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Digital Imaging wird zunehmend für die Bilderfassung in der Mikroskopie eingesetzt – ein Bereich, der hohe Auflösung, Farbtreue und sorgfältiges Management der oft begrenzten Lichtverhältnisse erfordert. Dies sind selbst für die traditionelle Filmfotografie schwierige Anforderungen, warum also die digitale Bildgebung in Betracht ziehen? Dieser Artikel befasst sich mit der Frage, wie die digitale Bildgebung unter diesen Bedingungen funktioniert und welche Vorteile sie dem Lichtmikroskopiker bietet.

Abbildung 1 zeigt ein digitales Bild eines dicken Schnitts des Darms einer Maus, der mit drei Fluorophoren gefärbt und mit einem digitalen Kamerasystem Nikon DXM1200 aufgenommen wurde, das mit dem Stereomikroskop SMZ1500 gekoppelt ist. Das Bild wurde mit einer Kombination aus Fluoreszenz- und Nikons proprietärer schräger kohärenter Kontrastbeleuchtung (OCC) aufgenommen. Insgesamt wurden vier Integrationen durchgeführt, und das Bild wurde in Photoshop zu der in der Abbildung gezeigten endgültigen Version zusammengesetzt.

Warum digitale Bildgebung?

Es ist wichtig zu betonen, dass die Qualität des endgültigen Bildes, ob digital oder auf Film, von der Qualität des ursprünglichen Mikroskopbildes abhängig ist. Egal, wie gut die digitale oder konventionelle Kamera ist, sie kann keine hervorragenden Bilder von einem schlecht konfigurierten Mikroskop erzeugen. Außerdem können sowohl Film- als auch digitale Bildgebungssysteme Unvollkommenheiten aufdecken, die beim Blick durch das Okular des Mikroskops nicht sofort sichtbar sind.

Mit der allgemeinen Zunahme der elektronischen Kommunikation besteht ein echter Bedarf an digitalen Bildern, die leicht an eine große Anzahl von Benutzern übertragen werden können. Digitale Bilder können zum Beispiel einfach per E-Mail zur Einsichtnahme und Diskussion versandt, in andere digitale Dokumente integriert, in Bildanalysesysteme exportiert oder auf einer Website veröffentlicht werden, da sie leicht zu kopieren, zu speichern und zu archivieren sind. Sie können auch mit geeigneter Software leicht mit Anmerkungen versehen werden, um sie in Präsentationen oder Archive aufzunehmen. Während fotografische Bilder in einen Computer eingescannt werden können, um digitale Bilder zu erzeugen, spart die digitale Bilderfassung von Anfang an Zeit und Mühe.

Die meisten Digitalkameras arbeiten nach dem „Point-and-Click“-Prinzip – es ist wenig oder kein fotografisches Fachwissen erforderlich. Die traditionelle Mikrofotografie hingegen erfordert einige Kenntnisse der fotografischen Techniken. Die Benutzer müssen die Vor- und Nachteile der verschiedenen Arten von Fotofilmen kennen, sollten sorgfältig auf die verwendeten Filter achten und das Verhältnis zwischen Objektivblende, Verschlusszeit, Schärfentiefe und – bei der Farbmikrofotografie – Farbtemperatur kennen. Daher ist es wichtig, bei kritischen Bildern Belichtungsreihen zu bilden, d. h. mindestens drei getrennte Aufnahmen zu machen, um sicherzustellen, dass mindestens eine der Aufnahmen erfolgreich ist. Dies erhöht jedoch die Film- und Entwicklungskosten. Bei der digitalen Bildgebung fallen keine laufenden Kosten an – es gibt keine Film- oder Bearbeitungsgebühren.

Die digitale Bildgebung erfolgt fast sofort. Die meisten Kameras haben einen LCD-Bildschirm, auf dem das Bild betrachtet werden kann, und die Bilder können schnell auf einen PC übertragen werden. Es kann sofort entschieden werden, ob das Bild zufriedenstellend ist. Filme hingegen müssen erst entwickelt und bearbeitet werden, bevor sie betrachtet werden können. Zu diesem Zeitpunkt ist das Objekt möglicherweise schon nicht mehr vorhanden, vor allem wenn Mikroskopiker dynamische Vorgänge in lebenden Zellen aufzeichnen.

Worauf Sie bei einer Digitalkamera achten sollten

Kameras sind entweder mit einem digitalen oder einem analogen Ausgang erhältlich. Für den analogen Ausgang gibt es verschiedene Standards wie PAL, NTSC oder RS-170 und für die Übertragung der Daten gibt es ebenfalls verschiedene Formate wie RGB, S-VHS oder Composite. Analoge Signale müssen mit einem Framegrabber in digitale Signale umgewandelt werden, bevor sie an einen Computer gesendet werden können, während bei einer Digitalkamera das Signal an den Computer bereits in digitaler Form vorliegt. Dies reduziert das Rauschen und macht einen Framegrabber überflüssig. Digitale Signale können über serielle oder parallele Schnittstellen (beide langsam), USB (schneller, aber auf fast allen modernen Computern vorhanden), Fire Wire (schneller als USB, aber nicht so weit verbreitet) oder über Karten für den PCI-Bus (am schnellsten, weit verbreitet, aber erfordert Karteninstallation) zum Computer übertragen werden.