JP2002530715A - レーザスキャニング顕微鏡のシステムパラメータの調整方法 - Google Patents
レーザスキャニング顕微鏡のシステムパラメータの調整方法Info
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Abstract
Description
顕微鏡のシステムパラメータの調整方法に関する。システムパラメータの調整は
、制御用コンピュータを介して行われる。
ング顕微鏡の分野に関するが、レーザスキャニング顕微鏡は、数年来実務上既知
である。これについては単にその一例としてドイツ特許公開DE196 54 211 A1が
挙げられる。共焦点レーザスキャニング顕微鏡を使用するには、当該レーザスキ
ャニング顕微鏡の操作について、即ち、相互に依存するが、しばしば背反ないし
排斥しあうこともあるシステムパラメータの調整のため十分な知識が必要とされ
る。それにはピンホールの直径、光電子倍増管(PMT)の電圧、レーザ出力等が
含まれる。システムパラメータを、とりわけ物体(被検対象物)に特有の性質を
顧慮して、適切に調整するために、利用者は、そのようなレーザスキャニング顕
微鏡の取り扱いに関する自分の経験に頼らなければならない。いずれにせよこれ
までは、広範囲にわたる関連する知識ないし経験なしで好適な評価ないし観察結
果を得ることは、利用者にとって殆ど不可能であった。
画像データのデータの質に関する評価は、重要な基準である。データ撮影の質に
関する評価の指標は、例えば、S/N比(信号対雑音比)又は得られた分解能で
ありうる。それゆえ好適なデータ評価方法は、定量的共焦点レーザスキャニング
顕微鏡を広範囲にわたって有効に使用するための必須条件である。
者の誰もがレーザスキャニング顕微鏡の作動ないしシステムパラメータを最適に
制御できるというわけではない。とりわけ共焦点レーザスキャニング顕微鏡の種
々の光学的及び電子的境界パラメータ(Randparameter)の部分的に極めて複雑
な関係に関する知識の欠如により、これまで操作が不十分なものとなっていた。
しかしこのようなレーザスキャニング顕微鏡は最適に制御されないと、撮像して
もその画像の質は低いものにとどまるか、或いは本来の撮像の前にあまりにも長
すぎる調整手順を踏まなければならない。しかし本来の撮像の前の長すぎる調整
段階は、このような顕微鏡の効率を悪化させ、大抵はレーザ光源及び/又はレー
ザ光線をうける光ファイバは過度に消耗し、並びに場合によっては試料が損傷す
ることになる。
(操作法を)習得する場合に問題がある。というのは、熟練した利用者が常に指
導ないしサポートする必要があるからである。いずれにせよこれまでは、レーザ
スキャニング顕微鏡の最適な使用法を独習で習得することは困難であった。それ
どころか従来のレーザスキャニング顕微鏡は、熟練した利用者による極めて長時
間にわたる指導が必要不可欠である。
体が消光(滅光:ausbleichen)してしまうことである。しかし長時間の調整作
業は大抵は回避することができないので、これまで実務上既知のレーザスキャニ
ング顕微鏡は、とりわけ生物学的試料の場合に限定的にしか使用されず、その点
で問題がある。それゆえ最適な調整のための時間を大幅に低減することが原則的
に重要である。
は共焦点レーザスキャニング顕微鏡のシステムパラメータの調整方法を提供する
ことである。その際システムパラメータの調整は、制御コンピュータにより行わ
れる。この方法により、レーザスキャニング顕微鏡の確実かつ再現可能な調整を
、更には予設定可能なシステム/物体パラメータを考慮した上でも、可能とする
べきである。
本発明の一視点によれば、レーザスキャニング顕微鏡、好ましくは共焦点レーザ
スキャニング顕微鏡のシステムパラメータの調整方法は、少なくとも1つの物体
パラメータ及び/又は少なくとも1つの場合により選択可能なシステムパラメー
タを入力することにより、利用者に残りのシステムパラメータの調整が提案され
るか及び/又は残りのシステムパラメータが自動的に調整される形式の対話型利
用者ガイドを特徴とする。
者のガイドが付属物ないしアタッチメント(Anhang)からの物理的関係ないし公
式を基礎として対話において行われる場合にのみ、−合理的かつ再現可能に−可
能であると言うことである。換言すれば、制御コンピュータは、対話形式で利用
者ガイドを提供する対応ソフトウエアを持っている。少なくとも1つの物体パラ
メータ及び/又は少なくとも1つの選択可能なシステムパラメータの入力により
、利用者に残りのシステムパラメータの調整(機会ないし調整の選択肢)を提案
する。選択に従い又は−同様に選択的に−自動的に、残りのシステムパラメータ
は、ソフトウエアプログラムによる提案を基礎として調整される。その際本質的
なことは、基本的に対話形式でシステムパラメータのほぼ最適な調整が提案され
るということである。個々のシステムパラメータ又は複数のシステムパラメータ
の選択に応じて、その他のシステムパラメータは、実行された選択に適合され、
1つ又は複数の予設定(Vorgabe)の範囲内で更なる最適化が行われる。同じこ
とが物体パラメータの場合についても当てはまる。
の場合により選択可能なシステムパラメータ及び/又は撮像に関する及び/又は
撮像されるべき物体に関する少なくとも1つの規定可能な問題状況(ないし問題
点)を入力することにより、システム調整及び/又は撮像ストラテジのための最
適化経路が提案(提示)される。その限りにおいて、利用者ガイドは、個々の物
体/システムパラメータに関する予設定又は特定の問題状況に関する予設定に応
じて、システム調整ないし撮像ストラテジを提案する準インテリジェントシステ
ムないし対応するデータバンクを包含する。その場合、利用者は、その予設定に
基づいて自らの要求に最適な撮像ストラテジ(戦略・方針)を選択することがで
きる。
タ(複数)は、利用者ガイドを介して−選択的に−自動的に、しかも好ましくは
利用者により入力されるべき確認に従って、調整することができる。この場合、
確実に入力されたか否かを確認する照会(ステップ)を備えることも可能である
。
る。これには、例えば撮像されるべき物体の寸法、撮像されるべき物体の範囲、
物体の内部におけるないし物体を貫通する光学的断面(断層面:optischen Schn
itte)の数、撮像されるべき物体の性質、検出方法等が含まれる。問題となる検
出方法としては、蛍光法と反射法の使用が考えられる。ここで注意すべきことは
、前述のパラメータに関する予設定は、任意的な入力により又は予め定められた
ないし利用者により拡張可能なメニューからの選択により行うことができる。
る。そのため最大の分解能を得るためにできるだけ大きい開口数の好適な対物レ
ンズを、しかも既に選択されてあるシステム/物体パラメータに基づいて、使用
することも可能であろう。更に、対話の際に、選択された対物レンズにより到達
し得る最大の分解能を提示することも可能であろう。既に選択されたないし提示
された及び場合によっては既に調整されたシステムパラメータに基づいて、現実
に達成可能な分解能を提示することも可能であろう。これはつまり予設定された
システムパラメータに基づいたこの分解能が実際にも十分なものであるか否かを
点検するためである。この限りで利用者ガイドは、即ちより大きい分解能を実現
するための、択一的ないし選択的な、予調整を提供できるであろう。
射強度(これは対話の際にも同様に調整のために提案される)を求めるために利
用される。最適照射強度ないしレーザ出力−同様に予設定可能なシステム/物体
データに基づいている−は、対話の際に同様に提案される。更に、最適な照射強
度ないしレーザ出力を自動的に−場合によっては利用者による許可(ないし解除
)(Freigabe)に従って−調整することも考えられる。
おも使用可能な(ないし許容可能な)撮像のS/N比において撮像の分解能が最
大となる最適値が提案される。ディテクションピンホールの直径を調節するため
に、対話の際に、なおも使用可能な(ないし許容可能な)撮像の分解能において
撮像のS/N比が最大となる最適値を提案することも同様に考えられる。
易化を提供する。例えば更に有利な方法では、対話の際に、少なくとも1つのシ
ステムパラメータを予設定又は変更する場合、当該予設定又は変更により影響を
受ける全てのシステムパラメータを提示することも可能である。利用者ガイドに
より、パラメータの予設定又は変更に基づいて画像の質が可能な範囲で最良の撮
像をどの程度実現できるかについて、対話の際に提示することも可能である。こ
の限りで、利用者は種々の最適化手段を、それも予設定された物体/システムパ
ラメータに基づいて及び変更された物体/システムパラメータに基づいて、選択
することができる。
用(応用)の観点から、とりわけ有利なことは、当該撮像ないし使用にとって重
要な少なくとも1つの基準がその最適化のために予設定可能である場合である。
その場合、この予設定に基づき、利用者ガイドの範囲内でさらなるシステムパラ
メータが対話の際に提案及び/又は−場合によっては照会及び利用者の確認に従
って−自動的に調整される。予設定される基準としては、例えば目標とするS/
N比が考えられる。他の基準の予設定も同様に可能であり、その際残りのシステ
ムパラメータの適合化が−それに応じて−行われる。
プ)等又は解答が提供されうるであろう。問題状況は種々の問題事例でありうる
が、例えば以下のような問題事例でありうる。即ち試料(蛍光物体の場合)があ
まりに著しく「漂白」(消光ないし滅光)する場合、画像データの「雑音」が著
しい場合、測定時間が長すぎる場合、又は撮像の分解能が小さすぎる場合である
。これらの問題状況に対応して、対話の際に、利用者により予調整されたシステ
ムパラメータを基礎として選択可能な助言ないし解答が提供される。対話の際に
提供される助言に基づいて、最適化が−対話の際に−可能となる。
ゴリズムによりないし対応する方程式に基づいて求めることも同様に可能である
。これらは、付属物ないしアタッチメント(Anhang)による方程式でありうる。
整に基づいて提案しそして選択、場合により更に確認に従って自動的に調整する
ことも考えられる。これらの互いに影響しあう又はそれどころか互いに背反する
性質は、図1に「質の三角形」として描かれている。互いに背反するないし互い
に排斥する要因(ファクタ)は、最大分解能、最大明るさ(Helligkeit)及び最
大撮像速度である。
バンクに記憶(ないし収容)されたエキスパートシステムから呼び出される。こ
のときエキスパートシステムは、一方では経験的価値(ないし知識)を、他方で
は質の三角形に基づいたアルゴリズムを包含しうる。更にシステムパラメータを
、予設定を考慮して、ファジィ論理を利用して求めること、そして選択に従って
又は自動的に−場合によっては利用者による確認に従って−調整することも考え
られる。この場合ファジィ論理による処理(処理手順)をエキスパートシステム
に組み込むことができる。
くとも1つのシステムパラメータを予設定及び/又は変更をする場合、対話の際
に、撮像の性質の観点から、例えば分解能、サンプリング等の観点から撮像が影
響を受けること、及び肯定(影響あり)の場合には撮像がどのように影響を受け
るかを提示するように構成することである。この限りで、利用者ガイドのために
「先見の明のある」システムが問題となり、これにより質に関する影響(効果)
が提示される。更に有利なのは、撮像前、撮像中及び撮像後に達成されるべき撮
像の質に関する情報を利用者に提示する場合である。つまりこれは画像の質が一
方では選択されたシステムパラメータに基づいて、他方ではシステムにより予設
定されたシステムパラメータに基づいて十分なものであるか否かを点検できるよ
うにするためである。
ログラムにより解析することができるであろう。1つの又は複数のシステムパラ
メータが利用者により「誤」って調整された場合は、そのプログラムは、最適な
システム調整を再び回復することを目的として、自動的かつ自発的に利用者を対
話へと導くことができる。このためにそのプログラムの「クオリティ−デーモン
−モジュール(Qualitaets-Daemon-Modul)」(全てのシステムパラメータを背
後において監視するプログラムの部分(サブルーチン)が利用の間中実際のシス
テムパラメータを分析しそして調整が最適でない場合には対話モジュールを自動
的に呼び出さなければならないであろう。
るために、学習プログラムを対話に導入することができるであろう。これにより
当該初心者は、最適な撮像ストラテジの指導を、それも物体又は問題特有のシス
テム調整に基づいて、受けることができるであろう。対話に導入された学習プロ
グラムは、既に経験のある利用者に対するトレーニングプログラムとしても構成
することができるであろう。これは蛍光顕微鏡を操作する利用者の作業の質を向
上できるようにするためである。
最大撮像速度、最大分解能及び最大明るさ(Helligkeit)は、互いに背反する。
利用者が例えば大きな位置分解能を得ようとする場合、スキャニング時間は長く
なる。この場合得られた信号は、大抵著しく弱められている。このことは、図1
に描かれた「質の三角形」に示された他の値(大きさ)についても同様である。
の問題設定(問題点)に直面する。 −試料が、蛍光物体の場合、著しく消光(滅光)[漂白]する、 −画像データには「ノイズが混入」している、 −測定時間が長すぎる、 −撮像の分解能が低すぎる。
ュータ対話が提供される。これにより、具体的使用(操作)に応じて最適なシス
テム調整が可能となり、それに対応するいくつかの撮像ストラテジが提案されか
つ利用者により選択可能となる。いずれにせよ、最適化の際には、図1に記載の
「質の三角形」が取り入れられうる。
は、コンピュータ支援型利用者ガイドの形式で、想定される問題点全て、とりわ
け前述の極めてよく現れる4つの問題点、について解答を、しかも選択可能な予
調整に基づいて、提案できるようなものである。利用者ガイドにエキスパートシ
ステムが組み込まれている場合は、利用者は、極めて多くの顕微鏡の使用法及び
疑問点に関する経験的数値を利用することができる。その際またしても考えうる
ことは、学習型システム、即ち肯定的に回答された撮像に関して−自動的に又は
利用者の明確な確認に応じて−拡大するファイル、を実現することである。ファ
ジィ論理のような方法を補充的に利用することができ、これによりシステム制御
はさらに最適化することができる。
を参照して説明する。
て説明するものとする。それによると既知のシステムで自由に使用されている調
整能力に限定(して説明)される。使用された試料は、フルオレセインで着色さ
れたキイロショウジョウバエ(Drosophila)の胚(Embryo)である。この胚の寸
法は、幅が凡そ200μm、軸方向(長さ)が凡そ100μmである。着色剤(
色素)の最大分子密度ρ及び使用された着色剤の性質(例えば、消光(ないし滅
光:Bleich[漂白])速度Λ、励起されたシングレット又はトリプレット状態の
寿命τS又はτT、トリプレット状態への遷移確率WT、有効断面積(Wirkungs
querschnitt)σ並びに発光(エミッション)波長λEm及び励起波長λEx)
は、以下のごとく十分よく知られている: λEm=520nm λEx=490nm τT =10−6s τS =4.5・10−9s Λ =3・10−5 WT =0.03 ρ =200μm−3 σ =3.06・10−16cm2
処理手順が実行される: 1.使用されるべき対物レンズを選択する。これは検査されるべき試料の寸法
から直ちに得られる。最小横(lateral)分解能から、像面当たりの調整される
べき画素数が得られる。 2.撮像時間及び蛍光分子の性質から合焦時における最適照射強度を求める。 3.合焦面及び合焦時における最適照射強度から調節されるべきレーザ出力を
計算する。 4.期待分解能と期待S/N比とを勘案(妥協)してディテクションピンホー
ルの半径を求める。光学的断面(断層面:Schnitt)の数は軸方向(axial)分解
能から得られる。 5.光電子倍増管の電圧を画像の期待されるべきS/N比に適合させる。
(10mm/200μm)を越えるべきではなく、かつその作動(観察)距離(
Arbeitsabstand)は、試料の厚さ(0.1mm)の寸法範囲にあるべきであるも
のとする。開口数(NA)は、これらの(前提)条件のもとで最大となるものを
選択すべきである。以下の対物レンズが例示される: M=40, WD=80μm, NA=1.0。
ミッション波長(210〜320nm)が顧慮される。その正確な値は、調節さ
れたピンホールの半径に依存する。ナイキストの定理を顧慮すると、走査線(Ze
ile)毎に記録されるべき画素数nlは: となり、その値は、1260〜1920の間にある。使用したシステムでは、
画像内の画素数は、2562、5122又は10242の中から選ぶこと(調整
)ができる。本実施例では、最大の画素数10242を選択することができる。
この数は、ナイキストの基準に基づいて求められる値より小さいので、画像内に
アーチファクトが現れうる。この場合は、スキャン領域をズームを用いて小さく
するか、或いはより小さい開口数の対物レンズを使用するかしなければならない
。
ら求められる。ここで注意すべきことは、各走査線後のスキャニングミラーの戻
り(リターン)過程により、ディテクションのための撮像時間の凡そ半分のみが
、用いられるということである。像面当たりの撮像時間が凡そ2秒間の場合、画
素当たりの撮像時間は凡そ1μsであり、消光(ないし滅光)にとって重要な画
素当たりの照射時間は凡そ2μsである。
ktor)8だけ大きい(ETより8倍大きい)最適照射強度ESが得られる。この
無視(近似)は、画素当たりディテクション時間がトリプレット状態の寿命より
も短い場合、一般に妥当である。ディテクション時間がトリプレット状態の寿命
の範囲にある場合は、当該実施例のように、最適照射強度を計算する場合、トリ
プレット状態の寿命は顧慮されるべきである。
最も良い画像のS/N比が得られるという知見に基づいた値であることが顧慮さ
れるべきである。原則的には、この系(システム)は、この(上記両率間の)平
衡に指数関数的に近づく。ESは、トリプレット状態の存在を無視し、かつ励起
されたシングレット状態と基底状態との間の平衡を仮定して求められる。ETは
、上記3つの状態の全ての間で直ちに平衡に到達することを仮定して求められる
。照射時間全体にわたって励起率とエミッション(放射)率との間の平衡を維持
するためには、照射強度は、この時間内にESからETへ指数関数的に変化しな
ければならない。この2つの値は、いずれにせよそれなりに良い近似である。
ギーをもつ。合焦面積FFokus=π・rAiry 2は凡そ2.8・10−1
3m2である。このため以下の放射束(Strahlungsfluss)Φが維持される:
ザの出力は凡そ1mWに調節されるべきである。トリプレット状態が無視できる
ために−従って撮像時間が短い場合に−フルオレセインについては、レーザ出力
は凡そ8mWに調節されるべきである。
トの定理から求められる。ディテクションピンホールを8光学単位を超えて調節
すると画像の質の悪化を招くので、軸分解能を0.6〜1.8μmの間でとる。
このため光学的断面の数は、作動(観察)距離全体を十分に使った上で、90〜
270の間にある。ただ1つの孔(ピンホール)のみによってディテクションが
行われるので、記録(撮像)されるデータセットの大きさは、90〜270メガ
バイトの間にある。場合によっては、光学的断面の数は、データセットの大きさ
の代わりに、実用上システムの作動記憶装置により制限されうる。
所定の限界値を下回るべきではない。
軸分解能はほぼ最大になる。横分解能は、凡そ260nmになる。
(断層面)(Schnitt)の数nzが得られる:
画素体積VPixelが得られる:
分子数NFokusは: となる。
しい。即ち、動的平衡において、分子のうち半数は基底状態にあり、残りの半数
は励起状態にある。前述の例では、トリプレット状態は無視することはできない
。このため分子毎のエミッション(放射)率は次のようになる:
が放出される。このシステムで使用された対物レンズは、放出された光子のうち
凡そ1%しか検出しないので、検出される信号量は、画素当たり凡そ5個の光子
による値のものが得られる。これは凡そ2.3のS/N比に相当する。
は断念しなければならない。そのため検出される画素体積、従って画素当たりに
検出される光子数は増加する。その上撮像されるべき断層面(Schicht)の数は
減少し、そのため試料の消光(滅光)も低下する。
にとどまる。これは、試料面全体が、上で求めた照射強度に2μsの間270回
晒される、ということを意味する。その後もまだ消光(滅光)されていない分子
の比率n/n0は: となる。
ステムでは想定されておらず、またその実現も技術的に困難であるので、試料の
消光(滅光)により、最後に撮像される層の明るさは、最初に撮像される層の明
るさの凡そ80%になる。S/N比は凡そ2に減じられる。
電圧を画素当たり凡そ5個の光子数という想定される最大の信号量に適合させる
だけである。画素当たりの所定の撮像時間に対しては、光電子倍増管の電圧は凡
そ720Vである。
つと言うことである。実際には、試料(の蛍光分子密度)は、μm3当り10分
子未満にすることが可能である。撮像の質を十分に良好にするためには、そのよ
うな場合、何度も測定を行わなければならない。
いは、既に独立(孤立)した状態にある多くの色素の場合、フルオレセインのト
リプレット状態の寿命以下にある。前述の実施例の場合は、トリプレット状態の
寿命の短縮化により、最適照射強度は向上し、エミッション(放射)率はより大
きくなり、従って画像のS/N比も改善される。尤も、試料は撮像中、より大き
い照射負荷により消光(滅光)[漂白]の程度が一層大きくなる。
は(色素)分子の周囲条件に依存するが−かつ固体試料の場合、抗漂白(滅光)
剤により大幅に小さくするすることができる。フルオレセインの漂白(滅光)率
は、大体中間的な値である。
施の態様を示したものに過ぎず、本発明は、特許請求(クレーム)される方法に
関しこの実施例に限定されるものではない。処理手順全体は、請求項1により特
許請求される思想に関連して、独立した形式で実施することもでき、さらにはそ
の他の請求項による従属した形式で実施することもできる。
スキャニング顕微鏡のシステムパラメータの調整方法において、以下のステップ
: −対話型利用者ガイドを提示すること −少なくとも1つの物体パラメータ、少なくとも1つの利用者により選択
可能なシステムパラメータ、少なくとも1つの、撮像に関する定義可能な問題状
況が入力されること、 −撮像に関する、残りのシステムパラメータ、最適化経路および撮像スト
ラテジを(複数)提案すること、 −利用者により1つの提案が選択されること、 −選択されたシステム調整又は撮像ストラテジに関するシステムパラメー
タを自動的に調整すること を特徴とする調整方法。 【請求項2】 少なくとも1つの次のパラメータ:撮像されるべき物体の寸法、撮像されるべ
き物体の範囲、撮像されるべき光学的断面の数、撮像されるべき物体の性質及び
検出方法を、入力することにより規定される ことを特徴とする請求項1に記載の調整方法。 【請求項3】 前記検出方法は、蛍光法又は反射法の何れかの使用である ことを特徴とする請求項2に記載の調整方法。 【請求項4】 前記提案のステップは、最大の分解能を達成するためできるだけ大きい開口数
を有する好適な対物レンズの使用に該当すること、 利用者に、選択された対物レンズに関し達成可能な最大の分解能が提示される
こと、 前提的に規定された及び既に調整されたシステムパラメータに基づいて実際の
分解能が提示されること、 利用者に、像面当たりの画素数が提案されること を特徴とする請求項1に記載の調整方法。 【請求項5】 求められるべき物体の性質が最適な照射強度を求めるために利用されること、
及び最適な照射強度が利用者に提案されること を特徴とする請求項1に記載の調整方法。 【請求項6】 ディテクションピンホールの直径を調整するために、利用者に、撮像の分解能
が撮像の許容しうるS/N比において最大になるよう最適化された値が提案され
る ことを特徴とする請求項1に記載の調整方法。 【請求項7】 前記利用者ガイドの提示は、少なくとも1つのシステムパラメータを選択する
とき、該選択により影響を受け、かつ1つのシステムパラメータの選択に基づい
て可能な範囲で最良の質に関しどの程度の撮像が実現可能かについて同様に利用
者に提案される、全てのシステムパラメータを利用者に提示することである ことを特徴とする請求項1に記載の調整方法。 【請求項8】 使用に当たって重要な少なくとも1つの基準が、該基準の最適化のために予設
定可能であり、かつ該予設定に基づいて更なるシステムパラメータが対話の際に
提案及び/又は自動的に調整される ことを特徴とする請求項1に記載の調整方法。 【請求項9】 前記予設定される基準は、達成されるべきS/N比である ことを特徴とする請求項8に記載の調整方法。 【請求項10】 前記利用者ガイドにより、予設定された問題状況に対する支援手段又は解答が
提供される ことを特徴とする請求項1に記載の調整方法。 【請求項11】 前記問題状況は、以下の問題: −「試料があまりにも著しく「漂白」(滅光)すること(蛍光物体の場合
)」及び/又は −「画像データに雑音が混入すること」及び/又は −「測定時間が長すぎること」及び/又は −「分解能が小さすぎること」 である ことを特徴とする請求項10に記載の調整方法。 【請求項12】 少なくとも部分的に互いに依存しあうシステムパラメータが、アルゴリズムに
より求められる ことを特徴とする請求項1に記載の調整方法。 【請求項13】 前記システムパラメータは、予設定を顧慮して、データバンクに収容(記憶)
されたエキスパートシステムから呼び出される ことを特徴とする請求項1に記載の調整方法。 【請求項14】 前記システムパラメータは、予設定を顧慮して、ファジイ論理のもとで求めら
れ、そして選択に従って又は自動的に調整される ことを特徴とする請求項1に記載の調整方法。 【請求項15】 利用者のための前記利用者ガイドは、最適な−物体及び/又は問題特異的な−
システム調整及び/又は撮像ストラテジのために活性化可能でありかつ指導ガイ
ドを行う学習プログラムを含む ことを特徴とする請求項1に記載の調整方法。 【手続補正2】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】0008 【補正方法】変更 【補正内容】 【0008】 この課題は、本発明の方法によれば、請求項1の特徴により解決される。
Claims (33)
- 【請求項1】 システムパラメータの調整が制御用コンピュータを介して行われる、レーザス
キャニング顕微鏡、好ましくは共焦点レーザスキャニング顕微鏡のシステムパラ
メータの調整方法において、 利用者に、少なくとも1つの物体パラメータ及び/又は少なくとも1つの(場
合により選択可能な)システムパラメータを入力することにより、残りのシステ
ムパラメータの調整を提案する及び/又は残りのシステムパラメータを自動的に
調整する対話型利用者ガイド を特徴とする調整方法。 - 【請求項2】 少なくとも1つの物体パラメータ、及び/又は少なくとも1つの選択可能なシ
ステムパラメータ、及び/又は撮像に関する及び/又は撮像されるべき物体に関
する少なくとも1つの定義可能な試料状態の入力に応じて、システム調整のため
の最適化経路(複数)及び/又は撮像ストラテジ(複数)が提案される ことを特徴とする請求項1に記載の調整方法。 - 【請求項3】 選択されたシステム調整又は撮像ストラテジに関するシステムパラメータが、
自動的に調整される ことを特徴とする請求項2に記載の調整方法。 - 【請求項4】 対話の際に、撮像されるべき物体の寸法が入力又は選択される ことを特徴とする請求項1〜3の一に記載の調整方法。
- 【請求項5】 対話の際に、撮像されるべき物体の範囲が入力又は選択される ことを特徴とする請求項1〜4の一に記載の調整方法。
- 【請求項6】 対話の際に、光学的断面(断層面)の数が入力又は選択される ことを特徴とする請求項1〜5の一に記載の調整方法。
- 【請求項7】 対話の際に、撮像されるべき物体の性質が入力又は選択される ことを特徴とする請求項1〜6の一に記載の調整方法。
- 【請求項8】 対話の際に、検出方法が入力又は選択される ことを特徴とする請求項1〜7の一に記載の調整方法。
- 【請求項9】 前記検出方法は、蛍光法の使用である ことを特徴とする請求項8に記載の調整方法。
- 【請求項10】 前記検出方法は、反射法の使用である ことを特徴とする請求項8に記載の調整方法。
- 【請求項11】 対話の際に、最大の分解能を達成するためにできるだけ大きい開口数を持つ好
適な対物レンズが提案される ことを特徴とする請求項1〜10の一に記載の調整方法。 - 【請求項12】 対話の際に、選択された対物レンズの達成しうる最大の分解能が提示される、 ことを特徴とする請求項11に記載の調整方法。
- 【請求項13】 対話の際に、選択ないし算出されたシステムパラメータ又は既に調整されたシ
ステムパラメータに基づいて、実際の分解能が提示される ことを特徴とする請求項11又は12に記載の調整方法。 - 【請求項14】 対話の際に、像面当たりの画素数が提供される ことを特徴とする請求項1〜13の一に記載の調整方法。
- 【請求項15】 対話の際に入力されるべき又は選択されるべき物体の性質は、最適な照射強度
を求めるために利用される ことを特徴とする請求項1〜14の一に記載の調整方法。 - 【請求項16】 前記最適照射強度ないしレーザ出力は、対話の際に提案される ことを特徴とする請求項15に記載の調整方法。
- 【請求項17】 前記最適照射強度ないしレーザ出力は、自動的に調整される ことを特徴とする請求項15に記載の調整方法。
- 【請求項18】 ディテクションピンホールの直径を調整するために、撮像の分解能が撮像の許
容しうるS/N比において最大になるよう最適化された値が対話の際に提案され
る ことを特徴とする請求項1〜17の一に記載の調整方法。 - 【請求項19】 ディテクションピンホールの直径を調整するために、撮像のS/N比が撮像の
許容しうる分解能において最大になるよう最適化された値が対話の際に提案され
る ことを特徴とする請求項1〜17の一に記載の調整方法。 - 【請求項20】 対話の際に少なくとも1つのシステムパラメータを予設定又は変更するとき、
該予設定又は変更によって影響を受ける全てのシステムパラメータが提示される ことを特徴とする請求項1〜19の一に記載の調整方法。 - 【請求項21】 システムパラメータの前記予設定又は変更に基づいて可能な範囲で最良の質に
関しどの程度の撮像が実現可能かが、対話の際に利用者ガイドにより提示される ことを特徴とする請求項20に記載の調整方法。 - 【請求項22】 撮像ないし応用のために重要な少なくとも1つの基準が、該基準の最適化のた
めに予設定可能であり、かつ該予設定に基づき更なるシステムパラメータが対話
の際に提案及び/又は自動的に調整される ことを特徴とする請求項1〜21の一に記載の調整方法。 - 【請求項23】 前記予設定される基準は、達成されるべきS/N比である ことを特徴とする請求項23に記載の調整方法。
- 【請求項24】 対話の際に利用者ガイドにより、予設定された問題状況に対する支援手段又は
解答が提供される ことを特徴とする請求項1〜23の一に記載の調整方法。 - 【請求項25】 前記問題状況は、以下の問題、即ち: −「試料があまりに著しく消光(滅光)[漂白]すること(蛍光試料の場
合)」及び/又は −「画像データに雑音が混入すること」及び/又は −「測定時間が長すぎること」及び/又は −「分解能が小さすぎること」 である ことを特徴とする請求項24に記載の調整方法。 - 【請求項26】 前記支援手段に基づいて、最適化が対話の際に実行可能である、 ことを特徴とする請求項24又は25に記載の調整方法。
- 【請求項27】 少なくとも部分的に互いに依存するシステムパラメータが、アルゴリズムによ
り規定される ことを特徴とする請求項1〜26の一に記載の調整方法。 - 【請求項28】 前記システムパラメータは、互いに背反する性質ないし調整を顧慮して、対話
の際に提供され、そして選択に従って又は自動的に調整される ことを特徴とする請求項1〜27の一に記載の調整方法。 - 【請求項29】 前記システムパラメータは、前記予設定を顧慮して、データバンクに収容され
たエキスパートシステムから呼び出される ことを特徴とする請求項1〜28の一に記載の調整方法。 - 【請求項30】 前記システムパラメータは、前記予設定を顧慮して、ファジイ論理のもとで求
められ、そして選択に従って又は自動的に調整される ことを特徴とする請求項1〜29の一に記載の調整方法。 - 【請求項31】 少なくとも1つのシステムパラメータを予設定及び/又は変更するさい、撮像
の性質(例えば分解能、サンプリング等)の観点から、撮像が影響を受けること
、及び肯定の場合には撮像はどのように影響を受けるかが、提示される ことを特徴とする請求項1〜30の一に記載の調整方法。 - 【請求項32】 撮像前、撮像中及び/又は撮像後に、達成されるべき撮像の質に関する情報が
、利用者に提示される ことを特徴とする請求項1〜31の一に記載の調整方法。 - 【請求項33】 利用者を対話の際にガイドする学習プログラムが、最適な−好ましくは物体及
び/又は問題に特異的な−システム調整及び/又は撮像ストラテジのために活性
化可能である ことを特徴とする請求項1〜32の一に記載の調整方法。
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