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Zellen online

Gescannte mikroskopische Präparate erleichtern Tierpathologen Forschung, Lehre und Diagnostik

Nr. 021/2006 vom 20.12.2006

Den Mikroskopier-Kurs für Pathologen hält Achim Gruber jetzt noch lieber. Bei 80 Studierenden vor 80 Mikroskopen konnte es früher durchaus stressig werden: Jeder sah in seinem Okular einen anderen Teil des hauchdünnen Gewebeschnitts. Daher verbrachte Gruber, Professor und Direktor des Instituts für Tierpathologie der Freien Universität Berlin, viel Zeit damit, durch die Reihen zu gehen und Hilfestellung zu leisten, unterstützt von seinen Assistenten. Zeit, in der er lieber darüber gesprochen hätte, woran die Studierenden eine Hepatitis beim Hund oder ein Fibrosarkom bei der Katze erkennen können.

Diese Zeiten sind seit Kurzem vorbei. Die Lösung des Problems heißt ScanScope: eine Kreuzung aus Scanner und Mikroskop. Das Gerät funktioniert im Prinzip wie ein Fotoscanner: Die Vorlage – im Fotoscanner das Bild, im ScanScope der Gewebeschnitt – wird im Gerät abgetastet und als hoch aufgelöstes, digitales Bild dargestellt. Allerdings unterscheiden sich die Dimensionen: Umfasst ein Foto-Scan vielleicht zehn bis 50 Megabyte, so ist im ScanScope das Bild 60- bis 300-mal so groß. Dateigrößen von drei bis vier Gigabyte sind keine Seltenheit. Das Einlesen dauert auch etwas länger: Bis zu 45 Minuten Geduld verlangt das Gerät pro Präparat von seinem Nutzer. Lohn der Mühe ist die Möglichkeit, sich anschließend am Bildschirm tief in das Gewebe hineinzuzoomen – bis zu einer Auflösung, die der Wellenlänge des Lichts entspricht.

Für die tägliche pathologische Arbeit ist das Gerät ein „technischer Durchbruch“, so Achim Gruber. „Im 17. Jahrhundert stellte die Lichtmikroskopie eine Revolution in der Pathologie dar. Das hier ist prinzipiell damit vergleichbar“, sagt er und tippt auf seinen Computer. Den Rechner und einen Internetzugang – mehr brauchen Studierende wie Forscher heute nicht mehr zum Mikroskopieren. Ein Server stellt die Präparate ins Internet, so sind sie von jedem Ort mit Netzzugang abrufbar.

Die Vorteile der Technologie liegen auf der Hand: Der online abrufbare Gewebeschnitt sieht für alle Nutzer gleich aus. Besonders interessante Areale lassen sich markieren, ohne das Bild zu verändern. Erläuternde Kommentare können überall angefügt werden, über einen Querverweis gelangt der Nutzer zu passenden Seiten im Netz – ein Online-Lexikon etwa, eine Datenbank mit Tierkrankheiten oder ein Forum, in dem sich Meinungen und Diagnosen austauschen lassen. Die Studierenden haben mehr Freiheiten, weil sie nun nicht mehr auf die Öffnungszeiten des Mikroskopierraumes angewiesen sind, sondern von zu Hause aus studieren können.

Gruber und sein Team sind die ersten in der deutschen Tiermedizin, die solch ein Gerät einsetzen. Und sie tun dies konsequent: Als Erste stellen sie ihre Scans ins Internet, als bisher einziges setzt das Institut das ScanScope zur Ausbildung der Studierenden ein. Den viel strapazierten Begriff des E-Learning, das elektronischgestützte Lernen, bedienen sie ganz unangestrengt. Und Achim Gruber hat weitere Anwendungen im Blick: Gemeinsam mit Kollegen bereitet er ein histopathologisches Lehrbuch vor, das die Schnitte im Internet integriert. An vielen Stellen im Buch sollen sich Verweise auf die digitalen Präparate finden.

Darin erschöpfen sich die Vorzüge der digitalen Mikroskopie jedoch nicht. Reale Präparate altern: Sie verändern die Farbe, sie trocknen aus, sie können „Luft ziehen“ oder schlichtweg zerbrechen oder verloren gehen. Digitalisierung hingegen ist ein Schritt in Richtung Unsterblichkeit. Daten können beliebig oft kopiert werden, ohne sich abzunutzen. Gute Sicherungsvorkehrungen vorausgesetzt, lässt sich ein Datenverlust nahezu ausschließen. Diese Vorzüge haben Professor Gruber und seine Assistentin Dr. Olivia Kershaw im Blick, wenn sie derzeit wertvolle histologische Sammlungen leihen und einscannen, um sie für immer zu konservieren.

Diagnostik am Mikroskop ist eine schwierige Kunst, bei der Erfahrung die Interpretation leitet. Eine zweite Meinung holt sich Achim Gruber in speziellen Fällen jetzt binnen Minuten. Statt Präparate aufwändig zu verpacken und beispielsweise in die USA zu verschicken, sendet er heute einem anderen Spezialisten per E-Mail einfach einen Link zum gescannten Präparat. Der holt sich den Gewebeschnitt übers Internet auf den Monitor und ruft nach wenigen Minuten mit einer zweiten Einschätzung zurück.

Nicht zuletzt erlaubt das neue Verfahren auch eine genauere Auswertung, als der Mensch sie allein leisten kann. Spezielle Programme zählen automatisch Blutzellen oder vermessen Einschlüsse auf den Mikrometer genau. Herkömmliche Methoden – das Zählen per Klicker, Vermessen über ein ins Bild geschobenes Lineal – sind dagegen wesentlich aufwändiger und mit mehr Fehlern behaftet.

Heißt das, die Mikroskope der Pathologen sind nun überflüssig? „Keineswegs!“ sagt Achim Gruber. Auch in Zukunft muss jeder Tierarzt mikroskopieren können, eine Fähigkeit, die in Studium und Beruf unabdingbar ist. „Ein ScanScope wird größeren Zentren vorbehalten bleiben und nicht in der tierärztlichen Praxis verfügbar sein. Außerdem lassen sich etwa Parasiteneier oder Kristalle, die eine gewisse Dreidimensionalität besitzen, unter dem klassischen Mikroskop besser erkennen.“ Und schließlich können die Pathologen an einem einmal gescannten Gewebe nichts mehr testen – etwa unter dem Mikroskop beobachten, wie es auf Färbeverfahren reagiert. Das ScanScope ist kein Ersatz, sondern eine wesentliche Erweiterung der Möglichkeiten für Studierende und Forscher.

Von Jan Bosschaart

Digitale Präparate im Internet unter:

www.vetmed.fu-berlin.de/einrichtungen/institute/we12/images/index.html

Weitere Informationen

  • Prof. Dr. Achim Gruber, Institut für Tierpathologie der Freien Universität Berlin,Telefon: 030 / 838-62440 oder 838-62253, E-Mail: gruber.achim@vetmed.fu-berlin.de