Europäische Kommission unterstützt die Entwicklung neuer Werkzeuge für die digitale Lichtmikroskopie

Moderne Dekonvolution-Algorithmen ermöglichen die 3D-Visualisierung von definierten Zellregionen in der Molekularpathologie.

Pathologen nutzen in der Krebsdiagnostik heute bevorzugt Fluoreszenz- und Laserkonfokalmikroskopie, um zu untersuchende Gewebeproben mittels moderner Bildverarbeitungswerkzeuge dreidimensional auf dem Computermonitor darstellen zu können. Zur Bildanalyse und -rekonstruktion werden dabei bereits seit vielen Jahren bekannte, mathematische Methoden zur Dekonvolution eingesetzt. Das Europäische Projekt „3D-Pathology“ hat es sich zum Ziel gesetzt, diese Methoden weiter zu entwickeln, um sie auch für die klassische, kostengünstigere Lichtmikroskopie einsetzen zu können. Dazu entwickelte ein Team aus Dänemark, Schottland und Deutschland neue Werkzeuge zur Volumenerfassung und 3D-Analyse, die unmittelbar vor der Fertigstellung und klinischen Erprobung in einem pathologischen Forschungslabor stehen. Wunsch der Projektgruppe ist es, mit den entstandenen, modularen Softwarekomponenten, die quantitative und prognostische Fehlerrate in der Krebsdiagnostik drastisch zu verringern. Dabei soll der Pathologe die Untersuchung zukünftig komfortabel an seinem Bildschirm durchführen, das digitale Abbild des Probenmaterials durchfahren und von sogenannten ’Regions of Interest“ 3-dimensional, rekonstruierte Aufnahmen erstellen können. Über Funktionen, die aus der graphischen Bildverarbeitung bekannt sind, kann der Betrachter das Bild nach seinen Wünschen verändern, z.B. Teilbereiche transparent darstellen, und so seine Konzentration auf für die Diagnose wesentliche Aspekte richten.

Im Rahmen der klinischen Tests sollen die Softwaremodule ’Volume Acquisition Tool’ und ’3D Volume Analyser’ für aktuelle Fragestellungen der Molekularpathologie eingesetzt werden. So sollen Proteinexpressionen in malignen Zellen sicher lokalisiert werden können.

Desweiteren sollen Genamplifikationen im Zellkern mittels chromogener in situ Hybridisierung (CISH) quantifiziert werden.

Dies alles ist mit der herkömmlichen 2-dimensionalen Betrachtung, wie sie am konventionellen Lichtmikroskop stattfindet, nicht möglich.

Der rasante Fortschritt in der Entwicklung zuverlässiger Tumormarker und neuer Untersuchungsmethoden in der Molekularpathologie wird nach Ansicht der Forscher weitere potenzielle Anwendungsgebiete eröffnen. So wird bereits heute an die Integration der Softwaremodule in Systeme zur Lasermikrodissektion von Zellaggregaten und an die in situ Diagnose chromosomaler Translokationen gedacht.

Das von der Europäischen Kommission unterstützte FuE-Vorhaben wird in diesem Jahr zu Ende geführt, erste Produkte werden für Herbst 2005 erwartet.

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