English Title: Development of a Confocal Laser Scanning Microscope for use in Stereotactic Laser Neuro Surgery

Preview

PDF, German Download (6MB) | Terms of use

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurde ein konfokales Laserscanning-Mikroskop entwickelt, das der Überwachung einer stereotakischen Operation mit einer Lasersonde dient. Es werden die Konstruktionsvorgaben und die Folgerungen für das Design des Mikroskops diskutiert und der realisierte Aufbau vorgestellt. Speziell entwickelt wurde sowohl die Optik, als auch die Elektronik und Mechanik des Mikroskops. Die zur Steuerung des Mikroskops programmierte Software hat neben der Bildaufnahme und -darstellung auch die Aufgabe, die Bewegungen der gesamten Sonde zu steuern und mit dem Mikroskop zu koordinieren. Messungen an Testobjekten zeigen die Funktion des Bildaufbaus während der Sondenbewegungen, und in ersten Tierexperimenten wurde gezeigt, daß die Auflösung des Mikroskops ausreicht, Blutgefäße mit relevanten Dimensionen darzustellen. Allerdings zeigte sich, daß der Blutgefäßkontrast noch zu gering ist, um einfach und sicher Gefäße auch eingebettet in Hirngewebe zu erkennen. Hierzu müssen kontraststeigernde Verfahren wie Mehrfarben-Differenzbilder oder Fluoreszenzfarbstoffe eingesetzt werden. Neben der Erprobung des Mikroskops wurde im Tierexperiment auch der Einfluß der Sondenbewegungen und der Spülung getestet.

Translation of abstract (English)

The present work describes the development of a confocal laser scanning microscope for observation of stereotactic interventions using a laser probe. Constructional requirements and conclusions of the microscope design were discussed and the realized setup was shown. Optics, electronics as well as mechanics of the microscope were specially developed. The software controlling the microscope was not only responsible for the data acquisition and visualisation, but also has to control the movement of the laser probe and to synchronise it with the microscope. Measurements of test objects shows the microscope function during probe movements. First animal trials shows the microscope resolution is sufficient to visualise blood vessels of relevant dimensions. But it shows also, blood vessel contrast is not sufficient for easy and reliable identification of blood vessels embedded in brain tissue. Therefore the use of multicolour differential imaging or fluorescence staining is needed to enhance. In addition to the microscope the influence of probe movements and rinsing was tested in animal trials as well.