果不同的主要原因之一,而仪器、颅骨表面的激光反射特性、扫描所获三维画面拼合情况等主客观因素也同样不可忽视。     

不同水深养殖栉孔扇贝的形态测量学研究和比较

为了探究远岸深水海区和近岸浅水海区养殖的栉孔扇贝(Chlamys farreri)形态上的差异,运用传统形态测量学和几何形态测量学的方法,对来自近岸浅水海区(15 m水深)和远岸深水海区(30 m水深)底栖养殖的2龄栉孔扇贝进行形态测量学研究和比较分析。结果表明:深水养殖的栉孔扇贝的壳高(SH)、壳长(SL)和壳宽(SW)都极显著大于浅水养殖的栉孔扇贝(P<0.01);通过界标点(Landmarks)和半界标点(Semi-landmarks)的方法,及广义普鲁克分析(GPA)、主成分分析(PCA)和典型变量分析(CVA),结果表明深水养殖的栉孔扇贝的整体壳形尺寸大于浅水养殖的栉孔扇贝,除去尺寸大小因素后两者的壳耳和壳体扇形边缘存在显著差异。文章为栉孔扇贝深水养殖的选育和增养殖工作提供基于形态学研究的理论依据,同时比较分析了传统形态测量学和几何形态测量学的原理和分析方法,为研究生物体形态差异时选择合适的研究方法提供新参考。     

相位移法用于牙冠三维形状的自动测量

本文通过相位移法对CAD/CAM系统在口腔固定修复领域中开发应用牙冠三维形状的自动测量进行了研究,提出了一套计算机自动产生去纹和自动实现相移,并经过计算准确获取牙冠三维形状的新方法。     

三维几何形态测量方法在石制品分析中的应用

几何形态测量方法是生物学研究中用于形态特征分析和形态比较研究的一种常用方法。其核心思想是利用空间坐标点获取研究对象的形态数据,再通过坐标数据的多元统计分析,定量探讨研究对象的形态特征及影响其形态变异的因素。近年来,随着三维扫描技术的广泛应用以及对于石制品形态特征量化分析要求的提高,基于三维模型的几何形态测量方法开始出现在相关的旧石器考古研究中。本文首先对三维几何形态测量分析方法及其在石制品研究中的应用情况进行介绍,随后具体阐述了该方法的分析流程。为便于国内学者更好地了解这一方法,本文进一步以广西百色盆地南坡山遗址发现的手斧为例,利用三维几何形态测量方法对这些手斧的几何形态特征进行了初步探讨。三维几何形态测量方法为石制品形态研究提供了新思路和新视角,有望成为今后中国旧石器考古研究中一个重要的发展方向。     

对肋骨进行组织形态测量推断年龄

本文的目的在于研究人类密质骨的年龄变化规律 ,为法医学、人类学利用骨骼推断年龄提供新方法。本研究收集了 86例中国北方汉族男性右侧第六肋骨的中 1 3段 ,制作脱钙骨切片 ,在计算机图像分析仪上测量 9项组织形态学参数 ,并进行多元逐步回归分析 ,结果得到一个推断年龄的多元回归方程 :^Y =33 545 +0 938X2 +2 4 9 1 4 4X4+0 676X7- 769 784X8- 0 0 0 4X9,复相关系数和标准误分别是 0 954和 4 1 4。经 30例已知年龄的标本检验 ,预测年龄的误差在± 5岁以内的可达 77% ,误差在±8岁以内的可达 1 0 0 %。     

现代各主要人群额骨3D几何形态的对比

额骨是连接面颅和脑颅的重要头骨组成部分,关于现代各个人种的额骨形态是否存在明显的差别,这些人种额骨的基本形态如何,变异范围以及与其他人群的相似与差异等问题都尚未完全厘清。而额骨的很多特征由于技术手段的限制很难进行测量和准确的描述比较。鉴于这些问题,本文将采用基于三维表面半标志点的几何形态测量方法,研究东亚现代人额骨的表面形态及其变异范围,并与欧洲,东南亚,美洲,非洲以及澳洲的现代人群的额骨形态进行对比,为对比不同人群的形态研究建立基础数据。结果显示,额骨形态的变异主要表现在:1)额骨鳞部的额结节和正中矢状脊共同向前隆起或回缩以及相对额骨宽度;2)眉弓的粗壮程度,额结节的侧向发育程度和正中矢状脊的发育情况。为了进一步揭示中国现代人与其他人群在额骨形态上的关系,本文还探讨了额骨大小在不同人群中的差异。结果显示,东亚现代人和欧洲现代人额骨中心大小值的中位数最大,澳洲现代人的最小。东亚现代人的额骨形态与澳洲,欧洲和非洲均有非常显著的差异。为了检验额骨的形态是否与遗传距离一致,作者还对额骨形态距离和遗传距离做了相关性分析。结果显示,不同人群的额骨形态与其遗传距离呈显著的相关性,说明本研究结果中不同人群额骨形态上的差异大小可以在一定程度上反映其遗传距离,并可能进一步反映人群历史。东亚现代人的额骨平均形态在与各个人群比较过程中表现出一致性特征,可能在一定程度上反映了东亚现代人群的进化过程是相对独立的。未来额骨的三维几何形态测量可通过扩大标本数量进一步探讨不同性别和不同演化阶段之间的差异。     

新疆棉蚜食物专化型的形态测量分析

温室内接种试验表明,吐鲁番瓜类（西瓜、甜瓜、黄瓜）和棉花上的棉蚜AphisgossypiiGlover在以上两类作物之间相互移植不能存活,由此确立为不同的食物专化型──瓜蚜型和棉花蚜型。选择25个形态特征进行测量,对测量数据进行了变异分析和显著性测验。采用Fisher准则下的二类判别分析法对样本进行归类,明确地划归为瓜蚜型和棉花蚜型。依据判别系数筛选出6个对划归类群贡献最大的特征。     

蒙原羚亚成体外部形态及消化道若干指标的测量分析

对在内蒙古自治区新巴尔虎右旗猎捕到的蒙原羚(Procapragutturosa)亚成体的外部形态及消化道若干指标进行了测量及分析,结果表明,蒙原羚亚成体的体重平均为27.47kg,体长平均为105.37cm,尾长平均为10.94cm,肩高平均为56.55cm。蒙原羚亚成体胃(含胃容物)的总重为5.26kg,占体重的19.15%;瘤胃(含胃容物)重(平均3.81kg)占胃总重的72.43%;肠道总长为2708.86cm,是体长的25·71倍;小肠总长为1909.87cm,占肠道总长的70.50%;大肠总长为798.99cm,占肠道总长的29.50%。蒙原羚亚成体兼有精饲者和粗饲者的特征。     

现代各主要人群中面部3D几何形态的对比

中面部的形态是个人识别的重要依据,并且长期以来都在各人种的形态对比研究中占有重要的地位。而中面部骨骼形态复杂,骨骼表面不规则,很难用传统的方法来进行测量和比较。本文采用基于三维表面半标志点的几何形态测量学研究东亚现代人中面部的形态及其变异范围,并与其他各大地理位置中的现代人群的中面部形态进行对比,为人类演化和对比不同人群的形态研究建立基础数据。本研究结果显示中面部形态能够大致区分各个现代人群,其中东亚现代人与除美洲印第安人以外的所有现代人的中面部形状之间都具有较为明显的差异。东亚现代人与澳大利亚和非洲的现代人中面部形状之间的差别最明显,而与欧洲和东南亚现代人的分布范围有部分重叠。东亚现代人群中面部的平均形状却具有非常明显的特点:沿着正中矢状面的结构回缩,而两侧的结构向前方和两侧突出。而其他现代人群的中面部平均形状则呈现出相反的特征,即沿着正中矢状面的结构为突出,而两侧的结构回缩的特征。这些特点在东亚发现的化石人类标本中也有很高的发生率,这表明这些中面部特征在东亚人类进化的序列是连续的,并无受到干扰的迹象。     

元谋古猿下颌臼齿三维立体特征

采用欧氏距离矩阵分析（EDMA）方法对72枚元谋古猿及作为对比样本的10枚禄丰古猿、现生大猿类和人类下颌臼齿齿冠13个测量标志点三维测量数据的统计分析显示：元谋古猿在下颌臼齿齿冠三维形态测量特征上与禄丰古猿最为接近。与现生大猿类及人类相比,元谋古猿和禄丰古猿均与人类之间呈现出非常显著的差异,而与猿类较为接近。它们两者及生大猿类均与人类之间具有许多共同的差异表现特点。元谋古猿在下颌臼齿三维测量特征方面与三种现生大猿类各自之间的差别表现相似。其中,元谋古猿与猩猩之间的牙齿形态特征上似乎更为接近。但目前对这些特征相似差异的含义尚难以确定。     

北京部分中心城区1990—2019年三维建筑形态变化特征

城市三维建筑形态影响城市近地表能量平衡、微气候及空气质量。基于多源空间数据(高分辨率Pléiades遥感影像、高分辨率谷歌影像和建筑轮廓数据),构建三维建筑形态指标体系,并基于网格法分析了各三维建筑形态指标的空间敏感性,应用该指标体系评价了1990—2019年北京部分中心城区的三维建筑形态特征及其变化。主要结果如下:(1)整合11个指数构建了一套三维建筑形态指标体系;(2)各指标的核密度分布存在差异;形状指数、三维分形维数、聚集度、邻近度对网格大小敏感,其他指标对网格大小不敏感;(3)1990—2019年建筑面积占比、加权面积建筑高度、三维形状指数、邻近度变化显著,且主要集中在四环两侧及国贸附近。     

东亚中更新世古人类下颔第二臼齿釉质-齿质连接面三维形状和釉质厚度分布

东亚中更新世古人类在头骨、下颌骨、牙齿等解剖部位表现出不同程度的形态多样性,中期成员代表为直立人,而晚期成员的演化地位具有较大争议。为进一步了解东亚中更新世古人类内部的形态变异特点和为东亚中更新世晚期古人类分类提供依据,本文使用微分同胚的表面匹配（Diffeomorphic Surface Matching, DSM）和形态测量图（Morphometric map）对下颌第二臼齿（M₂）釉质-齿质连接面的形状和齿冠侧面釉质厚度分布模式进行了量化分析。结果显示：1）东亚中更新世古人类与晚期人属成员（尼安德特人和现代人）存在较明显的形态差别;2）该时段晚期的东亚古人类相对中期直立人在侧面釉质厚度分布规律上具有独特性,并在釉质-齿质连接面的三维形状上与晚期人属成员更加接近。本文在以往对东亚中更新世古人类牙齿内外结构单个性状研究的基础上,使用三维形态测量方法进一步量化了M₂釉质-齿质连接面三维形状和侧面釉质厚度分布模式两项重要特征的变异特点,这对未来该时段同类型牙齿的形态鉴定以及解决东亚中更新世晚期古人类的分类地位具有一定意义。