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Verfahren und Einrichtung zur Veranschaulichung der Raumstruktur von
Objekten, insbesondere von Präparaten für histologische Untersuchungen 'Nach dem
heutigen Stand der histologischen Technik wird ein mikroskopisches Bild von einem
Gewebe auf folgende Art gewonnen: Das zu untersuchende Gewebestück wird fixiert
und nach Einfrieren oder Einbetten in Paraffin (Zelloidin) z. !Bi. durch ein Mikrotom
zerschnitten. Die einzelnen Schnitte werden auf Glasobjektträger aufgezogen, nach
verschiedenen Methoden gefärbt und durch das Mikroskop betrachtet.
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Auf diese Art erhält der Beschauer ein Schnittbild des Gewebes in
einer Ebene. Wollte man sich über die räumlichen Verhältnisse der Struktur eines
Objektes orientieren, . so müßte man serienweise hintereinanderliegende Schnitte
betrachten, um durch Vergleich der Schnittbilder auf die räumlichen Verhältnisse
rückschließen zu können.
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Diese Methode ist umständlich und langwierig und gibt außerdem über
den wirklichen Aufbau wenig Aufschluß. Die Struktur ist auf diese Weise schwer vorstellbar
und: muß durch Modelle und schematische Zeichnungen ergänzt werden.
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Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine deutliche und
anschauliche Vermittlung der Raumstruktur erreicht.
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Das Verfahren besteht darin, daß man ein Objekt, z. B". ein für histologische
Untersuchungen in Frage kommendes Gewebestück, in eine Anzahl von Schnitten bzw.
Schichten aufteilt oder bei Gesteinen
od. dgl. abschleift. Diese
z. B. bei histologischen Objekten nach den üblichen Methoden gefärbten Schnitte
oder Schichten werden im durchfallenden oder auffallenden Licht (auch Röntgenlicht)
in richtiger räumlicher Reihenfolge auf die einzelnen Eildkader eines Kinofilms
derart aufgenommen, daß Leitkennzeichen von im Objekt gelegenen oder neben .ihm
angebrachten, und mitgeschnittenen Leitgebilden ein sich deckendes Bild bei der
Vorführung ergeben.
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Dem Trickfilm gegenüber bestehen die wesentlichen Unterschiede darin,
daß .die Gewinnung der aufzunehmenden Vorlagen durch schichtweise Abtragung eines
Körpers mit dem besonderen Zweck, dessen Raumstruktur zu veranschaulichen, erfolgt
und daß- die Ausrichtung der einzelnen Abtragungen, z. B. Schnitte, oder deren Abbildungen
unter Bedachtnahme auf diesen Zweck so erfolgt, daß bei der kinematographischen
Vorführurig eine Bewegung lediglich oder im wesentlichen nur mittels der durch die
Raumstruktur bedingten Änderungen der Einzelbilder bewirkt wird.
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Für spezielle Untersuchungen einzeln herauszugreifender Strukturverläufe
kann man diese Schnitte bzw. Schichten in' richtiger rärarnlicher Reihenfolge auch
auf ein und dieselbe Photoschicht (Platte) mit Hilfe von Aufeinanderpassung der
Leitkennzeichen aufnehmen, wobei dann auf dem Negativ eine Rißzeichnung des Strukturverlaufes
zu sehen ist. -Selbstverständlich müssen nicht immer unbedingt die echten Schnitte
aufgenommen werden; es können Abbildungen von ihnen, die ihre jeweilige Querschnittszeichnung
darstellen, den Originalschnitt ersetzen, und durch die Aufnahme räch -dem oben
geschilderten Prinzip ebenfalls eine Veranschaulichung der Raumstruktur des ursprünglichen
Objektes herbeiführen.
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Um die Schnitte bzw. Schichten genau der ursprünglichen Anordnung
der Raumstruktur des Objektes entsprechend aufeinander-abgepaßt photographieren
zu können, muß man sie nach Leitgebilden orientieren, z. B. indem man -den eingebetteten
Gewebeblock durch mehrere senkrecht zur Schnittebene geführte Nadelstiche durchbohrt
oder neben dem Gewebeblock senkrecht zur Schnittebene angeordnete Gebilde, z. B,.
Haare, mit -einbettet und die Querschnittsbilder dieser Leitgebilde im einzelnen
Schnitt als Leitkennzeichen für die richtige, der ursprünglichen: Raumstruktur entsprechende
Aufeinanderpassung der einzelnen Schnitte verwendet.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in der Abb. T bis 4 beispielsweise
dargestellt: In Abb. r ist dieses Verfahren schematisch veranschaulicht. In dem
prismatischen Block I der Einbettungsmasse wird das Präparat 1I, in dem der Bestandteil
III räumlich dargestellt werden soll, durch drei Stichkanäle I-- senkrecht zur -Schnittebene
durchbohrt. In jedem einzelnen der Schnitte r, a, 3-Werden die drei Stichkanäle
IV als -drei gegeneinander unveränderliche- Punkte erscheinen, die auf einrer Mattscheibe,-
wie später beschrieben werden soll, die exakte, der ursprünglichen Raumstruktur
entsprechende Aufeinanderpassung .der einzelnen Schnitte ermöglichen.
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Um den Eindruck der räumlichen Ausdehnung zu erhöhen, wird auf der
Mattscheibe M (s. Abb. 3) eine Doppelblende (Abb. a) angebracht. Mit Hilfe einer
Blende wird ein rechteckiger Ausschnitt des Objektes ausgeblendet. Diese Blende
besteht aus dem rechteckig ausgeschnittenen Teil A und deman diesen anschließenden
Grauteil C. Es ergibt sich daher auf der Kopie das Bild eines Prismas in axonometrischerDarstellung.
Die scheinbaren rückwärtigen Kanten des Prismas bildet eine zweite, mittels Spindel
S verschiebbare, rechtwinkelige Blende B, die über der Blende A angebracht ist.
.Entsprechend der Anzahl der aufzunehmenden Schnitte wird die Blende BI in kleinen
Rucken in der Richtung der scheinbaren Seitenkante K des Blockes herabgeführt, bis
beim letzten Schnitt beide Blendenkanten übereinanderliegend den Blendenteil C (Grauteil)
verdecken. In der Photographie wird dadurch zur echten Bewegung des Objektes ein
Kleinerwerden der Abbildung des Prismas hinzugefügt und dadurch dem (Auge ein. weiterer
Anhaltspunkt über die Räumlichkeit der Vorgänge geboten.
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Die einzelnen Schnitte werden, wie die schematische Abb. 3 zeigt,
vor einem horizontal liegenden Mikroskop auf einem Kreuztisch T befestigt. Das Licht,
von-rechts kommend, wird durch die Linse L gesammelt und tritt durch das Präparat
in die Optik des Mikroskops ein. Das Bild wird mittels eines Objektivs auf eine
durch beweglichen Auszug Z mit dem Mikroskop verbundene Metscheibe M- geworfen und
hier durch die Doppelblende A B scharf umrahmt. Auf dieser Mattscheibe werden
die drei Punkte IV des ersten Schnittes aufgezeichnet und der jeweils folgende Schnitt
durch den Kreuztisch so verschoben, daß sich.-seine Leitkennzeichen mit .dem auf
der Mattscheibe aufgezeichneten Leitkennzeichenbild decken. Die durch diesen Vorgang
ihrer ursprünglichen Raumstruktur entsprechend aufeinander eingerichteten Schnitte
werden nun auf einen Kinofilm bildweise mit jeweiligem Weiterschalter des Films
aufgenommen und können dann im Zusammenhang kinematographisch vorgeführt werden.
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Das Verfahren ist nicht allein auf die Erkennbarmachung der Raumstruktur
von Objekten mit durchsichtigen. Einzelschnitten beschränkt, sondern kann auf alle
schneidbaren, zerteilbaren, schichtenweise abschleifharen oder in wechselnden Tiefen
durchleuchtbaren Körper, auch solchen mit undurchsichtigen Einzelschnitten oder
Schichten, die man dann im auffallenden, sichtbaren Licht oder auch im Röntgenlicht
photographieren muß, ausgedehnt werden.
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Zur praktischen Durchführung des Verfahrens sind vor allem zwei Haupterfordernisse
zu erfüllen.
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In erster Linie muß die Zentrierung der Einzelschnitte mit Hilfe von
Paßmarken rasch und mit absoluter Genauigkeit ermöglicht sein, woran sich
die
zweite Bedingung reiht, daß die Aufnahmen unter Kontrollmöglichkeit der Zentrierung
und der Scharfeinstellung rasch und mit einfachen Handgriffen durchgeführt werden
können.
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Die Zentrierung der einzelnen Schnitte geschieht entweder nach Umfangskanten
der Schnitte aus einem prismatischen Block oder besser nach Marken, die sich durch
mit Farbstoff ausgefüllten, zur Schnittebene senkrechten Stichkanälen auf jedem
Einzelschnitt übereinstimmend ergeben. -Zum Zweck, die Einzelaufnahmen identisch
zu orientieren, besteht die Einrichtung gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung
darin, daß zwischen dem aufzunehmenden Objekt und der lichtempfindlichen Schicht
eine Vorrichtung zur Beobachtung des Bildes (Mattscheibe oder Einblickfernrohr)
in Verbindung mit einstellbaren, während der Beobachtung des Bildes mit beobachtbaren
Einstellmarken vorgesehen ist, welche -Einstellmarken bei der ersten Aufnahme auf
die Marken (Stichkanalmarken) des Objektbildes eingestellt werden, während bei den
weiteren Aufnahmen die Marken des Objektbildes mit den Einstellmarken in Übereinstimmung
zu bringen sind: Für mikroskopische Aufnahmen. ist die Vorrichtung zur Beobachtung
des Bildes zwischen dem Okular des Mikroskops und der Aufnahmeoptik der Aufnahmekamera
F so angeordnet, daß sie einen seitlichen. Einblick gestattet.
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Zur Vermeidung von Verschiebungen und Erschütterungen sind in weiterer
Ausbildung die Aufnahmekamera (Filmgehäuse und Optik), die Einrichtung zur Beobachtung
des Bildes und der Okulartubus des Mikroskops zu einer Einheit verbunden, auf der
Grundplatte fest montiert, während der Okulartubus des. Mikroskops, der Objektträger
(Kreuztisch) und die Beleuchtungseinrichtung verschiebbar angeordnet sind.
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In Abb. 4. ist die gemäß der weiteren Ausgestaltung der (Erfindung
vervollkommnete Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens dargestellt.
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Auf der Grundplatte 1 ist der Okulartubus 2 des Mikroskops fest montiert.
An diesen ist der Gehäusestutzen 3 mit dem Ansatz 4 fest angesetzt, der oben die
.Mattscheibe 5 trägt. Das Bild wird der -Mattscheibe mittels des aufklappbaren Spiegels
6 zugeführt. In der Ebene der Mattscheibe sind einstellbare Marken, z. B. verschiebbare
Nadeln 7, vorgesehen. Eine lichtstarke Optik 8 entwirft das Okularbild auf der Mattscheibe.
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Statt der Mattscheibe kann auch ein seitliches Einblickfernrohr vorgesehen
sein, an dem die Einstellmarken so vorgesehen sind, daß sie im Fernrohr scharf zu
sehen sind.
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An dem aus dem Gehäusestutzen 3 und Mattscheibenansatz 4. bzw. Einblickfernrohr
bestehenden Zwischenstück -ist das Gehäuse 9 fest angesetzt, das so bemessen ist,
daß es die Filmrollen für einen entsprechend langen Kinoaufnahmefilm 1o aufnehmen
kann. Eine nicht dargestellte Schalteinrichtung gestattet, den Film nach jeder Aufnahme
um ein Filmformat weiter zu schalten. Die Optik 11 entwirft das Bild auf dem Film,
sobald der Spiegel 6 aufgeschwenkt wird. Der Tubusteil 12 mit dem Mikroskopobjektiv
13 ist durch Trieb in dem Tubusteil 2 verschiebbar. Ebenso ist davon unabhängig
der Kreuztisch 14 mit dem Objektivträger 15 durch Trieb in der optischen Achse verschiebbar.
In dem Kreuztisch ist der Objektträger der Höhe nach und seitlich verschiebbar sowie
drehbar. (Dem Objektträger gegenüber sind ferner der Kondensor 16 mit der Aperturblende
17 sowie die Lichtquelle 18 jedes für sich verstellbar.