Detektion und Klassifizierung von Bewegungsartefakten in der Mikroskopie mit strukturierter Beleuchtung

Mikroskopie mit strukturierter Beleuchtung (SIM) ist eine Technik zur hochaufgelösten Mikroskopie an lebenden Zellen. Die Aufnahme von lebenden biologischen Zellen durch Mikroskopie mit strukturierter Beleuchtung leidet an Bewegungsartefakten. Diese nehmen mit steigender Geschwindigkeit der abgebildeten Struktur zu und sind nur im Extremfall als Artefakte zu identifizieren. Um das Auftreten von Bewegungsartefakten im Vorfeld zu unterbinden, lohnt sich eine Abschätzung der Geschwindigkeit der zu beobachtenden Struktur und ein Vergleich mit der Aufnahmegeschwindigkeit des verwendeten Mikroskops. Zellkomponenten können jedoch auch ruckartige Bewegung vollführen, sodass diese Abschätzung nicht ausreicht, um Bewegungsartefakte sicher auszuschließen. Kner et al. sehen beispielsweise deutliche Bewegungsartefakte in ihren SIM-Daten beim Aufbrechen von Mikrotubuli. Die Regeln guter wissenschaftlicher Praxis fordern alle Ergebnisse konsequent selbst anzuzweifeln. Zweifel, an der Richtigkeit der Abbildung und den daraus abgeleiteten Schlussfolgerungen, können bisher nicht widerlegt werden, da es kein Verfahren gibt, welche Bewegungsartefakte in SIM-Bilder sicher identifiziert. Dies führt zu Kritik an Mikroskopie mit strukturierter Beleuchtung. Ziel dieser Arbeit ist die vollautomatische Detektion und Lokalisation von Bewegungsartefakten. Dies ist ein elementarer Schritt um die Glaubwürdigkeit einer SIM-Aufnahme zu verifizieren, sodass die eigentliche Aufgabe - die Erforschung der Zelle - im Fokus stehen kann.