Skanowanie i druk trójwymiarowy za pomocą tomografii komputerowej mumii „Złotego Chłopca” / Sahar N. Saleem, Sabah Abd el-Razek Seddik i Mahmoud el-Halwagy 

1. Wstęp

Egipt był świadkiem szeroko zakrojonych wykopalisk w XIX i na początku XX wieku, które doprowadziły do ​​odkopania tysięcy starożytnych, zachowanych ciał, z których wiele wciąż było owiniętych w oryginalne trumny ( 1 ). Od momentu otwarcia w 1835 r. Muzeum Egipskie w Kairze pełni funkcję składnicy znalezisk wykopaliskowych. Podziemie muzeum jest zatłoczone wieloma z tych mumii, które były zamknięte przez dziesięciolecia i nigdy nie były badane ani wystawiane ( 2 ).

Starożytne egipskie mumie stanowią okazję, aby dowiedzieć się więcej o starożytnym ludzkim zdrowiu, wierzeniach i umiejętnościach ( 1 ). W przeszłości mumie były rozpakowywane i poddawane inwazyjnej sekcji w celach badawczych i rozrywkowych ( 1 , 3 ). Znalezienie idealnego kompromisu między zbadaniem mumii a jej nieniszczeniem zachęciło do zastosowania mniej inwazyjnych metod. Radiologia jest nieinwazyjną metodą stosowaną w badaniach mumii krótko po odkryciu promieni rentgenowskich w 1895 r. ( 4 , 5 ). Promienie rentgenowskie mogą rozróżnić różne gęstości związane z mumią, takie jak kość, gęste materiały do ​​balsamowania, biżuteria i amulety ( 4). Jednak nakładanie się trójwymiarowych (3D) danych obiektu na dwuwymiarową (2D) kliszę rentgenowską prowadzi do utraty danych i mniej zadowalających wyników. Tomografia komputerowa (CT) stanowi znaczący postęp w radiologii. Zamiast używać pojedynczego obrazu, można połączyć setki rzutów cienkich przekrojów (przekrojów) ciała, aby stworzyć kompletny trójwymiarowy model ciała ( 5 ).

Mumie starożytnego Egiptu są dziedzictwem kulturowym, które wymaga dokumentacji, konserwacji i eksponowania przy użyciu zaktualizowanych aplikacji technologicznych ( 5 – 9 ). Technologia tomografii komputerowej pomogła w nieinwazyjnym badaniu i rozpakowywaniu mumii starożytnego Egiptu ( 6 ). Badania z wykorzystaniem tomografii komputerowej dostarczyły cennych informacji na temat zdrowia mumii i stylu mumifikacji ( 6 , 8 ). Drukowanie 3D przy użyciu różnych materiałów jest coraz częściej wykorzystywane do badania artefaktów archeologicznych. Dane CT mogą dostarczyć trójwymiarowy model obiektu potrzebny do drukowania 3D ( 7 ).

W tym badaniu postawiliśmy hipotezę, że skanowanie CT i drukowanie 3D przy użyciu danych CT może pomóc w badaniu i dokumentowaniu w pełni owiniętej mumii przechowywanej w piwnicy Muzeum Egipskiego w Kairze. Postawiliśmy hipotezę, że to badanie dostarczy informacji o mumii, które mogą pomóc w konserwacji i promowaniu ekspozycji mumii w salonie muzealnym.

2. Materiały i metody

Owinięta mumia była przechowywana w czasie badań w magazynie w podziemiach Muzeum Egipskiego w Kairze w lokacji SS 17B pod kodem: CG 31153/TR 21/11/16/16, SR 11413. metryki, muzeum nabyło ten obiekt 21 listopada 1916 r. Obiekt został znaleziony w Edfu (Apollinopolis Magna; Djeba; Msen)-gubernia Asuan, na stanowisku Nag el-Hassaya, na cmentarzysku wschodnio-późnoptolemejskim (LP) (ok. 305-30 pne). Owinięta mumia jest umieszczana w zewnętrznej i wewnętrznej trumnie. Zewnętrzna trumna to prostokątna, nieozdobiona drewniana trumna z wiekiem. Zewnętrzna trumna ma kształt łuku beczkowego i ma greckie litery wycięte na czarno ( rysunek uzupełniający 1 ). Wewnętrzna drewniana trumna ma kształt antropoidalny, ze złoconą twarzą i kolorowymi rysunkami w stylu późnej epoki ptolemejskiej (Rysunek uzupełniający 2 ).

2.1. Tomografia komputerowa owiniętej mumii

Przenieśliśmy mumię z magazynu do ogrodu muzeum w celu zeskanowania za pomocą skanera tomografii komputerowej (CT) (Somomom Emotion 6; Siemens Medical Solutions, Malvern, PA, USA) zamontowanego tam na ciężarówce ( Rysunek uzupełniający 3). Zastosowaliśmy następujące parametry CT: kV = 130; skuteczne mAs: 23–63; i ton: (0⋅83–1⋅8). Użyliśmy FOV: 350–500; grubość plastra: 0⋅6–1⋅25 mm; i grubość rekonstrukcji: 0⋅4–0⋅8 mm. Obrazy CT zrekonstruowano za pomocą różnych jąder splotu. Wygenerowano obrazy osiowe, a my wykorzystaliśmy oprogramowanie do rekonstrukcji OsiriX (Pixmeo SARL, Bernex, Szwajcaria) do wytworzenia dwu- i trójwymiarowych obrazów CT w MIP (Maximum Intensity Projection), MPR (Multi-Planar Reconstruction), SSD (Surface Shaded) Display) i VRT (technika renderowania objętościowego). Wirtualnie rozpakowaliśmy mumię za pomocą tomografii komputerowej przy użyciu opublikowanego wcześniej protokołu ( 6 ). Obrazy CT mumii zostały przeanalizowane w celu określenia stanu zachowania, płci, wieku w chwili śmierci, zmian patologicznych i mumifikacji przy użyciu wcześniej opublikowanych protokołów (5 , 10 – 13 ). Wiek w chwili śmierci oszacowano na podstawie rozwoju uzębienia, rozwoju kości długich i zrostu nasady kości ( 10 ).

Uzyskaliśmy pomiar metryczny (w mm) i zmierzyliśmy gęstość CT tkanek mumii w jednostkach Hounsfielda (HU) za pomocą narzędzia obszaru zainteresowania (ROI). Wyniki skorelowaliśmy z wynikami badań oraz dostępnymi danymi archeologicznymi i literaturą.

2.2. Ciała obce i amulety związane z owiniętą mumią

Dla każdego obcego przedmiotu/amuletu w mumii i jej opakowaniach odnotowaliśmy następujące informacje: jego położenie w mumii, wymiary metryczne, kształt i wartość gęstości CT w jednostkach Hounsfielda (HU) ( 14 ). Zasugerowaliśmy materiał przedmiotu/amuletu na podstawie jego gęstości CT (HU). Zakres gęstości CT w używanym przez nas skanerze był ograniczony do (-1024 do +3071 HU). Uwzględniono obiekty mierzące maksymalną gęstość CT w tej skali (3071 HU) (>3071 HU). Metale zostały zidentyfikowane, gdy obiekt o wysokiej wartości tłumienia > 3000 HU; kamienie (2500–2900 HU); Kwarc / fajans (1693–2317 HU); i wypalonej gliny (1116 HU SD 54,7) ( 14 – 16 ).

Zidentyfikowaliśmy amulety według ich kształtu (ikonografii) ( tabela uzupełniająca 1 ) w korelacji z odniesieniami archeologicznymi i fotografiami podobnych przedmiotów umieszczonymi w Muzeum Egipskim w Kairze lub na stronach internetowych innych światowych muzeów ( 1 , 3 ). Żywicę lub substancję żywicopodobną identyfikuje się na podstawie wyników tomografii komputerowej, jak opisano wcześniej: pozbawiona cech charakterystycznych jednorodna struktura o średniej gęstości (70–100 HU) może pojawić się z poziomem płynu ( 5 ).

2.3. Trójwymiarowy (3D) wydruk amuletu wewnątrz owiniętej mumii

Wynik tomografii komputerowej 3D wybranego obiektu (największego amuletu w mumii) został przetłumaczony na format nadający się do druku. Usunęliśmy zrekonstruowany sygnał, który nie odnosił się do obiektu. Zmieniliśmy format obrazu CT (DICOM, Digital Imaging and Communications in Medicine) na format pliku objętościowego STL (Standard Tessellation Language/STereoLithography). Korzystanie z oprogramowania (3DSlicer)¹ , manipulowaliśmy obrazem za pomocą wbudowanych narzędzi do segmentacji. Segmentowaliśmy wymaganą część (amulet), aby uzyskać kadłub powierzchniowy. Użyliśmy komercyjnej drukarki 3D (Dremel 3D Ideal Builder), białego tworzywa sztucznego ABS (akrylonitryl-butadien-styren). Model 3D uzyskany z danych tomografii komputerowej został wydrukowany z warstwą o grubości 0,1 mm przy użyciu procedury topionego osadu.

2.4. Przygotowanie wystawy muzealnej

Wygenerowaliśmy obrazy 2D i 3D-CT mumii do wykorzystania w krótkim filmie dokumentalnym, który zostanie wyświetlony obok mumii w salonie muzealnym. Obiekt wydrukowany w 3D, który ma służyć zwiedzającym do wrażeń dotykowych i wizualnych.

3. Wyniki

3.1. Fizyczna inspekcja mumii

Mumia nosi złotą maskę na głowę z wyidealizowanymi rysami twarzy, stosownie do ówczesnego zwyczaju. Linie oczu i brwi są inkrustowane kamieniami, a źrenica oka wykonana jest z czarnego obsydianu. Mumia jest całkowicie owinięta od szyi do stóp. Zewnętrzny len opakowania jest ciemnobrązowy. Prostokątne jasnobrązowe prześcieradło o szerokości 88 mm umieszczone na środku przedniej powierzchni mumii rozciąga się od szyi do poziomu nóg mumii. Arkusz ma odpowiednio 88 i 743 mm szerokości i długości. Suszone paprocie umieszcza się poprzecznie z przodu zewnętrznej powierzchni mumii ( ryc. 1 ).

3.2. Badanie CT mumii

Cyfrowo usunęliśmy lniane warstwy owijające mumię, aby odsłonić jej powierzchnię i zwizualizować jej wnętrze ( ryc. 2 ). Obrazy CT pokazują mumię całkowicie owiniętą kilkoma warstwami bandaży ułożonych poprzecznie i ukośnie w orientacji krzyżowej ( ryc. 3 ). Maksymalna grubość owinięć wynosi 115 mm z przodu i 43 mm z tyłu. Każda z czterech kończyn jest oddzielnie owijana. Gęstość CT najbardziej zewnętrznej warstwy owinięć mumii wynosi 390–590 HU. Wewnętrzne warstwy lniane bezpośrednio owijające mumię mają niską gęstość CT (-700 HU) na przemian z gęstszymi warstwami o wymiarach (30–100 HU), odpowiadającymi płótnu impregnowanemu żywicą.

3.2.1. Stan zachowania i postawa

Mumia jest kompletna i dobrze zachowana. Ciało jest w pełni wyprostowane z rękami skrzyżowanymi z przodu klatki piersiowej, prawym przedramieniem na lewym ( ryc. 4 ). Dłonie dłoni są płaskie. Szyja jest lekko zgięta, głowa pochylona w dół. W przeciwnym razie nienaruszony przegubowy szkielet z leżącymi na nim cienkimi wysuszonymi tkankami miękkimi.

3.2.2. Pomiary wzrostu i kości długich

Długość od wierzchołka do pięty wynosi 1278 mm. Długość prawej i lewej kości udowej wynosi odpowiednio 356 i 355 mm. Długość prawej i lewej kości piszczelowej wynosi odpowiednio 285 i 284 mm. Długość kości strzałkowej prawej i lewej wynosi odpowiednio 276 i 274 mm. Długość prawej i lewej kości ramiennej wynosi odpowiednio 241 i 245 mm.

3.2.3. Seks

Dwuwymiarowe i trójwymiarowe obrazy CT obszarów miednicy pokazały dobrze zachowany penis o długości 41 mm owinięty w lnianą osłonę ( ryc. 4 i ryc. uzupełniająca 4 ).

3.2.4. Wiek w chwili śmierci

Wiek zmarłego w chwili zgonu oszacowano na 14–15 lat na podstawie badania tomografii komputerowej zrostu nasadowego. Nasady wokół łokci są zamknięte. Nasady pozostały niezrośnięte w następujących kościach: wokół kostek, bliższej części kości udowej, wokół kolan i bliższej kości ramiennej ( ryc. 5 ). Wiek oszacowany na podstawie wyrzynania się zębów potwierdził wiek kostny. Wyrznęły się wszystkie zęby stałe z wyjątkiem czterech trzecich zębów trzonowych, co wskazuje na wiek powyżej 12 lat i mniej niż 18 lat ( 10 ).

3.2.5. Rysy twarzy, stan zdrowia, choroby i przyczyna śmierci

– Mumia ma owalną twarz z małym nosem, wąskim podbródkiem i częściowo otwartymi oczami ( ryc. 6 ).

-Dobry stan uzębienia mumii bez śladów próchnicy, utraty zębów, złamań, ropni lub chorób przyzębia. Trzecie zęby trzonowe nie wyrznęły się ( ryc. 7 ).

-Sakralizowany piąty kręg lędźwiowy. Brak dowodów TK na anomalie szkieletowe, wady rozwojowe kości lub linie zatrzymania wzrostu.

Przyczyny śmierci nie udało się ustalić radiologicznie.

3.2.6. Mumifikacja

– Mumifikacja czaszki: Mózg został całkowicie usunięty (rozcięty) przeznosowo przez duży ubytek pośmiertny w przedniej części podstawy czaszki (płytka sitowa) o wymiarach odpowiednio 37,5 × 23 mm w wymiarze przednio-tylnym i poprzecznym. Zestalona żywica o gęstości CT 70 HU zajmuje tylną jedną trzecią jamy czaszki, tworząc poziom płynu ( Figura 8 ).

– Mumifikacja ciała: wnętrzności zostały całkowicie usunięte (wypatroszone), z wyjątkiem serca, które widać wewnątrz środkowej jamy klatki piersiowej po lewej stronie. Nacięcie balsamujące pojawia się w lewej dolnej części brzucha; ma odpowiednio długość i szerokość 85 × 62 mm i jest pokryty płótnem. Dobrze uformowana paczka trzewna jest widoczna wewnątrz górnej lewej strony jamy ciała. Opakowanie ma wymiary 76 × 55 mm odpowiednio w wymiarze przednio-tylnym i poprzecznym i ma zwartą zawartość (prawdopodobnie opakowanie trzewne). Luźne wiązki tekstyliów są widoczne w jamie miednicy. Bezstrukturalna żywica zajmuje jamę brzuszną ( ryc. 9 ). Luźne wiązki tekstyliów umieszcza się wewnątrz obu oczodołów ( ryc. 10 ). Na twarzy ani na ciele mumii nie wykryto żadnego podskórnego wypełnienia.

3.2.7. Amulety związane z mumią

Obrazy CT pokazują całkowitą liczbę 49 amuletów związanych z mumią ( Tabela 1 ). Trzy amulety umieszcza się w jamie tułowia ( ryc. 8 , 10 ), jeden amulet w jamie ustnej ( ryc. 10 ), a 45 amuletów umieszcza się na powierzchni ciała lub pomiędzy jego owinięciami ( ryc. 4 ).

Rozmieszczenie 45 amuletów na powierzchni/opakowaniach mumii jest następujące: cztery na obszarze głowy i szyi ( ryc. 8 ); 31 amuletów na tułowiu ( ryc. 4 , 11 ) i 10 amuletów na kończynach dolnych.

Obrazy tomografii komputerowej identyfikują amulety zgodnie z ich morfologią w następujący sposób: Udjat ( n = 9), Scarab/Scaraboid ( n = 7); Kolba/butelka ( n = 5); Filar Djed ( n = 3); Półksiężyc ( n = 3); Amulety cylindryczne ( n = 3); Talerz/Paleta ( n = 3); Ajet ( n = 2); Prawy anioł ( n = 2); i po jednym z następujących: Głowa Węża, Węzeł Izydy (Tyt), Podwójny Pióro Sokoła, Podwójny Pióro Strusia, Łożysko, Zygzakowata linia wody, Piramida, Trójkąt , koralik, kolba Nou i amulet języka w jamie ustnej ( ryc. 10). Amulet z dwoma palcami jest umieszczony po lewej stronie owiniętego penisa ( ryc. 4 , 11 ); obraz 3D CT ujawnia szczegóły paznokci ( rysunek uzupełniający 4 ).

W kilku miejscach zauważamy symetryczny, zrównoważony wzór w poziomym układzie amuletów na powierzchni torsu mumii. Amulety Udjat umieszcza się w prawej kolumnie (amulet nr 7) i lewej kolumnie (amulety nr 10, 11) na tym samym poziomie w środkowej części klatki piersiowej. Amulety Ajet znajdują się na poziomie środkowej miednicy w prawej kolumnie (amulet #30) iw lewej kolumnie (amulet #33).

W oparciu o ich gęstość CT, materiały, z których wykonane są amulety, to metal (prawdopodobnie złoto) ( n = 30); kwarc/fajans ( n = 12); kamienie półszlachetne ( n = 3); i wypalonej gliny ( n = 4).

Długość amuletów waha się od 8,6 do 38,5 mm, średnio 19,2 SD 5,99 mm. Szerokość amuletów waha się między 3–28 mm, przy średniej 11,8 mm SD 5,34; a szerokość waha się między 2–6,2 mm ze średnią 5,09 mm SD 2,42. Największym amuletem jest skarabeusz umieszczony w jamie tułowia mumii o maksymalnej długości 38,5 mm ( ryc. 9 , 11 i ryc. 5 ).

Wydrukowaliśmy w 3D największy amulet, skarabeusz wewnątrz tułowia mumii w jego rzeczywistym rozmiarze i udokumentowaliśmy znaleziska tomografii komputerowej amuletu. Badanie dotykowe i wzrokowe wydrukowanego amuletu ujawniło krążkowaty przedmiot z wypukłą stroną i przeciwległą płaską powierzchnią z wygrawerowanymi znakami, które prawdopodobnie przedstawiały napisy ( ryc. 12 ).

3.2.8. Maska i ornamentyka zewnętrzna

Na powierzchni owiniętej mumii umieszczono dodatkowe akcesoria pogrzebowe w postaci złoconej maski na głowę (zakrywającej głowę i ramiona), kartonażu piersiowego (zakrywającego przód tułowia) oraz pary sandałów.

Maska zakrywa obwodowo głowę owiniętej mumii i rozciąga się w trójdzielnej konfiguracji peruki pod owijkami, aby zakryć przód i tył ramion mumii ( ryc. 2 – 4 ). Wysokość maski wynosi 349 mm z przodu i 297 mm z tyłu; 183 mm szerokości i 228 mm głębokości. Maska jest uformowana tak, aby ukazywała wyidealizowane rysy twarzy człowieka. Maska jest utworzona z wewnętrznej warstwy płótna lub papirusu o małej gęstości (30 HU) pokrytej cienką warstwą materiału o większej gęstości odpowiadającej pozłacanej części (1890–1930 HU) ( ryc. 8 )). Średnia grubość maski to 6 mm. Maksymalna grubość warstwy złocenia wynosi 6–8 mm na nosie i podbródku, a okrągły ornament na środku czoła ma średnicę 34,1 mm. Brwi i szeroko otwarte oczy są wykonane z oddzielnych kawałków materiału o wysokiej gęstości CT, zamontowanych z przodu kartonażu. Każdy element brwi ma wymiary około 49 × 3,8 mm, a element oczny ma wymiary 51 × 1,79 mm w maksymalnym przekroju poprzecznym i na wysokości. Dwa kamienne krążki są zamontowane w środku wierzchołka maski i poniżej podbródka, mierząc odpowiednio 32,6 i 25,4 mm w dłuższej osi ( ryc. 3 ). Dolna część maski wykazuje całkowite pęknięcie poprzeczne ( figura 8 ).

Prostokątny arkusz kartonażu (prześcieradło piersiowe) jest umieszczony na środku przedniej powierzchni tułowia, zachodząc na dolny koniec maski na głowę. Arkusz kartonażu piersiowego jest przykryty owijkami zewnętrznymi. Mierzy 237 mm długości. Górny koniec arkusza jest szerszy (192 mm) niż jego dolna część (135 mm). Grubość arkusza wynosi 15,5 mm, utworzona z płótna / papirusu o niskiej gęstości CT (18–30 HU).

Sandały: Para sandałów jest umieszczona na podeszwach obu stóp. Sandał to otwarty but bez pasków, prosty, bez rozbieżności i zwężeń, z zaokrągloną piętą ( ryc. 13 ). Wymiary sandałów to: prawy ma 178,5 × 60 mm długości i szerokości; lewy ma odpowiednio długość i szerokość 174,2 × 75,2 mm. Gęstość CT miary sandałowej (452–590 HU) jest prawdopodobnie wykonana z poddanych obróbce włókien papirusowych lub palmowych.

Dolna część maski nagłownej oraz kartonaż piersiowy okryte są zewnętrznymi warstwami oplotowymi z gipsowanego płótna.

4. Dyskusja

W tym raporcie zbadaliśmy w pełni owiniętą mumię ze złotą maską, która była przechowywana w piwnicy Muzeum Egipskiego w Kairze przez ponad sto lat. Mumia pochodziła z Nag el-Hassaya, cmentarzyska z okresu ptolemejskiego (305–30 pne) w Edfu, około 800 km na południe od Kairu. Mumię odkryto w dwóch trumnach: wewnętrznej drewnianej trumnie sarkofagu o kształcie antropoidalnym z późnej epoki ptolemejskiej; oraz zewnętrzna trumna z napisami greckimi literami. Mumia nigdy wcześniej nie była badana, aw dokumentach muzealnych nie było żadnych dodatkowych informacji o tożsamości mumii.

Cyfrowe rozpakowywanie mumii za pomocą tomografii komputerowej zastąpiło stosowane w przeszłości inwazyjne badanie fizykalne i sekcję. Cyfrowe rozpakowywanie tomografii komputerowej zapewnia nieinwazyjne wyniki dotyczące wieku mumii, płci, problemów zdrowotnych, a także stylu mumifikacji ( 6 ). Obrazy tomografii komputerowej w tym badaniu pokazują dobrze zachowaną mumię mężczyzny z zachowanym penisem. Na zrekonstruowanym obrazie tomografii komputerowej w płaszczyźnie strzałkowej mumia dotyczy osobnika młodocianego o wzroście 127,7 cm. Tomografia komputerowa może dokładnie oszacować wiek mumii młodszej niż dorosła, wykrywając zmiany rozwojowe, takie jak wyrzynające się zęby i zamknięcie nasad ( 5 , 17). Obrazy CT pokazują, że wszystkie zęby stałe wyrznęły się z wyjątkiem trzeciego zęba trzonowego, co wskazuje na wiek śmierci między 12 a 18 rokiem życia. Zrost nasad szkieletu mumii oszacował wiek w chwili śmierci na 14–15 lat.

Stan uzębienia mumii był doskonały, bez oznak utraty zębów, złamań, ropni, chorób przyzębia czy próchnicy. Wcześniejsze badania wykazały, że ropnie zębów i choroby przyzębia były powszechne w starożytnych egipskich szczątkach ludzkich. Wcześniejsze badania naukowe sugerowały, że starożytni Egipcjanie mieli zęby, które zwiększały się wraz z wiekiem danej osoby ( 18 , 19 ). Brak choroby zębów u tej młodej osoby nie może być wykorzystany do uogólnienia wiedzy starożytnych Egipcjan na temat higieny i stomatologii; wymagane jest więcej badań na większej próbie. W ostatnich badaniach odkryto kilka mumii starożytnego Egiptu w dobrym stanie uzębienia ( 5 , 6). W starożytnym Egipcie higiena była ważna; ludzie myli się codziennie i używali perfumy i kosmetyki. Zasady higieny jamy ustnej wydawały się być ważne w starożytnym Egipcie. Hesy-Ra był egipskim skrybą, który żył około 2600 lat p.n.e. i jest uważany za pierwszego lekarza dentystę w pisemnych zapisach ( 20 ). Przepisy na płyny do płukania ust, pasty do zębów i preparaty farmaceutyczne do leczenia chorób zębów znaleziono w starożytnych egipskich papirusach medycznych ( 21). Potrzebne są dalsze badania, aby lepiej zrozumieć zdrowie zębów w starożytnym Egipcie. Badanie CT badanej mumii nie ujawnia żadnych chorób szkieletu, nieprawidłowości kostnych ani linii zahamowania wzrostu. Kiedy nieletni doświadcza epizodów niedoboru pożywienia lub niedożywienia, na kościach pojawiają się gęste linie, co wskazuje na zaburzenia wzrostu ( 22 ). Linie zahamowania wzrostu odkryto u 85% z 21 zmumifikowanych starożytnych egipskich dzieci przechowywanych w muzeach europejskich ( 23 ). Chociaż w tym badaniu nie było linii zatrzymania wzrostu na młodocianej mumii, nie wyklucza to możliwości, że był niedożywiony.

Nie było dowodów na uraz lub chorobę, która pozostawia ślady na kościach. Przyczyny śmierci nie udało się ustalić.

W starożytnym Egipcie rodzina była ważna. Dzieci były cenione i otoczone dobrą opieką. Śmierć dziecka w rodzinie musi być opłakiwana i zachowana na życie pozagrobowe poprzez odpowiednie rytualne traktowanie i mumifikację ( 13 ).

4.1. Styl mumifikacji

Obrazy CT w tym badaniu pokazują postawę ciała mumii pod opakowaniami. Ciało jest w pełni wyprostowane z rękami skrzyżowanymi przed klatką piersiową. W starożytnym Egipcie pozycja ramion zmieniała się w czasie. Pozycja skrzyżowanych ramion na piersi została powiązana z królewskimi mumiami pochodzącymi z czasów Nowego Państwa (XVIII–XX dynastie), począwszy od króla Amenhotepa I (XVIII dynastia ok. 1525-1504 pne) ( 5 , 6 ). Nie-królewskie mumie z Nowego Państwa miały zwykle wyciągnięte ramiona. Chociaż postawa skrzyżowanych ramion była kojarzona z władzą królewską w Nowym Królestwie, później została szeroko zastosowana do populacji. Skrzyżowane ramiona po raz pierwszy pojawiły się w mumiach niekrólewskich podczas 22. i 23. dynastii i były kontynuowane w późnym okresie i epoce grecko-rzymskiej ( 24 ).

Zgodnie z ich religią mumifikację praktykowano w starożytnym Egipcie, aby zachować ciało po śmierci na doskonałe życie pozagrobowe ( 1 ). Jakość mumifikacji różniła się w zależności od statusu społeczno-ekonomicznego danej osoby. Według Herodota, najwyższe etapy procesu mumifikacji obejmowały ekscerebrację i patroszenie ( 3 ). Z badanej mumii balsamiści usunęli mózg i wnętrzności z wyjątkiem serca, a opróżnione jamy ciała wypełnili drogimi materiałami do balsamowania, żywicą i lnianymi okładami. Serce pozostawiono na miejscu, ponieważ dla starożytnych Egipcjan stanowiło ważny duchowy symbol. Na początku Nowego Państwa usuwanie mózgu stało się powszechną procedurą mumifikacji, osiągając szczyt w okresie ptolemejskim ( 25 ).

4.2. Zawijanie i amulety

Owijanie zmumifikowanego ciała lnianymi bandażami było ważnym krokiem w procesie mumifikacji starożytnego Egiptu ( 3 ). Począwszy od Nowego Państwa, owijanie mumii stało się bardziej wyrafinowane, gdy balsamiści owijali każdą kończynę z osobna, a następnie całe ciało ( 6 ). Obrazy CT pokazują, że mumia w tym badaniu została całkowicie owinięta, dla każdej z czterech kończyn owiniętych oddzielnie. Pasy płótna owinięte poprzecznie i krzyżujące się na powierzchni ciała od szyi do stóp, powszechny styl zawijania w epoce grecko-rzymskiej starożytnego Egiptu. Odkrycia wskazują na skomplikowany proces pakowania w ramach wysokiej jakości procesu mumifikacji.

Proces mumifikacji w starożytnym Egipcie obejmował recytowanie zaklęć oraz umieszczanie amuletów i amuletów wewnątrz mumii i między jej opakowaniami, aby chronić zmarłego przed niebezpieczeństwami podczas podróży do zaświatów ( 3 ). Tomografia komputerowa ujawniła amulety w mumiach królów, takich jak Amenhotep I, Seti I, Ramzes II i Ramzes III ( 5 , 6 ). Amulety były dostępne w różnych rozmiarach, kształtach i funkcjach; niektóre reprezentowały symbol, boginię lub boga ( 26 , 27 ). W tym badaniu cyfrowe rozpakowanie mumii ujawniło 49 amuletów przedstawionych w 21 różnych kształtach ( tabela 1 i tabela uzupełniająca 1 ).

Starożytni Egipcjanie wierzyli, że magiczna moc amuletu wynika z jego materiału, kształtu i koloru ( 27 ). Amulety w starożytnym Egipcie były często wykonywane z różnych materiałów, takich jak drogie złoto i kamienie półszlachetne lub niedroga wypalana glina ( 6 ). Użycie drogich materiałów do wykonania amuletów w mumii najprawdopodobniej miało zapewnić zmarłemu bezpieczną drogę do życia po śmierci ( 27 ). Jednak koszt materiałów na amulety umieszczane podczas mumifikacji zależny był od statusu społeczno-ekonomicznego zmarłego ( 1 ). Tomografia komputerowa może pomóc określić materiał amuletu, mierząc jego gęstość ( 14). Trzydzieści amuletów w badanej mumii wykonano z metalu, co stanowiło 61% ogólnej liczby amuletów. Inne badane amulety były wykonane z kamieni półszlachetnych, kwarcu, fajansu lub wypalanej gliny. Obecność złotych amuletów w badanej mumii wskazywała na kosztowny proces mumifikacji.

Zgodnie z wierzeniami starożytnych Egipcjan, amulety zostały starannie umieszczone w mumii, aby osiągnąć pożądane efekty magiczne związane ze zmartwychwstaniem ciała do życia pozagrobowego ( 26 ). Wewnątrz tułowia mumii odkryto trzy amulety: Udjat, skarabeusz i kąt prosty. Symbol kąta prostego, narzędzie, którego architekci używają do niwelowania placów budowy, miał przynosić zmarłym równowagę i niwelację ( 3 , 26 ).

Za pomocą tomografii komputerowej odkryliśmy złoty płaski amulet w ustach mumii. Amulet przedstawia język, który miał zapewnić zmarłemu mówienie w zaświatach, co było powszechną praktyką w czasach grecko-rzymskich. Amulety ze złotego języka odkryto w ustach niektórych mumii znalezionych w świątyni Taposiris Magna w Aleksandrii ( 28 ). Sugerowanemu datowaniu odpowiada obecność amuletu złotego języka w badanej mumii.

Symetryczne, zrównoważone układy amuletów w kolumnach odnotowano w mumiach starożytnego Egiptu ( 3 ). Amulety zostały celowo rozmieszczone na powierzchni mumii oraz pomiędzy oplotami, tworząc trzy kolumny: środkową i dwustronną. Poziomy układ amuletów na powierzchni tułowia mumii ma w kilku miejscach symetryczny wzór. Na przykład amulety Udjat znaleziono w prawej i lewej kolumnie środkowej klatki piersiowej. Udjat był najpopularniejszym amuletem używanym zarówno przez żywych, jak i umarłych w starożytnym Egipcie; reprezentuje uzdrowione oko boga Horusa i reprezentuje uzdrawiającą moc i regenerację ( 3 ). Najbardziej zidentyfikowanymi amuletami w tym badaniu były Udjat i skarabeusze.

Amulet skarabeusza, który reprezentuje boga Khepera, który toczy słońce po niebie, był uważany przez starożytnych Egipcjan za moc zmartwychwstania ( 27 ). Obrazy tomografii komputerowej badanej mumii ujawniły siedem skarabeuszowych amuletów: sześć na powierzchni głowy i jeden wewnątrz jamy tułowia. Skarabeusz-serce to duży skarabeusz z wyrytym świętym tekstem z Księgi Umarłych, starożytnej egipskiej księgi religijnej ( 26 ). Amulety w tym badaniu miały długość od 8,6 do 38,5 mm. W tym badaniu największym amuletem był złoty dysk z wygrawerowanymi znakami na jego powierzchni, znaleziony w jamie tułowia mumii, prawdopodobnie reprezentujący skarabeusza serca.

Amulet na dwa palce ma kształt wskazującego i drugiego palca prawej dłoni. Amulet pojawił się po raz pierwszy w późnym okresie (664–332 p.n.e.). Amulet z dwoma palcami jest powszechnie spotykany w dolnej części tułowia mumii, prawdopodobnie w celu ochrony ich nacięcia balsamującego ( 27 ). Znaleźliśmy amulet z dwoma palcami na obrazach CT badanej mumii umieszczonej obok penisa; amulet miał bardzo wysoką gęstość CT. Amulety z dwoma palcami były zwykle wykonane z gęstych czarnych kamieni, takich jak hematyt, a czasem ze złota ( 29 ).

Inne amulety znalezione na powierzchni lub pomiędzy owijkami badanej mumii spełniały różne funkcje, m.in. zapewniały bezpieczną podróż w zaświaty. Amulet Flaszka lub Butelka reprezentuje situla (rytualne metalowe wiadro używane do przenoszenia wody święconej). Amulet Djed reprezentuje kręgosłup boga Ozyrysa i zapewnia odrodzenie zmarłego. Amulet Tyt (węzeł Izydy) przywołuje ochronną moc Izydy. Amulet z podwójnym pióropuszem reprezentuje dwa życia, duchowe i materialne ( 3 , 27 ).

4.3. Dekoracja zewnętrzna

Zmumifikowane ciała w starożytnym Egipcie były pokryte różnymi elementami, począwszy od prostych zewnętrznych bandaży, a skończywszy na sztywnych, bogato zdobionych odlewach kartonowych ( 3 ). Kartonaż wykonywano poprzez sklejanie warstw płótna lub papirusu, formowanie ich w pożądany kształt, a następnie barwienie lub złocenie ( 30 ). Kartonaż był po raz pierwszy używany jako trumny pogrzebowe w Starym Królestwie (2686-2181 p.n.e.), ale zyskał popularność później w okresie ptolemejskim i wczesnym okresie rzymskim (330 pne-250 n.e.) ( 3 , 30 ). Kartonaż był czasami wykonywany tak, aby obejmował całe ciało. Jednak w okresie ptolemejskim hełm-maska, oprócz kilku oddzielnych elementów kartonażu mocowanych do owiniętej mumii, zastąpił kartonaż całego ciała ( 3). Obrazy CT w tym badaniu zidentyfikowały dwa oddzielne kawałki kartonażu: maskę na głowę z rysami twarzy i trójdzielną perukę zakrywającą głowę i ramiona mumii, a także kawałek kartonażu piersiowego zakrywający środek przedniej części klatki piersiowej. Należy zauważyć, że dolna część maski głowy, jak również cały kartonaż piersiowy są wizualnie ukryte pod zewnętrznymi owinięciami, ale są widoczne na obrazach TK. Badanie CT może więc dostarczyć cennych informacji o pełnym zasięgu kartonażu, jego kształcie i zagęszczeniu ( 6 , 31 , 32 ). Gęstości CT kartonażu różniły się w zależności od materiału ( 6). Zgodnie z wcześniejszymi badaniami tomografii komputerowej złoconych masek datowanych na epoki grecko-rzymskie, maska ​​na głowę badanej mumii ma wewnętrzne warstwy płótna/papirusu o niskiej gęstości CT i zewnętrzną złoconą warstwę o wyższej gęstości CT ( 32 , 33 ). Ta bogato pozłacana maska ​​potwierdza wysoki status społeczno-ekonomiczny zmarłego. Badanie tomografii komputerowej wykazało pęknięcie dolnej części maski na głowę; informacje te pomogły kustoszowi muzeum zrozumieć wrażliwy status maski podczas obchodzenia się z mumią. Badanie tomografii komputerowej kartonnażu pokazuje stan jego zachowania i może pomóc w jego renowacji ( 31 , 33 ).

Starożytni Egipcjanie powszechnie używali obuwia do ochrony stóp. Sandały nosili członkowie rodziny królewskiej, kapłani oraz zwykli mężczyźni, kobiety i dzieci. Starożytni Egipcjanie byli ekspertami w szewstwie, tworząc sandały z tkanych włókien palmowych, papirusu, skóry i złota. Po obu stronach palety króla Narmera znajdują się sandały (3100 pne). Sandały chowano z mumiami ( 34 ). Zdjęcia tomografii komputerowej badanej mumii ujawniły pod owinięciami otwarty sandał wykonany z tkanych włókien. Sandały zakładano prawdopodobnie na mumię, aby umożliwić zmarłemu chodzenie i opuszczenie grobowca w zaświatach. Według księgi rytualnej starożytnych Egipcjan (Księga Umarłych), zmarły musiał nosić białe sandały, aby być pobożnym i czystym przed recytacją jej wersetów ( 26 , 34 ).

Druk trójwymiarowy (3D) wykorzystuje specjalną drukarkę, która drukuje dane 3D obiektu przy użyciu różnych materiałów, takich jak tworzywa sztuczne, żywice lub metale. Trójwymiarowy model powierzchni obiektu można utworzyć za pomocą fotogrametrii (aparatu wykonującego zdjęcia w wielu kierunkach) lub tomografii komputerowej ( 35 ). Druk 3D jest coraz częściej wykorzystywany do badania artefaktów archeologicznych, ponieważ umożliwia uchwycenie większej liczby szczegółów obiektu ( 7). Wydrukowaliśmy w 3D największy amulet, skarabeusz wewnątrz tułowia mumii, w jego prawdziwym rozmiarze, używając tworzywa sztucznego. Druk 3D umożliwił dotykowe i wizualne badanie amuletu. Wydrukowany dyskoidalny amulet wykazywał wysoki poziom szczegółowości. Wyryte znaki na jego płaskiej powierzchni prawdopodobnie przedstawiały rytualne inskrypcje chroniące serce. Druk 3D, oparty na tomografii komputerowej oryginalnego obiektu, umożliwia replikację artefaktów archeologicznych w muzeach do wykorzystania w badaniach, w celu zwiększenia interaktywnych doświadczeń zwiedzających, zwłaszcza osób niedowidzących, oraz do zakupu jako pamiątki ( 7 , 35 ).

Mnogość danych uzyskanych z badania tomografii komputerowej sprzyjała przeniesieniu mumii z magazynu do wyeksponowania w sali muzealnej. Wyprodukowaliśmy krótki film dokumentalny, który miał być odtwarzany obok Mumii, zawierający dane i obrazy tomografii komputerowej. Trzymanie wydrukowanego w 3D złotego amuletu skarabeusza zapewnia odwiedzającym wyjątkowe interaktywne wrażenia. Mumii nadano przydomek na pokaz: „Złoty Chłopiec”, ponieważ nosiła złotą maskę i była ozdobiona trzydziestoma złotymi amuletami. Celem wystawy było humanizowanie tej osoby z przeszłości, aby uczyć współczesnych ludzi o życiu w starożytności ( 36 ).

Nie datowaliśmy mumii za pomocą radiowęgla 14, ponieważ zabronione było pobieranie próbek z całkowicie owiniętej mumii w celu zachowania jej integralności. Opierając się na epoce cmentarza grobowego i stylu mumifikacji ujawnionym przez tomografię komputerową: owinięcia krzyżowe, amulety użyte po raz pierwszy w tamtej epoce (amulet z dwoma palcami) i styl kartonażu, zasugerowano, że mumia pochodzi z późnej epoki ptolemejskiej.

5. Wniosek

Nowoczesna technologia wykorzystująca medyczne tomografy komputerowe i druk 3D umożliwia wirtualną eksplorację nieznanej starożytnej egipskiej mumii przechowywanej w muzeum. Metodologiczne podejście do wirtualnego rozpakowania nieznanej mumii ujawnia szczegółowe informacje o jej profilu osobistym, datowaniu, stanie zdrowia, statusie społecznym, rytuałach i wierzeniach. Nieinwazyjna technologia zapewnia wyjątkową okazję, aby dowiedzieć się więcej o życiu i śmierci w starożytnym Egipcie i otwiera nowe perspektywy w badaniu i eksponowaniu mumii starożytnego Egiptu.

Oświadczenie o dostępności danych

Oryginalne artykuły przedstawione w tym badaniu są zawarte w artykule/ Materiały dodatkowe , dalsze zapytania można kierować do odpowiedniego autora.

Oświadczenie dotyczące etyki

Badanie to zostało zatwierdzone przez egipskie Ministerstwo Turystyki i Starożytności.

Autorskie Wkłady

SSa była odpowiedzialna za koncepcję i projekt, pozyskiwanie danych, analizę, interpretację danych, a także napisanie manuskryptu, wykonanie rycin oraz odpowiedzialność za poprawność i rzetelność pracy. Me-H i SSe przyczynili się do interpretacji wyników i zgodzili się ponosić odpowiedzialność za integralność dowolnej części pracy. Wszyscy autorzy przeczytali i zatwierdzili manuskrypt.

Podziękowanie

Dziękujemy lekarzowi medycyny Aswinowi Krishnamoorthy’emu, radiologowi z Chicago, IL za pomoc w przygotowaniu modelu 3D amuletu, którego użyliśmy do drukowania 3D. Dziękujemy również Irze J. Rampil, MD, Independent Scholar, Totowa, NJ, za korektę ostatecznej kopii manuskryptu.

Konflikt interesów

Autorzy oświadczają, że badanie zostało przeprowadzone przy braku jakichkolwiek powiązań handlowych lub finansowych, które mogłyby być interpretowane jako potencjalny konflikt interesów.

Materiał uzupełniający

Materiał uzupełniający do tego artykułu można znaleźć w Internecie pod adresem: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmed.2022.1028377/full#supplementary-material

Skróty

ABS, akrylonitryl-butadien-styren; pne, przed Chrystusem; cm; centymetr; tomografia komputerowa, tomografia komputerowa; DICOM, cyfrowe obrazowanie i komunikacja w medycynie; FOV, pole widzenia; HU, jednostka Hounsfield; kV, kilowolt; mAS, miliampero-sekundy; MIP, projekcja maksymalnej intensywności; mm, milimetr; MPR, rekonstrukcja wielopłaszczyznowa; ROI, region zainteresowania; SD, odchylenie standardowe; SSD, zacieniony wyświetlacz; STL, standardowy język teselacji lub STereoLithography; VRT, technika renderowania objętościowego.

przypisy

1. Bibliografia _

Bibliografia