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Anwendungshinweis

Einstieg in die Ära der 4K-Mikroskopie


Die revolutionäre digitale 4K-Technologie für Mikroskopiekameras eröffnet neue Möglichkeiten für die Arbeit am Bildschirm. Dank einer Reihe moderner Technologien stellen 4K-Mikroskopiekameras beim Heranzoomen selbst feinste Details der Probe deutlich auf dem Bildschirm dar. Zudem profitieren Mikroskop-Anwender von einer schnellen, komfortablen und benutzerfreundlichen Bedienung am Bildschirm. Dadurch wird die Probenbeurteilung einfacher und effektiver und der Veranschaulichungswert bei Präsentationen wird erhöht.

Auf einen Blick

· Optimierte Bildschirmbearbeitung durch 4K-Mikroskopie.
· Die 4K-Mikroskopiekamera UC90 von Olympus macht mit einem 1 Zoll/9 MP CCD Details im Kontext sichtbar und erleichtert eine aussagefähige Auswertung.
· Naturgetreue Bilder haben hohen Veranschaulichungswert und ermöglichen eine effektive Zusammenarbeit.
· Die schnelle Fokussierung und die Rauschunterdrückung setzen neue Maßstäbe für Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit der Arbeit am Bildschirm.

Neues Arbeitskonzept

Die Mikroskopie hat sich im Laufe der Jahre kontinuierlich weiterentwickelt. Insbesondere erweitert die moderne digitale Technologie die Möglichkeiten der Bildgebung und bringt eine Vielzahl von Verbesserungen für Mikroskopanwender mit sich.

Seit dem Aufkommen digitaler Mikroskopiekameras stellt der Bildschirm eine wertvolle Möglichkeit dar, nicht nur mit den Okularen zu arbeiten. Die Anforderungen an die Arbeit am Bildschirm sind jedoch hoch, und eine genaue Probenanalyse hängt von mehreren Kamera- und Bildeigenschaften ab:

  • Auflösung - eine höhere Auflösung erfasst mehr Details zur Analyse feinster Strukturen von biologischen Proben.
  • Farbbalance - eine originalgetreue Farbwiedergabe ist entscheidend für die genaue und zuverlässige Interpretation von Färbemustern.
  • Sichtfeld - ein größeres Sichtfeld ermöglicht eine repräsentative Analyse im Kontext und sorgt für detailliertere Einblicke.
  • Rauschen – in einem rauscharmen Bild kann der Betrachter die Probe auch bei schlechter Beleuchtung deutlich erkennen.
  • Livebild-Geschwindigkeit - schneller und effizienter Arbeitsablauf durch schnelle Bildgebung unabhängig von den Beleuchtungsbedingungen. Zugleich lässt sich das Livebild auf dem Bildschirm beim Schwenken bequem betrachten.

Die für diese Anforderungen entwickelten modernen Kameras werden laufend verbessert, und die Einführung der digitalen 4K-Bildgebung erlaubte einen weiteren großen Sprung in der Bildqualität. Die 4K UHD (bzw. Ultra-High-Definition) Technik ist dem Verbraucher bereits durch moderne TV-Geräte bekannt. UHD-Systeme umfassen Monitore, Kameras und Software, die dank der hohen Auflösung sowohl größere als auch detailliertere Bilder als bisher liefern. Neben der erhöhten Auflösung bieten 4K-Kameras auch zusätzliche technische Verbesserungen für eine hervorragende Bildqualität. Die digitale 4K-Bildgebung öffnet die Tür zu neuen Möglichkeiten in der Mikroskopie und verbessert sowohl die Probenanalyse als auch Präsentationen.

Der Nutzen der Analyse auf dem Bildschirm

Bei der Visualisierung auf dem Bildschirm gibt es gegenüber der Betrachtung durch das Okular Vorteile, aber auch Einschränkungen. Okulare erlauben zweifellos die naturgetreueste Ansicht der Probe, allerdings kann die Arbeit über längere Zeiträume unbequem und langsam sein. Die Bildschirmvisualisierung bietet hierzu eine ergänzende und komfortable Alternative. Tatsächlich hat die Bildqualität in der 4K-Mikroskopie inzwischen einen Standard erreicht, bei dem die in einem digitalen Bild erfassten Informationen mit den durch das Okular erkennbaren Details mehr als vergleichbar sind.

Da Beobachtungen nicht mehr durch einen Kontrollblick in die Okulare bestätigt werden müssen, sparen die Anwender Zeit und verlassen sich zunehmend auf beide Arten der Visualisierung.

Während sich der Begriff 4K nur auf die Bildauflösung bezieht, ergeben durch zusätzliche digitale Technologien weitere Verbesserungen der Bildqualität. Dazu gehört auch die Farbwiedergabe mit naturgetreuen Farbprofilen für eine genaue Analyse, insbesondere zur Auswertung der subtilen Farbabstufungen bei der Färbung von Histologieproben. Die Verbesserungen bei der Rauschunterdrückung lassen auch versteckte Details sichtbar werden. Zum Beispiel unterdrückt Olympus Smart Image Averaging (OSIA) das Bildrauschen vollständig, ohne die Bildrate zu reduzieren oder Artefakte zu erzeugen und ohne eine aktive Sensorkühlung zu erfordern (Abbildung 1). Durch die Erfassung zusätzlicher Details unter diversen Bildgebungsbedingungen eignet sich die Kamera für viele Anwendungen, für die bisher eher gekühlte Kameras eingesetzt werden. Somit ist die Anschaffung einer einzigen Kamera für die Forschung ausreichend, was eine kostengünstige Alternative zum Einsatz einer speziellen rauscharmen Kamera darstellt.

Die digitalen Funktionen verbessern nicht nur die Bildqualität, sondern auch die Benutzerfreundlichkeit der Kamera und erleichtern die schnelle Navigation zu einem interessierenden Bereich, der dann scharf gestellt werden kann. Auf Schnelligkeit und praktische Bedienung kommt es vor allem dann an, wenn täglich eine große Anzahl von Proben ausgewertet werden muss. Möglich wird dies durch ein schnelles Live-Bild, das die flüssige Bewegung während des Schwenks beibehält, was für die Navigation über Proben ideal ist. Da es außerdem oft von Interesse sein kann, auf verschiedene Schichten einer Gewebeprobe zu fokussieren, kann das ständige Nachstellen des Fokus auf die gewünschte Einstellung bei der Analyse vieler Bereiche zeitaufwändig sein. Eine neue Technologie, das sogenannte Focus Peaking (Abbildung 2), bietet in dieser Hinsicht eine Zeitersparnis. Diese Funktion hebt alle fokussierten Bereiche im Livebild direkt hervor, so dass es nicht mehr erforderlich ist, mehrere Schnappschüsse desselben Bereichs aufzunehmen, nur um die gewünschte Fokuseinstellung zu finden.

Abbildung 1: Anzeige der Details, nicht des Rauschens
Abbildung 1: Anzeige der Details, nicht des Rauschens
Die aktive Rauschunterdrückung mit der Olympus Smart Image Averaging (OSIA)-Technologie ermöglicht die Aufnahme von Details, die sonst im Rauschen untergehen würden.
(Präparat: Menschlicher Darm)
Abbildung 2: Schnelle Erfassung fokussierter Bilder
Abbildung 2: Schnelle Erfassung fokussierter Bilder
Mit der Focus-Peaking-Technologie (fokussierte Bereiche rot dargestellt) der Kamera UC90 von Olympus lassen sich die zu fokussierenden Bereiche schnell und einfach auswählen.

 

Effektive Zusammenarbeit und hoher Veranschaulichungswert

Erfolgreiche Arbeitsabläufe hängen von einer effektiven Zusammenarbeit ab, die die Grundlage für eine angemessene Entscheidungsfindung darstellt. Daher ist ein effizienter Austausch von genauen Detailinformationen zwischen Kollegen unerlässlich. Durch die höhere Auflösung und das große Sichtfeld erleichtert die 4K-Mikroskopie gemeinsame Bildauswertungen und erhöht den Veranschaulichungswert in Präsentationen, da Strukturen sowohl im Detail als auch im Kontext auf dem Bildschirm dargestellt werden können. Wie in Abbildung 3 gezeigt, ermöglichen große Bilder, beispielweise von einem Schnitt durch Hirngewebe, eine repräsentative Probenansicht, bei der die komplexe Gewebearchitektur erkennbar ist. Gleichzeitig ist durch die 4K-Auflösung eine Vergrößerung dieses Bildes zur Detailansicht möglich, so dass zusätzliche Details der neuronalen Morphologie für Analysen und Diskussionen auf Gewebe- und Zellebene sichtbar werden. Durch diese umfangreichen Informationen kann sich das gesamte Team über das gezeigte Bild umfassend mit der Untersuchung vertraut machen. Zur Analyse noch größerer Regionen kann das Sichtfeld durch das digitale Panoramabilder nochmals erweitert werden. Dabei werden viele Aufnahmen von mehreren Probenregionen zu einem einzigen Hellfeld-Panoramabild hoher Qualität zusammengefügt. Die 4K-Mikroskopie beschleunigt diesen Prozess, da viel weniger Einzelaufnahmen erforderlich sind, um das endgültige Panoramabild zu erstellen. Die mit 4K-Mikroskopie aufgenommenen naturgetreuen Bilder lassen sich auf Konferenzen oder im Rahmen von Lehrveranstaltungen präsentieren und zeichnen sich durch hohen Anschauungswert aus,

z. B. bei der Live-Bildübertragung vom Mikroskop bei einem Seminar. Beim Schwenken und Heranzoomen der Probe zur Wiedergabe feinerer Details auf einem großen Bildschirm erlaubt die schnelle Bildgebung eine flüssige Navigation, durch die der interessierende Bereich schnell dargestellt werden kann. Im Gegensatz zu Mikroskopen mit mehreren Köpfen, zum Beispiel in der Lehre, kann mit einem einfachen Standardmikroskop, einer 4K-Kamera und einem großen 4K-Bildschirm eine große Gruppe von Wissenschaftlern die Probe klar und verständlich sehen und diskutieren.

Abbildung 3: Umfassende Analyse des Hirngewebes in einem einzigen Bild
Abbildung 3: Umfassende Analyse des Hirngewebes in einem einzigen Bild
Zum umfassenderen Verständnis steht ein großes Sichtfeld zur Analyse von Proben im Kontext in einem einzigen Bild zur Verfügung, und die hohe Auflösung beim Heranzoomen gibt auch feinste Strukturen wieder. Ermöglicht wird dies durch den 1 Zoll/9 Megapixel-CCD der UC90 Kamera von Olympus.

Zusammenfassung

Die digitalen Bildgebungstechnologien sind inzwischen so weit fortgeschritten, dass Proben auf dem Monitor genau und sicher analysiert werden können. Bei den neuesten 4K-Mikroskopiekameras wie der Olympus UC90 werden eine höhere Auflösung und ein größeres Sichtfeld mit hochmodernen digitalen Funktionen zur aufschlussreichen Analyse und klaren Kommunikation kombiniert. Neben der verbesserten Bildqualität auf dem Bildschirm sparen die schnelle Live-Bildgebung und die schnelle Fokussierung Zeit, und Beobachtungen können direkt auf dem Bildschirm bestätigt werden, ohne dass ein Kontrollblick durch die Okulare erforderlich ist. Durch die 4K-Mikroskopie werden Bilder tatsächlich zum Leben erweckt und ermöglichen weitaus genauere Untersuchungen.

Verwendete Produkte

Digitale Mikroskopkamera

UC90

  • 9 MP CCD-Kamera
  • Eine Kamera für verschiedene Anwendungsbereiche
  • UHD-Bildaufnahmen bis 4K

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