AT410259B - Verfahren zur glarebestimmung und zur glarekorrektur sowie verfahren zur anfertigung eines präparates hiefür - Google Patents

Verfahren zur glarebestimmung und zur glarekorrektur sowie verfahren zur anfertigung eines präparates hiefür Download PDF

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Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Intensität von Glare in einer video- mikroskopischen Einrichtung mit einer Feldblende, z. B. in einem Durchlicht-, Auflicht- oder Fluo- reszenzmikroskop, wobei die videomikroskopische Einrichtung mit einem Videosensor und/oder Bildwandler und mit einer nachgeschalteten Bildaufnahme- und/oder Bildverarbeitungseinrichtung sowie vorzugsweise mit einer Bildwiedergabeeinrichtung gekoppelt ist, und wobei die Feldblende der mikroskopischen Einrichtung dem Akquisitionsbereich des Videosensors bzw. Bildwandlers und somit auch dem Gesichtsfeld äquivalent ist. 



   Weiters betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Anfertigung von Präparaten für ein derartiges Verfahren zur Bestimmung der Intensität von Glare. 



   Überdies betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Glarekorrektur für eine videomikroskopische Einrichtung unter Verwendung eines solchen Verfahrens zur Bestimmung der Intensität von Glare. 



   Glare (in der Literatur auch als "flare", Streulicht, Schwarzschild-Williger-Phänomen genannt) als physisches Phänomen ist bei mikroskopischen Einrichtungen durch die Streuung des Lichts an optischen Oberflächen und Linsenfassungen des Mikroskops definiert. Die Hauptquelle von Glare ist das Objektiv. Lichtstreuung ist direkt proportional zur beleuchteten Fläche des Präparates, das heisst, zur Grösse der Feldblende. Im Gegensatz dazu hat die Kondensorblende fast keine Auswir- kung auf Glare. Die Intensität der Lichtstreuung bleibt bei unveränderten Einstellungen und Konfi- gurationen des Mikroskops immer konstant. 



   Durch Glare wird der Kontrast des mikroskopischen Bildes verhindert, was jedoch bei der Ver- wendung von moderner Optik mit dem blossen Auge kaum sichtbar ist. Glare wirkt sich jedoch bei verschiedenen bildanalytischen Verfahren aus, die Vermessungen der Lichtstärke heranziehen. 



  Bekannt ist die Verfälschung von Transmissions- oder Absorbanzmessungen in der statischen Zytometrie, die zwecks Bestimmung des DNA-Gehaltes in Zellkernen durchgeführt wird. Nach den bisher vorherrschenden Vorstellungen wird die Transparenz der Zellkerne durch Glare erhöht, da sich ein Teil des Streulichtes dem durch den Zellkern hindurchgegangenen Licht beimischt. Diese Vorstellungen werden durch die folgende Beziehung illustriert, die herkömmlich für die Beschrei- bung der Lichtstreuung in einem Mikroskop verwendet wird: 
 EMI1.1 
 darin ist 
 EMI1.2 
 Tapp die gemessene, anseheinende Transmission des zu messenden Objektes und G - Glare. 



   Zwar verliert gemäss der Beziehung (1) das Objekt durch Glare etwas an seiner Transmission (der Summand -TfruexG), gewinnt aber viel mehr (der Summand G), so dass insgesamt das Objekt heller erscheint, als es in Wirklichkeit ist. 



   Von der Beziehung (1) wird die folgende Gleichung für die Glare-Korrektur hergeleitet, die beim Stand der Technik verwendet wird: 
 EMI1.3 
 
1- G (2). 



   Unter Glare G in (1) und (2) wird die gemessene Transmission eines absolut schwarzen und undurchsichtigen Partikels, insbesondere eines Kohlepartikels, verstanden, dessen Grösse im Vergleich zur Grösse des Gesichtsfeldes unerheblich ist. 



   Die nach dem Stand der Technik verwendeten Methoden zur Glare-Korrektur und Glarebestimmung haben folgende Nachteile: 1. In Durchlichtmikroskopie sind die obigen Gleichungen (1) und (2) nur unter gewissen Umständen korrekt, und zwar nur, wenn die Grösse des zu messenden Objektes im Vergleich zur Grösse des Gesichtsfeldes unerheblich und der Rest des Gesichtsfeldes absolut durchsichtig und hell ist, so dass die Helligkeit des Gesichtsfeldes insgesamt dem Maximalwert entspricht. Dies ist jedoch selten der Fall, da im Gesichtsfeld normalerweise mehrere Objekte bzw. diverse andere Partikel etc. zu sehen sind, und die Transmission des gesamten Gesichtsfeldes nicht dem Maximalwert entspricht, so dass die Gleichungen (1) und (2) daher ungenau sind. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



  2. Die Transmissionswerte in den Gleichungen (1) und (2) sind sekundäre Parameter, die sich nicht nur auf das zu korrigierende Bild beziehen, sondern auch auf ein Referenzbild (üblicherweise das Gesichtsfeld), welches mit dem zu korrigierenden Bild keinen physischen Zusammenhang hat. 



  3. Die Gleichungen (1) und (2) stammen primär aus dem Gebiet der Zytometrie, wo einzig nur die Transmission des gesamten Zellkernes von Interesse ist, so dass der Zellkern als ein elementares und homogenes Objekt gesehen wird. Dadurch bezieht sich auch die Glare-Korrektur auf das Messergebnis (Transmission) von dem gesamten Objekt und stellt also eine Art Nachkorrektur dar. 



  Für andere Anwendungen ist jedoch diese Methode nicht geeignet. Beispielsweise werden in der Chromatintexturanalyse diverse Verhältnisse zwischen dichteren und helleren Regionen innerhalb eines Zellkernes mathematisch beschrieben. Diese Texturparameter haben keinen Zusammen- hang mit der Transmission des gesamten Kernes, so dass die Gleichung (1) hier nicht anzuwen- den ist. 



  4. Die Abweichungen von der geradlinigen Übertragungsfunktion in Videokameras sind im schwarz-nahen Bereich am meisten ausgeprägt, was auch die Genauigkeit der Glaremessungen auf schwarzen Partikeln beeinträchtigen kann. 



  5. Für Auflichtmikroskopie und Fluoreszenzmikroskopie sind die Gleichungen (1) und (2) sowie die erwähnte bekannte Methode der Glarebestimmung auf schwarzen Partikeln aus ersichtlichen Gründen überhaupt nicht geeignet. 



   In der US 6 088 612 A ist eine Technik zur reflektiven Glare-Korrektur in der Cervix- Kolposkopie geoffenbart, wobei zwei digitale Bilder vom selben Gesichtsfeld unter verschiedenen Beleuchtungen erzeugt werden. Dabei werden in den beiden digitalen Bildern mit Glare behaftete Bereiche und Bereiche ohne Glare erhalten, und mit Hilfe von rechnergestützter Bildverarbeitung werden die mit Glare behafteten Bereiche des jeweils einen Bildes durch die korrespondierenden Glare-freien Bereiche des jeweils anderen Bildes ersetzt. Bei dieser Technik kann somit ene Glare-Korrektur nur im Nachhinein und auf relativ ungenaue Weise erfolgen. 



   In der W093/21624 bzw. in der korrespondierenden US 5 305 012 A ist ein System zur Glare- Reduktion, beispielsweise bei Sonnenblenden in Kraftfahrzeugen, beschrieben, wobei ein elektro- optisches Filterelement vorgesehen ist, das Pixel-weise angesteuert wird, um die Helligkeit in gewünschten Bereichen zu dämpfen, wenn ein vorgegebener Schwellenwert der Helligkeit über- schritten wird. 



   Aus der US 5 774 521 A ist weiters eine Vorgangsweise zur Streustrahlungskorrektur bei Rönt- gendiagnoseeinrichtungen bekannt, wobei ein Referenzobjekt zwischen der Röntgenstrahlen- Quelle und dem zu untersuchenden Gegenstand angebracht und in Überlagerung damit abgebildet wird. Im Zuge der rechnergestützten Bildverarbeitung wird dann eine mit Streulicht behaftete Komponente des Untersuchungsgegenstandes und des Referenzgegenstandes zusammen eben- so wie das Bild des Referenzgegenstandes vom ursprünglichen Bild subtrahiert, um ein Bild des Gegenstandes zu erhalten, das frei von Streueffekten ist. Auch hier wird somit auf relativ komplexe Weise eine Korrektur im Nachhinein durchgeführt, wobei diese Methode überdies nur in einem Durchlichtverfahren, bei einer Röntgenuntersuchung, zielführend ist. 



   Es ist nun Aufgabe der Erfindung, die vorstehend angeführten Nachteile zu vermeiden und eine universelle, in allen Anwendungen und unter allen Umständen effiziente Technik zur Bestim- mung und Korrektur von Glare vorzusehen. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren zur Bestimmung der Intensität von Glare ist demgemäss dadurch gekennzeichnet, dass die Helligkeit von Objekten, die immer die gleiche wahre Helligkeit aufweisen, bei einer durch die Beschaffenheit eines mikroskopischen Präparates schwankenden mittleren Helligkeit des Gesichtsfeldes vermessen und als Mass für Glare ein Koeffizient einer linearen Regression von der Helligkeit dieser Objekte, die immer die gleiche wahre Helligkeit aufweisen, auf die mittlere Helligkeit entsprechender Gesichtsfelder errechnet wird. 



   Mit dieser Vorgangsweise wird der vorstehenden Zielsetzung in vorteilhafter Weise entspro- chen, und es wird eine Glare-Bestimmung im Vorhinein und in höchst effizienter und genauer Weise ermöglicht. Dabei ist es insbesondere von Vorteil, wenn als zu messende Objekte von konstanter wahrer Helligkeit optisch leere Bereiche zwischen Partikeln bzw. anderen Objekten und/oder Materialien in einem Präparat auftreten. Aufgrund der dabei gegebenen breiten Schwan- kung der Helligkeit ist eine besonders genaue Glare-Bestimmung möglich. Im Besonderen wird der Koeffizient k als Glarekonstante auf Basis der folgenden Beziehung ermittelt: 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 
 EMI3.1 
 wobei 
 EMI3.2 
 (GVtrue) die wahre Helligkeit eines Pixels i im mikroskopischen Bild und 
MGVvf die mittlere Helligkeit des gesamten Gesichtsfeldes ist. 



   Für die Anwendung in einem derartigen Verfahren zur Glare-Bestimmung können mit Vorteil Präparate verwendet werden, die dadurch angefertigt werden, dass ein Farbstoff wechselnd dicht über die Oberfläche eines Objektträgers verteilt wird, wobei die Durchsichtigkeit von verschiedenen Bereichen im Präparat in möglichst breiten Grenzen schwankt. Dabei hat es sich weiters als günstig erwiesen, wenn das Farbstoff-Präparat luftgetrocknet und sodann für einige Sekunden in 70%igem Ethanol untergebracht wird, wonach die angefeuchtete, aber noch nicht abgelöste Farb- stoffschicht mit einem Filterpapier kurz abgetrocknet wird, womit in der Farbstoffschicht mikrosko- pische Löcher entstehen, die als "absolut leere" Objekte während der Glarebestimmung dienen. 



   Zur Glare-Korrektur bei Verwendung einer videomikroskopischen Einrichtung wird in entspre- chender Weise mit Vorteil derart vorgegangen, dass die Glare-Korrektur auf Basis der Beziehung 
 EMI3.3 
 
1-K durchgeführt wird, wobei 
 EMI3.4 
 mikroskopischen Bild und   MGVvf   die mittlere Helligkeit des gesamten Gesichtsfeldes ist. 



   Dabei wird vorzugsweise die Korrekturbeziehung für jedes Pixel in einem mikroskopischen Bild angewandt. 



   Bei der erfindungsgemässen Technik zur Glare-Bestimmung in einem Durchlicht-, Auflicht- oder Fluoreszenzmikroskop, das mit einem Videosensor und/oder Bildwandler sowie mit einer nachge- schalteten Bildaufnahme- und/oder Bildverarbeitungseinrichtung und mit einer Bildwiedergabeein- richtung gekoppelt ist, erfolgt somit die Vermessung der Helligkeit von Objekten von fixer Transpa- renz in einem Mikropräparat derart, dass die mittlere Helligkeit verschiedener Gesichtsfelder durch die Beschaffenheit des Mikropräparates zwischen breiten Grenzen (im Idealfall von absolut dunkel bis absolut hell) schwankt, und als Messergebnis wird ein Glarekoeffizient ermittelt, der einem Koeffizienten der Regression der Pixelhelligkeit auf die Helligkeit des Gesichtsfeldes entspricht. 



   In diesem Zusammenhang kann beispielhaft folgendes ausgeführt werden: 1. In der modernen, computergestützten Bildanalyse werden mikroskopische Bilder als Arrays von Pixeln dargestellt : Daher wird: a) das Pixel als das elementare Objekt genommen, auf welches die Glare-Korrektur ange- wandt werden soll; und b) der Grauwert eines Pixels als der zu korrigierende Wert genommen. Zum Unterschied von Transmission stellt der Grauwert eine Primärinformation über die Helligkeit des gegebenen Pixels dar und bezieht sich auf keine externen Referenzobjekte. 



   Diese Annahmen erlauben, eine Präkorrektur von Glare durchzuführen, so dass beliebige Bild- verarbeitungs- und/oder Bildvermessungsprozeduren auf glarefreie Bilder erfolgen und die Ergeb- nisse keiner weiteren Nachkorrektur bedürfen. Dieses Verfahren ist dadurch auch in jeder bildana- lytischen Anwendung effizient und nicht nur in der Zytometrie. 



  2. Um das gesamte belichtete Feld im Präparat beurteilen zu können, soll dieses Feld dem Akqui- sitionsbereich der Kamera (und daher auch dem Gesichtsfeld) gleich sein. Im beim Stand der Technik am häufigsten vorkommenden Fall eines rechteckigen Akquisitionsbereichs der Kamera wird die runde Feldapertur des Mikroskops bis zu den Spitzen des Akquisitionsbereichs eingeengt. 



  Zwar nimmt dabei der Akquisitionsbereich (bei üblichen Kameraauflösungen zwischen 750x570 bis 1300x1000) nur ca.   61 %   des belichteten Feldes ein, in der Praxis zeigt sich jedoch diese Annahme als durchaus akzeptabel. 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 



  3. Glare wird als ein Vorgang verstanden, bei welchem jedes Pixel einen gewissen Anteil seiner Helligkeit (des Lichtes) durch die Lichtstreuung verliert. Diese verlorenen Photonen werden dann über alle Pixel im gesamten Gesichtsfeld, inklusive auch des ursprünglichen Pixels, gleichmässig zerstreut. Betrachtet man dann alle Pixel zusammen, so ist der Helligkeitsverlust bei jedem Pixel von seiner eigenen wahren Helligkeit abhängig, während der Helligkeitsgewinn für alle Pixel gleich ist. 



   Zur weiteren Darlegung der vorgebrachten Punkte sei GV app die gemessene (anscheinende)   Helligkeit des Pixels i, und GV true die wahre Helligkeit des Pixels i ; ergibt sich dann   
 EMI4.1 
 Ai der verlorene Anteil der Helligkeit und B, der gewonnene Anteil der Helligkeit ist. 



   A, als ein Teil der wahren Helligkeit lässt sich dabei definieren als: 
 EMI4.2 
 wobei k ein Proportionalitätsfaktor ist. 



   Wenn N die Gesamtanzahl der Pixel im Bild ist, dann ist der gewonnene Anteil B, der Helligkeit der N-te Teil des gesamten Streulichtes im Mikroskop, also: 
 EMI4.3 
 
 EMI4.4 
 gesamten Gesichtsfeldes entspricht, so ergibt sich: 
B, = kxMGVtrue (5). 



  Dabei ist MGV ture die mittlere wahre Helligkeit des Gesichtsfeldes. 



   Durch Einsetzen der Gleichungen (4) und (5) in Gleichung (3) ergibt sich: 
 EMI4.5 
 Es lässt sich ferner zeigen, dass die gemessene mittlere Helligkeit des Gesichtsfeldes der wahren mittleren Helligkeit gleich ist. Dafür wird die Gleichung (6) in folgender Form geschrieben: 
 EMI4.6 
 



  Beschreibt man die gemessene (anscheinende) mittlere Helligkeit des Gesichtsfeldes als 
 EMI4.7 
 so wird nach Einsetzen der Gleichung (7) in die Gleichung (8) erhalten: 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 
 EMI5.1 
 
Dabei wird mit MGVvf die mittlere Helligkeit des Gesichtsfeldes bezeichnet (gleich die wahre und die gemessene). 



   Man kann nun Gleichung (7) in der folgenden Form schreiben: 
 EMI5.2 
 
Die Gleichung (9) ist eine endgültige Beschreibung von Glare in einem Mikroskop. Man kann sie in ein der Gleichung (1) ähnliches Aussehen umwandeln, indem beide Teile der Gleichung (9) durch einen Referenzgrauwert (leeres Feld) dividiert werden: 
 EMI5.3 
 



   Darin ist   Tvf   die Transparenz bzw. Transmission des gesamten Gesichtsfeldes. 



   Der prinzipielle Unterschied der vorstehenden Gleichungen (9) und (10) zu der bekannten Glei- chung (1) ist die Einbeziehung der mittleren Helligkeit MGVvf bzw. der Transmission t1 des gesamten Gesichtsfeldes. Die Analyse der Gleichung (9) zeigt, dass ein Pixel durch Glare nicht unbedingt heller wird, sondern dass dies vom Unterschied ? zwischen der wahren Helligkeit des Pixels   GVrue   und der mittleren Helligkeit des Gesichtsfeldes MGVvf abhängig ist. Ist die wahre Helligkeit eines Pixels GV true höher als die mittlere Helligkeit des Gesichtsfeldes MGVvf, wird dieses Pixel durch Glare an seiner Helligkeit im Endeffekt verlieren, und vice versa. 



   Der Koeffizient k in der Gleichung (9) ist ein Mass für die Glareintensität in einem bestimmten Mikroskop bei gegebenen Einstellungen. Es ist daher sinnvoll, ihn als Glarekoeffizient zu bezeich- nen. 



   Aus der Gleichung (9) folgt, auf welche Weise man diesen Glarekoeffizienten k experimentell bestimmen kann. Hält man GV true immer auf dem gleichen Wert, so wird der Summand 
 EMI5.4 
 einer linearen Regression von GV app auf MGVvf betrachten, wobei k als Regressionskoeffizient (Steigung) dient. 



   Es ist nun eine Serie von Messungen durchzuführen, bei welchen Gv app und   MGVvf   vermes- sen werden, wobei   MGVvf   zwecks Erhöhung der Präzision in möglichst breiten Grenzen variieren soll. Der Glarekoeffizient k lässt sich dann mittels einer linearen Regression statistisch berechnen. 



   Obwohl mit GV app in den oben angeführten Gleichungen ein auf ein Pixel i bezogener Grau- wert gemeint ist, bedeutet dies nicht, dass man in der Praxis für die Glaremessung nur Pixel-grosse Objekte nehmen soll. Man kann wohl Objekte von verschiedensten Grössen nehmen (bis auf de Grösse des Gesichtsfeldes), vorausgesetzt, dass diese Objekte homogen sind und überall den gleichen wahren Grauwert haben. Man nimmt dann nicht die Grauwerte von einzelnen Pixeln, 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 sondern den mittleren Grauwert aller Pixel, die vom Objekt eingenommen werden. 



   Ferner sei darauf hingewiesen, dass dieser konstante Grauwert nicht unbedingt von Vornher- ein bekannt sein muss. Falls nötig, kann er, zusammen mit dem Glarekoeffizienten k, aufgrund der Ergebnisse der linearen Regression bestimmt werden. 



   Letztlich sei es erwähnt, dass zur Vermeidung von Messfehlern wegen Diffraktion, Defokussie- rung etc., die am Rand eines Objektes auftreten, nur zentrale Bereiche von Objekten bei der Glare- messung benutzt werden sollen, was an sich aus dem Stand der Technik bereits bekannt ist. 



   In der Praxis der Durchlichtmikroskopie empfehlen sich zwei Varianten, durch die man auf rela- tiv einfache Weise Objekte mit konstantem Grauwert erhalten kann. Die erste Variante bezieht sich wie an sich bekannt auf Kohlepartikel, deren wahre Helligkeit gleich 0 ist. Für die Bestimmung des Glarekoeffizienten k nach der vorliegenden Methode müssen dabei die Kohlepartikel im Präparat wechselnd dicht liegen, damit man die mittlere Helligkeit des Gesichtsfeldes MGVvf in breiten Grenzen variieren kann. 



   Gemäss der zweiten Variante werden nach der vorliegenden Technik für Glaremessung "abso- lut leere" Objekte genommen. Das können beispielsweise leere Räume zwischen Kohlepartikeln oder zwischen beliebigen anderen Partikeln und/oder Objekten sein. In histologischen Schnitten können dafür jene Räume dienen, die auf dem Platz der während der Schnittbearbeitung komplett entfernten Fett- und Glykogenablagerungen entstehen, sowie auch artifiziell entstandene Spalten, Risse und Räume. 



   Vorzugsweise werden bei der zweiten Variante spezielle Präparationen von einem Farbstoff, insbesondere einer dunklen wasserlöslichen Tusche oder Tinte, angefertigt, wobei der Farbstoff unterschiedlich dicht über die Oberfläche des Objektträgers verteilt wird. Das Präparat wird luftge- trocknet und dann für einige Sekunden in 70%igem Ethanol untergebracht. Anschliessend wird die angefeuchtete, aber noch nicht abgelöste Farbschicht mit einem Filterpapier kurz abgetrocknet. 



  Dabei werden kleine Bereiche der Farbschicht mit dem Filterpapier entfernt, und auf dem Platz dieser entfernten Bereiche entstehen mikroskopische Löcher, die bei der Glarebestimmung als "absolut leere" Objekte dienen. 



   Ein Vorteil solcher Präparate, insbesondere im Vergleich zu den oben erwähnten Präparaten, liegt darin, dass die entstandenen Löcher normalerweise komplett frei von lichtabsorbierendem Material sind. Ein weiterer Vorteil ist eine leicht erreichbare breite Schwankung der Helligkeit verschiedener Gesichtsfelder, die praktisch die ganze Grauwertskala, von absolut weiss bis absolut schwarz, abdeckt. Letztlich sind die beschriebenen Präparate im Durchschnitt 5-6  m dick, zum Unterschied von den üblicherweise 20-30  m dicken Präparaten mit Kohlepartikeln, wodurch die Defokussierungs- und Diffraktionsfehler geringer werden. 



   Die Glarebestimmung auf "absolut leeren" Objekten bringt im Vergleich zur üblichen Vermes- sung von schwarzen Partikeln einen zusätzlichen Vorteil: die erhaltenen Werte der gemessenen Helligkeit GV app liegen im oberen Teil der Grauwertskala, wo die Übertragungsfunktion der Kame- ra meistens linear ist. In der Praxis erweist sich das in einer besseren Anpassung von der linearen Regression zu den Messwerten. Beide Methoden liefern jedoch fast identische Werte vom Glare- koeffizienten, die sich voneinander statistisch nicht unterscheiden. 



   Die Glarebestimmung auf hellen Objekten ist sehr empfindlich gegen unregelmässige Belich- tung des Gesichtsfeldes, Schattierung etc. Es wird daher eine Schattenkorrektur nach an sich bekannten Methoden empfohlen, die vor der Objektvermessung durchgeführt werden soll. 



   Nach Erfahrungen mit der Glarebestimmung von verschiedenen Mikroskopen hat sich der Gla- rekoeffizient als ein wichtiger und dabei hochpräziser und reproduzierbarer Parameter der Qualität des Mikroskops, vor allem der Optik der Objektive, herausgestellt. Der lineare R2 Wert lag bei allen Messungen im Bereich von 0,91-0,97, was auch als Bestätigung der oben angeführten theoreti- schen Berechnungen anzusehen ist. Die erhaltenen Werte für den Glarekoeffizienten k liegen bei moderner Optik im Bereich von 0,039-0,14, abhängig von der Objektivvergrösserung und der Klas- se der Optik. 



   Es sei betont, dass das beschriebene Prinzip der Glaremessung generell nicht nur für Durch- lichtmikroskopie, sondern auch für Auflicht- und Fluoreszenzmikroskopie gilt, allerdings eventuell in "invertierter" Grauwertdarstellung. In der Fluoreszenzmikroskopie z. B. würde man ein Präparat mit wechselnd dicht gelegenen, fluoreszenten Objekten nehmen und dann die leeren Räume zwischen den Objekten vermessen, deren wahre Grauwerte gleich 0 sind. 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 



   Ist der Glarekoeffizient k bekannt, so kann eine Glare-Korrektur erfolgreich vorgenommen wer- den. Eine Umwandlung der Gleichung nach GV true führt zur Beziehung 
 EMI7.1 
 
1-k 
Der Grauwert von jedem Pixel wird in einem Bild sofort nach der Bildaufnahme entsprechend dieser Beziehung (11) korrigiert. Man erhält damit "glare-freie" Bilder, die jegliche weitere, fehler- freie densitometrische Messungen erlauben. 



   Die Beziehung (11) gilt ohne weitere Modifikationen auch für Auflicht- und Fluoreszenzmikro- skopie. 



   Nachfolgend soll die Erfindung noch weiter anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert werden. In der Zeichnung zeigen dabei im Einzelnen: Fig. 1 schematisch zwei Gesichtsfelder von einem zur Bestimmung des Glarekoeffizienten vorgesehenen Präparat ;    undFig.2 schematisch eine Vorrichtung mit einem Auflichtmikroskop zur Durchführung des erfindungs-   gemässen Verfahrens. 



   In Fig. 1 sind zwei ausgewählte Gesichtsfelder 1,2 von einem wie vorstehend beschrieben her- gestellten Farbschicht-Präparat schematisch dargestellt, wobei die Dichte der Farbschicht 3 im linken Gesichtsfeld 1 wesentlich geringer ist als im rechten Gesichtsfeld 2. Zu beachten ist die Einstellung der Feldblende 4 der ansonsten nicht näher veranschaulichten mikroskopischen Ein- richtung, die bis zu den Spitzen des Akquisitionsbereiches des Videosensors minimiert ist. Bei dieser Einstellung ist die Grösse der   Feldblende   4 und somit das im Präparat belichtete Feld dem Gesichtsfeld 1,2 gleich. Für die Glarebestimmung wird die mittlere Helligkeit von "absolut leeren" Objekten 6 vermessen, wobei zwecks Vermeidung von Diffraktions- und   Defokussierungsfehlern   nur zentrale Bereiche von leeren Objekten 6 vermessen werden.

   Gleichzeitig wird auch die mittlere Helligkeit des Akquisitionsbereiches 5 des Videosensors vermessen. Dabei wird angenommen, dass die mittlere Helligkeit des Akquisitionsbereiches 5 des Videosensors der mittleren Helligkeit des gesamten Gesichtsfeldes 1,2 gleich ist, was sich in der Praxis durchaus bewährt. 



   In Fig.2 ist schematisch eine Einrichtung mit einem Mikroskop 11, beispielsweise Auflichtmikro- skop, veranschaulicht, das nur ganz schematisch mit einem Objektiv 12 sowie mit einem gegen- überliegenden Objektträger 13 gezeigt ist. Dieses Mikroskop 11 ist mit einem Videosensor 14 gekoppelt, der den anhand der Fig. 1 beschriebenen rechteckigen Akquisitionsbereich 5 definiert,    und der das empfangene Bild punktweise aufnimmt ; dem Videosensor 14 ist eine mit einem   Block 15 bezeichnete Bildverarbeitungseinrichtung verbunden, um so Daten betreffend die Bildin- formation für jeden Bildpunkt, d. h. jedes Pixel, zu erhalten. Diese Bildpunkt-Daten werden in einer mit der Bildverarbeitungseinrichtung 15 verbundenen Korrektureinheit 16, die beispielsweise durch eine Prozessor- bzw.

   Rechnereinheit mit zugehörigem Speicher 17 gebildet ist, hinsichtlich Glare korrigiert, bevor sie einer Bildwiedergabeeinrichtung 18 zugeführt werden. 



   In der Korrektureinheit 16 wird auch vor der Durchführung von mikroskopischen Untersuchun- gen der Glarekoeffizient k auf die beschriebene Weise bestimmt und im Speicher 17 abgelegt, damit in der Folge bei der Durchführung der Untersuchung die einzelnen Bilddaten entsprechend korrigiert werden können. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Verfahren zur Bestimmung der Intensität von Glare in einer video-mikroskopischen Einrich- tung mit einer Feldblende, z. B. in einem Durchlicht-, Auflicht- oder Fluoreszenzmikroskop, wobei die videomikroskopische Einrichtung mit einem Videosensor und/oder Bildwandler und mit einer nachgeschalteten Bildaufnahme- und/oder Bildverarbeitungseinrichtung so- wie vorzugsweise mit einer Bildwiedergabeeinrichtung gekoppelt ist, und wobei die Feld- blende der mikroskopischen Einrichtung dem Akquisitionsbereich des Videosensors bzw. 

**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.

Claims (6)

  1. Bildwandlers und somit auch dem Gesichtsfeld äquivalent ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Helligkeit von Objekten (6), die immer gleiche wahre Helligkeit (GV true) aufwei- sen, bei einer durch die Beschaffenheit eines mikroskopischen Präparates schwankenden <Desc/Clms Page number 8> mittleren Helligkeit des Gesichtsfeldes (1,2) vermessen und als Mass für Glare ein Koeffi- zient (k) einer linearen Regression von der Helligkeit dieser Objekte (6), die immer die gleiche wahre Helligkeit (GV true) aufweisen, auf die mittlere Helligkeit (MGVvf) entspre- chender Gesichtsfelder (1,2) errechnet wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als zu messende Objekte von konstanter wahrer Helligkeit leere Bereiche (6) zwischen Partikeln bzw. anderen Objekten und/oder Materialien in einem Präparat auftreten.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Koeffizient (k) als Glarekonstante auf Basis der folgenden Beziehung ermittelt wird: EMI8.1 wobei (GVapp) die anscheinende (gemessene) Helligkeit, (GV true) die wahre Helligkeit eines Pixels i im mikroskopischen Bild und MGVvf die mittlere Helligkeit des gesamten Gesichtsfeldes (1,2) ist.
  4. 4. Verfahren zur Anfertigung von Präparaten für ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Farbstoff (3) wechselnd dicht über die Oberfläche eines Objektträgers verteilt wird, wobei die Durchsichtigkeit von verschiedenen Bereichen im Präparat in möglichst breiten Grenzen schwankt.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Farbstoff-Präparat luftge- trocknet und sodann für einige Sekunden in 70%igem Ethanol untergebracht wird, wonach die angefeuchtete, aber noch nicht abgelöste Farbstoffschicht (3) mit enem Filterpapier kurz abgetrocknet wird, womit in der Farbstoffschicht mikroskopische Löcher entstehen, die als "absolut leere" Objekte (6) während der Glarebestimmung dienen.
  6. 6. Verfahren zur Glare-Korrektur für eine videomikroskopische Einrichtung unter Verwendung des Verfahrens zur Bestimmung der Intensität von Glare nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Glare-Korrektur auf Basis der Beziehung EMI8.2 1-k durchgeführt wird, wobei (GV app) die anscheinende (gemessene) Helligkeit, EMI8.3 MGVvf die mittlere Helligkeit des gesamten Gesichtsfeldes (1,2) ist.
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