Enquête médico-légale sur la faune aquatique à Hong Kong et en Chine avec Artec Ray et Leo

Quand il est question de médecine légale et d’autopsie, la plupart d’entre nous imaginent des corps humains, des hôpitaux, des morgues et des laboratoires. Mais dans le monde scientifique, ces termes vont bien au-delà, et ils englobent nos amis les mammifères, même s’il s’agit de ceux qui vivent dans la mer et qui sont beaucoup plus grands que nous. Pour une équipe de Hong Kong, la technologie 3D et les enquêtes médico-légales sur les animaux aquatiques se combinent : elle scanne en 3D les blessures des animaux et les bateaux qui les ont causées.

Un dauphin mort scanné avec Artec Leo

« Nos principaux sujets de recherche sont les animaux aquatiques échoués à Hong Kong et dans les eaux limitrophes : les animaux qui utilisent l’habitat des eaux côtières le long de la mer de Chine méridionale », a déclaré le professeur Brian Kot, professeur adjoint et chercheur en imagerie vétérinaire au laboratoire de virtopsie des animaux aquatiques de l’université de Hong Kong.

L’objectif de cette recherche est pour le moins ambitieux : fournir des preuves scientifiques et précises des impacts naturels et anthropogéniques sur les animaux aquatiques grâce à une approche d’investigation post-mortem basée sur la virtopsie, c’est-à-dire la documentation en 3D des carcasses échouées et des outils suspectés d’avoir causé des blessures, ainsi que l’examen post-mortem par tomodensitométrie/IRM/ultrasons des carcasses. On obtient ainsi des copies électroniques complètes pour les investigations sur les décès, l’analyse des correspondances et la reconstitution virtuelle de la scène de l’accident. En bref, il s’agit de documenter les animaux aquatiques blessés ou morts, d’étudier comment et pourquoi cela s’est produit et de réfléchir à la manière de prévenir de tels incidents à l’avenir.

Un dauphin en cours de scan avec Artec Space Spider

« La collision avec les navires était l’une des principales menaces anthropogéniques pour les cétacés résidents locaux, explique le professeur Kot. En 2018, des preuves de traumatismes par objets tranchants ou contondants indiquant une collision avec les navires ont été observées chez 19 des 38 cétacés échoués que nous avons rencontrés. » Si la diminution du trafic maritime suite à la pandémie de COVID-19 en 2020 a réduit ces collisions, d’autres menaces subsistent. En 2023, des signes d’enchevêtrement dans du matériel de pêche ou de piégeage sous-marin suraigu ont été détectés chez 15 des 25 cétacés échoués qui ont été signalés.

La carapace et le corps d’une tortue de mer en cours de scan

« Nous souhaitons faire progresser nos recherches dans le sens de la conservation du milieu marin, mais aussi des dauphins et des tortues de mer, afin de faciliter les débats scientifiques et les décisions politiques. Cela permet d’utiliser les animaux aquatiques comme sentinelles de la santé de l’écosystème et de tendre vers l’idéal « Un océan, une santé », résume M. Henry Tsui, assistant de recherche principal et directeur du laboratoire de virtopsie des animaux aquatiques de l’université de Hong Kong. Et en cas de procès, ces résultats pourraient servir de preuves bien plus précises et fiables que les images photographiques en 2D. »

Développement de la flotte

L’équipe a d’abord utilisé des méthodes conventionnelles telles que la photographie et la photogrammétrie pour capturer l’état extérieur des animaux, mais ces options se sont révélées insuffisantes.

« La photographie elle-même est tributaire de nombreux paramètres, notamment l’éclairage de l’environnement, la distance et bien d’autres facteurs, explique le professeur Kot. Nous avions donc besoin de modèles 3D pour visualiser l’état de la peau, les plaies et les blessures, et peut-être aussi les outils utilisés pour les infliger. »

Après avoir essayé plusieurs solutions de scan 3D, l’équipe a fini par trouver une solution auprès d’Artec 3D.

Une tortue de mer telle qu’elle a été trouvée, désormais capturée en 3D haute résolution

« Nous avons choisi Artec 3D tout d’abord parce que la couleur est extrêmement importante pour nous. Lorsque nous étudions les blessures et les plaies, la texture nous donne en fait beaucoup plus d’informations : s’il s’agit de plaies récentes, en cours de cicatrisation, ou s’il y a des indications, etc. »

En commençant avec l’Artec Eva, une solution polyvalente pour capturer des objets de taille moyenne, et le Space Spider, un produit phare de l’industrie pour saisir les détails les plus fins avec une très grande précision, l’équipe a rapidement décidé d’élargir sa gamme d’outils. « Nous avons utilisé Eva pour scanner l’ensemble du corps de l’animal, et Space Spider pour les régions focales d’intérêt comme la tête, la nageoire dorsale, la fente génitale et toutes les blessures ou lésions cutanées. L’acquisition des données prend généralement 20 à 30 minutes, explique le professeur Kot. Nous utilisons également l’Artec Leo, qui permet de scanner un dauphin ou un marsouin en 5 à 10 minutes. »

Approcher une baleine à l’aide de l’Artec Leo sans fil

Outre les dauphins et les marsouins, l’équipe scanne également les tortues de mer. Sans fil, piloté par l’IA et incroyablement facile à utiliser, l’Artec Leo a été conçu pour des cas comme celui-ci :  se déplacer sur une grande surface, capturer rapidement et sans fils ou câbles gênants.

Documentation essentielle

L’objectif étant de scanner et d’inspecter non seulement l’extérieur mais aussi l’intérieur de l'animal, le scan doit être effectué avec soin et de manière très précise.

« Notre principal objectif est de combiner les données externes et internes afin d’obtenir un modèle 3D holistique du corps entier », explique le professeur Kot. Nous plaçons donc les animaux sur la table de tomodensitométrie et nous les scannons de manière systématique : le côté latéral, cette vue latérale, ainsi que la vue du dessus et du dessous. »

Pour obtenir un ensemble complet de données, les animaux sont scannés en CT et en 3D

Après un scan approfondi de l’extérieur de la carcasse, l’animal est ouvert pour un scan interne. En raison de la position changeante de l’animal, une combinaison de scans 3D externes et de données tomodensitométriques volumétriques internes est utilisée pour créer des modèles complets et effectuer des analyses à l’aide de logiciels de rendu avancés tels que Blender.

La documentation exhaustive sur l’ensemble du corps s’est révélée extrêmement utile pour l’équipe, qui apprécie beaucoup les preuves détaillées et disponibles en permanence. « Lorsque nous ouvrons le corps, nous ne pouvons plus le recoudre, et ce, après la nécropsie, après la dissection : il n’y a pas de retour en arrière possible, déclare le professeur Kot. Le fait de disposer de données et de modèles 3D nous permet donc d’effectuer plusieurs séries d’investigations, non seulement au niveau local, mais aussi au niveau international, car ces données peuvent être partagées entre différents groupes d’experts à travers le monde en vue d’investigations plus poussées. »

Artec Ray est utilisé pour capturer les bateaux, les navires et les surfaces susceptibles d’avoir entraîné la blessure ou la mort de l’animal

Comment scanner une baleine en 10 minutes

Lorsqu’il s'agit d’objets aussi volumineux que des baleines ou des bateaux, c’est au tour d’Artec Ray de se distinguer. « Les grandes baleines génèrent un énorme ensemble de données, c’est pourquoi nous utilisons Ray pour les documenter », explique le Dr Tabris Chung, chercheur et coordinateur scientifique du laboratoire de virtopsie des animaux aquatiques de l’université de Hong Kong. Grâce à la photogrammétrie, l’équipe peut ensuite intégrer la couleur dans le modèle 3D et obtenir un scan très détaillé et précis, même pour le plus grand mammifère du monde.

Les données peuvent également être utilisées en collaboration avec d’autres études et projets sur lesquels l’équipe travaille. Par exemple, l’étude des collisions avec les navires en tant que menace pour les dauphins qui vivent dans ces eaux.

Tragiquement, ces créatures marines sont souvent déjà mortes lorsqu’elles sont retrouvées. Ici, une baleine entière est capturée avec Artec Leo

« Nous sommes en mesure de déterminer les points névralgiques de ces accidents, ainsi que les types de navires qui apparaissent dans ces eaux, indique le Dr Chung. Ensuite, nous nous rendons sur les chantiers navals, dans les arsenaux, et nous examinons tous ces types de navires. Avec Artec Ray, nous scannons le fond de ces bateaux. »

Une fois toutes les données collectées en 3D haute résolution, l’analyse et la reconstruction de la scène sont effectuées.

Les pièces des bateaux et des navires sont également collectées à titre de preuves

« Le plus important, c’est que cela permet de comprendre comment les navires entrent en collision avec ces dauphins vulnérables, mais aussi comment les blessures pourraient être évitées, affirme le Dr Chung. C’est pourquoi nous utilisons nos scanners 3D d'Artec sur presque tous les objets que nous recevons. »

Partager leurs outils

Si l’équipe continue de travailler dur pour collecter, présenter et analyser ces animaux aquatiques, elle se concentre également sur l’avenir. Jusqu’à présent, elle organise chaque année un module de scan 3D dans le cadre d’un atelier d’investigation post-mortem, afin d’enseigner aux participants locaux, régionaux et internationaux comment le scan 3D et la tomodensitométrie sont utilisés dans ce cadre.

Mais comme pour tout, il est important de ne pas se concentrer uniquement sur la cause de la mort, mais aussi sur l’environnement et le bien-être général de ces magnifiques créatures marines.

Des ateliers sont organisés pour montrer l’utilisation et la puissance du scan 3D.

« Il est très important de tenir compte des problèmes de santé des animaux dans leur globalité plutôt que de s’intéresser uniquement à la cause de la mort, déclare le professeur Kot. Les maladies infectieuses sont courantes chez les cétacés, ce qui peut nuire à leur mobilité en raison d’une pneumonie vermineuse ou de maladies musculo-squelettiques. Les déficiences visuelles ou auditives peuvent également entraîner une réduction de la capacité de recherche de nourriture, une moins bonne réaction à l’environnement et un plus grand risque de collision avec les navires.

Afin de mettre en place des mesures de conservation précises pour notre faune aquatique menacée, nous ne pouvons pas simplement blâmer les bateaux, recommande le professeur Kot, mais nous devrions plutôt faire plus d’efforts pour comprendre la santé biologique de ces animaux et essayer d’atténuer les risques liés aux impacts naturels et anthropogéniques. »