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Forschung
Lichtmikroskopie, Reflexionskontrast,
Relief-Phasenkontrast,
abgeblendeter und feinstufig trimmbarer
Phasenkontrast, digitaler Phasenkontrast,
abgeblendetes Dunkelfeld, Luminanzkontrast
In den siebziger und beginnenden achtziger Jahren
habe ich mich mit verschiedenen Anwendungen der
Lichtmikroskopie im biologisch-medizinischen Bereich
einschließlich Erstellung qualitativ optimierter
Fotodokumentationen befasst. Ein technischer
Schwerpunkt bestand in der Fotodokumentation
bewegter Organismen unter Vermeidung von
Bewegungsunschärfen mittels
Elektronenblitzbeleuchtung. Die Ernst-Leitz Wetzlar
GmbH, ein neben Zeiss führender Hersteller
wissenschaftlicher mikroskopischer Systeme, hatte
seinerzeit mehr als 70 Mikrofotos für
Dokumentations- und Werbezwecke von mir erworben,
die ich mit verschiedenen Beleuchtungsverfahren im
durchfallenden Licht erstellt hatte.
In der zweiten Hälfte der siebziger Jahre wurde
seitens der Ernst Leitz Wetzlar GmbH der Reflexionskontrast
als neue Beleuchtungsart entwickelt und in
serienreifer Herstellung auf den Markt gebracht.
Diese Untersuchungsmethode führte zu Ergebnissen,
die unter mehreren Aspekten in die Nähe
elektronenmikroskopischer Darstellungen rückten und
dennoch auch die Boabachtung lebender Objekte ermöglichten.
Gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft,
befand sich ein Reflexionskontrastmikroskop im
Anatomischen Institut der Universität Bonn, welches
von mir für die Erarbeitung einer Messmethode zur
dreidimensionalen zytometrischen Ausmessung und
Oberflächenrekonstruktion transparenter Strukturen
verwendet wurde. Die damaligen Arbeiten wurden an
normalen und pathologischen menschlichen
Erythrozyten durchgeführt und in mehreren Fachbeiträgen
publiziert.
Aktuell befindet sich ein Forschungsauftrag der
Universität Oradea in meiner Bearbeitung, welcher
Methoden zur Verbesserung lichtmikroskopischer
Beleuchtungsarten, insbesondere von Phasenkontrast-
und Dunkelfeldbildern zum Inhalt hat. Als Resultat
experimenteller Veränderungen des Strahlenganges
wurde zunächst der Relief-Phasenkontrast entwickelt,
welcher eine wesentliche Steigerung von Kontrast,
Tiefen- und Konturschärfe bei verringerten
Abbildungs-Restfehlern und dreidimensionaler
Betonung des Objektreliefs bietet. Diese
Beleuchtungsmethode wurde nach Prüfung durch einen
patentanwaltlich tätigen Physiker zum Patent
angemeldet und in deutscher und englischer Sprache
publiziert. In gleicher Weise zum Patent angemeldet
und publiziert wurden einige weitere Modifikationen
des Phasenkontrastes. Der abblendbare
Phasenkontrast beruht auf definierten
Veränderungen des üblichen Strahlenganges, wodurch
die Aperturblende des Kondensors zur Steigerung von
Konturschärfe, Kontrast und Tiefenschärfe
verwendet werden kann und die üblicherweise
vorhandenen typischen Halo-Artefakte verringert oder
beseitigt werden. Auf diese Weise kann die
Aperturblende nun auch bei
Phasenkontrastbeleuchtung zur optischen
Qualitätsoptimierung so eingesetzt werden, wie dies
aus der
Hellfeld-Mikroskopie geläufig ist. Der feinstufig
trimmbare Phasenkontrast wurde als Patent
angemeldet, da er durch eine veränderte Auslegung
der Phasenringplatte im Objektiv bei gleichzeitiger
Anpassung des ringförmigen Lichtdurchlasses im Kondensor die
Möglichkeit erschließt, bei laufender Beobachtung
zwischen verschiedenen Kontrastierungsvarianten des
Phasenkontrastes zu wechseln. Der digitale
Phasenkontrast bietet schließlich die
Möglichkeit, schwach kontrastierte Phasenobjekte in konventionellen Hellfeldbildern
durch ultra-hohe
Kontrastverstärkung in einer überlegenen
Abbildungsqualität zu visualisieren, welche im
direkten Vergleich in den meisten Situationen
konventionelle Phasenkontrastdarstellungen übertrifft.
Letztere Methode bietet das Potenzial, bei
Implementierung in digitale Videomikroskope auch zur
Lebendbeobachtung bewegter Objekte eingesetzt zu
werden.
Die optischen Modifikationen, welche dem
abblendbaren Phasenkontrast zugrunde liegen, wurden
auch auf Dunkelfeldbeleuchtung übertragen. Hieraus
resultierte als neue Beleuchtungsvariante das
ebenfalls zum Patent angemeldete abblendbare
Dunkelfeld. Im Vergleich zum konventionellen
Dunkelfeld ist auch bei dieser Beleuchtungsart die
Tiefenschärfe sichtbar gesteigert, und die
üblicherweise im Dunkelfeld entstehenden
Überstrahlungseffekte können wirksam abgemildert
oder vollständig unterbunden werden.
Weiterhin wurde als neue lichtmikroskopische
Beleuchtungsart der Luminanzkontrast
entwickelt. Dieser erlaubt die Darstellung feiner
Phasendifferenzen bzw. Gangunterschiede dünner
transparanter Strukturen in verschiedenen
Beleuchtungsvarianten, welche modifiziertem
Dunkelfeld, modifiziertem Phasenkontrast und
modifiziertem Interferenzkonrast entsprechen. Diese
Beleuchtungsvarianten sind unter Verwendung ein und
des selben Objektivs durch Veränderungen im
beleuchtenden Strahlengang realisierbar. Durch
technische Weiterbildungen können darüber hinaus
auch Doppelkontrastdarstellungen ungefärbter
Objekte in komplementären Farben erreicht werden.
Auch diese Beleuchtungsart und ihre
unterschiedlichen in Betracht kommenden technischen
Ausführungsvarianten wurden zum Patent angemeldet.
Publikationen erfolgten in mehreren internationalen
Fachzeitschriften.
Akutklinische Weiterbildung:
Von 1982 bis 1992 widmete ich mich meiner
klinisch-fachärztlichen Weiterbildung, die in
verschiedenen Akutkrankenhäusern der Grund- und
Schwerpunktversorgung stattfand.
Rehabilitation und Präventivmedizin:
Seit 1992 bin ich bis dato im
rehabilitationsklinischen Bereich in leitenden
Funktionen ärztlich tätig und befasse mich seitdem
mit Fragestellungen der Rehabilitationsforschung und
Präventivmedizin, die mehrfach publiziert und in
1994 mit dem Forschungspreis für Prävention und
Rehabilitation bedacht wurden. Zusätzlich
entstanden einige Veröffentlichungen zu anderen
klinischen Themen.
Akademische Mitgliedschaften:
Im Jahr 2010 wurde ich eingeladen, der "Optical
Society of America" (OSA) beizutreten.
Diese Fachgesellschaft umfasst alle Felder der
optischen Grundlagen- und Anwendungsforschung und
engagiert sich darüber hinaus unter anderem in der
Förderung junger Wissenschaftler. Weitere
Aktivitäten der OSA können deren Homepage
entnommen werden (http://www.osa.org).
Ebenfalls in 2010 wurde ich eingeladen, in der
Schriftleitung (Editorial Board) eines
internationalen Peer-Review Journals mitzuwirken (Journal
of Advanced Microscopy Research, JAMR). Die
Homepage dieser Fachzeitschrift lautet:
http://64.82.25.120/jamr.html.
Université Nouvelle Européenne (U.N.E),
Brüssel:
Seit 2008 besteht eine Zusammenarbeit mit dieser
neu gegründeten Universität, an welcher mir im
Rahmen einer Universitätsprofessur (Professeur
d´Université) das Amt des Dekans ex officio (Doyen
honoraire) der Fakultät I (Humanwissenschaften) und
die Leitung des Fachbereiches Präventiv- und
Rehabilitationsmedizin übertragen wurde. Der
administrative Sitz der Universität ist Brüssel,
der Campus mit seinen Lehr- und Seminarräumen
befindet sich in Kerkrade (NL). Die Universität
verfolgt den europaweiten Aufbau eines
internationalen akademischen Netzwerks, innerhalb
dessen verschiedene Studiengänge im Heimatland des
jeweiligen Studierenden in dessen Landessprache an
akkreditierten Lehr- und Forschungseinrichtungen
absolviert werden können, ergänzt durch
verbindliche Lehrveranstaltungen im
Universitätscampus in Kerkrade. Die jeweiligen
Studiengänge berücksichtigen den Bologna-Prozess
und sind ECTS-basiert; sie schließen nach
erfolgreicher Prüfung mit dem Bachelor oder Master
ab. Es entspricht dem Selbstverständnis der
Universität, dass die Präsenzveranstaltungen und
Prüfungen in mehreren Sprachen abgehalten werden,
derzeitig in Englisch, Französisch, Deutsch und
Niederländisch. Weitere Einzelheiten zu der Philosophie der
U.N.E. und ihren Studienangeboten können der Universitäts-Homepage entnommen werden (http://www.une-edu.eu).
Universität Oradea:
Seit 1998 befinde ich mich in Zusammenarbeit mit
der Universität Oradea (Rumänien), zunächst als
Associate-Professor der dortigen medizinischen
Fakultät. In 2001 wurde mir im Fachbereich Medizin
zusätzlich eine Honorarprofessur auf Lebenszeit
verliehen. In 2005 habe ich, ebenfalls auf Dauer führbar,
eine weitere Associate-Professur dieser Universität
am Internationalen Universitätsinstitut für
postgradule Studien (IUIPS) erhalten, verbunden mit
einem Lehr- und Forschungsauftrag in den Bereichen
Innere Medizin, Sozialmedizin, Naturheilkunde,
Physikalische und Rehabilitative Medizin, Angiologie
und Diabetologie. Ein Schwerpunkt dieser Tätigkeit
besteht in der Entwicklung und Evaluierung zukünftiger
Curricula bzw. Lehrmedule für Fernstudiengänge,
unter anderem in dem neu zu konzipierenden und fachübergreifend-interdiszipilnär
ausgerichteten Bereich der Präventivmedizin und
vorbeugenden Gesundheitspflege, weiterhin in der
Betreuung von Studenten und Doktoranden.
Ebenfalls in 2005 wurde mir ein Forschungsauftrag
übertragen, gemäß welchem in Zusammenarbeit mit
der medizinischen Fakultät der Einsatz
verschiedener komplementärer bzw.
naturheilkundlicher Substanzen bei
Rehabilitationspatienten mit
Herz-Kreislauf-Erkrankungen und chronischen
Schmerzsyndromen des Bewegungssystems evaluiert
werden soll. Nähere Einzelheiten hierzu finden sich
unter “Reha-Neue
Projekte”.
Weitere Forschungsaufträge befassen sich mit
Berechnungen zur Relativität kardiovaskulärer
Risikofaktoren und Risiko-Scores, technischen Möglichkeiten
zur Verbesserung lichtmikroskopischer Beleuchtungs-
und Untersuchungsverfahren, technischen Optimierungen
digitaler Mikrofotografie zur Übermittlung
histopathologischer Bilddateien in der Telemedizin
und verbesserter digitaler Bilddokumentation und
Bildrekonstruktion sowie elektrophysiologischen Fragestellungen, welche
Gegenstand zukünftiger Forschungsaktivitäten
darstellen.
Die folgenden Links führen zu weiteren Erläuterungen der vorerwähnten Forschungsaktivitäten und Veröffentlichungen:
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