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Projekt 3:

Echtzeit-Bildverarbeitung von super-aufgelösten optischen Mikroskopie-Daten lebender Zellen

Prof. Dr. Thomas Huser (Biomolekulare Photonik, Experimente), Universität Bielefeld
Prof. Dr. Marc-Oliver Schierenberg (Bildverarbeitung, Spektroskopie), FH Bielefeld
Prof. Dr. Christian Schröder (Parallelisierung, verteiltes Rechnen), FH Bielefeld



Elektronenmikroskope erreichen eine deutlich höhere Auflösung als Lichtmikroskope, sind aber auch wesentlich teurer. Außerdem macht es die für Elektronenmikroskope nötige Präparation von Objekten unmöglich, lebende Objekte zu betrachten. Letzteres ist möglich mit optischen Mikroskopen, jedoch liegen Objekte wie Nanopartikel, Proteine oder Viren größenmäßig unterhalb der Auflösungsgrenze, so dass sich z.B. Interaktionen solcher Objekte mit Körperzellen nicht unter einem Lichtmikroskop beobachten lassen, wenn nicht die Technik der "super-auflösenden" Mikroskopie eingesetzt wird.

In diesem Projekt sollen "super-aufgelöste" Bilder aus einer Vielzahl von niedriger aufgelösten Lichtmikroskop-Bildern in Echtzeit am Rechner rekonstruiert werden, so dass bisher nie erreichte Detailgenauigkeit in Raum und Zeit möglich wird. Dazu wird ein Softwarepaket entwickelt, das den Rechner mit dem Mikroskop interagieren lässt, die Bildrekonstruktion implementiert und optimiert, sowie die Ansicht und Bearbeitung der Bilder erlaubt.

Vergleich von Mikroskop-Aufnahmen: links herkömmliche Lichtmikroskopie, Mitte superaufgelöst, rechts eines der 15 Einzelbilder die zur Rekonstruktion des superaufgelösten Bildes verwandt wurden Screenshot der GUI zur Bildbearbeitung