Dreidimensionale Rekonstruktion von Serienschnitten in der Lichtmikroskopie

Zusammenfassung

Computergestützte dreidimensionale Rekonstruktionsverfahren von lichtmikroskopischen Serienschnitten haben sich in den letzten Jahren in allen Bereichen der medizinisch-biologischen Forschung etablie-ren können. Im Vergleich zur konventionellen zweidimensionalen Schnittbetrachtung lassen sich komplexe histotopographische Beziehungen sowie Strukturcharakteristika besser erfassen und auch eindrucksvoll darstellen. Aufgrund der schnell fortschreitenden Entwicklung im Bereich der Computertechnik sind heutzutage Rekonstruktionssysteme auch auf preisgünstigen Rechnersystemen verfügbar, so daß sich dieser neuen Methode ein zunehmendes Anwendungsgebiet erschließt. Anhand von eigenen Befunden werden die Grundlagen der 3 D-Rekonstruktion besprochen sowie Schwierigkeiten und Probleme dieser neuen Technik diskutiert. In Kombination mit kontrastreichen und selektiven immunhistochemischen Färbungen wird beispielhaft die komplexe amöbenartige Morphologie der Megakaryozyten bei der primären (idiopathischen) Osteomyelofibrose durch lichtmikroskopische Serienschnitte aus dem Knochenmark vorgestellt. Die erzeugten 3 D-Modelle vermitteln einen plastischen Eindruck von der Komplexität der Zell- und Kernstrukturen dieser Zellen und stellen die Basis für exakte quantitative Analysen der Zellmorphologie dar. Die vorgestellte Technik beinhaltet ein ergänzendes Werkzeug für anatomisch-morphologische Analysen und ist in der Lage, entscheidende Erkenntnisse bei der Untersuchung vielschichtiger histomorphologischer Objekte zu liefern.

Summary

Computer-based three-dimensional reconstruction of serially cut light microscopic sections is being increasingly used in medical and biological research. Compared with conventional two-dimensional evaluation of histological sections, complex histotopographical relationships and structural details are easy to assess and could be imposingly visualized on the graphics screen. Because of the rapid progress in modern computer hardware, uncomplicated and fast reconstruction systems are available on standard personal computers. Therefore, 3D reconstruction is applicable for a wide range of investigations that warrant 3D exploration. Own results are presented and the principles of 3D reconstruction, as well as the problems and difficulties in this new technique, are discussed. The complex ameboid morphology of megakaryocytes in bone marrow of primary (idiopathic) osteomyelofibrosis is examined with this new method in combination with selective immunohistochemical staining procedures. 3D reconstruction can visualize the complexity of cytoplasmic and nuclear formation impressively. Moreover, the models generated permit exact quantitative measurements of cell morphology. The technique presented is a powerful tool for anatomical-morphological investigations and can furthermore increase our comprehension of complex histomorphological objects.