Quantifizierung von Apoptose und Nekrose in Endothelzellen mittels digitaler Bildverarbeitung und künstlichen neuronalen Netzen


Generell kann Zelltod in zwei Typen gegliedert werden: den nekrotischen Zelltod (Zellyse) und den apoptotischen Zelltod (programmierter Zelltod). Beide Formen unterscheiden sich in der Morphologie der Zelle und des Zellkerns. Obwohl die Unterschiede in der Zellkern-Morphologie für das menschliche Auge recht deutlich erscheinen, vermögen konventionelle Klassifizierungsverfahren und statistische Verfahren, wie lineare Diskriminanzanalysen, nicht in ausreichendem Maße zwischen beiden Formen zu unterscheiden. Erst künstliche neuronale Netze können mit hoher Genauigkeit zwischen beiden Formen unterscheiden, da sie in der Lage sind, auch nichtlineare Merkmalsräume oder sogar unterbrochene Merkmalsräume zu klassifizieren.

Durch die Möglichkeit der Makro-Programmierung in OPTIMAS, lassen sich künstliche neuronale Netze direkt in die routinemäßige Auswertung von fluoreszensmikroskopischen Aufnahmen einbinden. Mit einer Geschwindigkeit von ca. 800 Zellen pro Minute und einer Genauigkeit von 96,5 % ist dieses System dem Auszählen von Hand weit überlegen.

Markus Weisser
Biochemische Pharmakologie
Universität Konstanz