Time is Money

Dipl.-Ing. Wolfgang Brühl, Produktmanager, Stereomikroskopie und Digital Imaging, Leica Mikrosysteme Vertrieb GmbH, Bensheim

Betrachten wir die traditionellen Vorgehensweisen wie sie in vielen Unternehmen noch anzutreffen sind. Zu untersuchende Teile werden visuell und unter dem Mikroskop begutachtet und zur Dokumentation mit Fotosystemen oder Kleinbildkameras auf Negativfilm belichtet. Der Film wird ins Labor geschickt und kommt nach Tagen entwickelt mit einem Satz Abzüge zurück. Hat man Pech sind die Bilder verwackelt oder fehlbelichtet. Dann beginnt der mehr oder weniger aufwändige Aufbau des Versuchsszenarios von vorne. Sind die Bilder dann im Hause, eilt es sehr: die Bilder müssen eingescannt und sofort an den Lieferanten geschickt werden. Zum Einkleben in den Bericht, der in drei Exemplaren vorliegen soll, braucht es noch mehrerer Abzüge eines bestimmten Bildes. Also wieder ins Labor …

Sind die Dokumente endlich fertig, geht’s ans Archivieren. Macht man es professionell, wandert der Bericht ins Archiv im Keller. Es wird eine Karteikarte angelegt und unter mehr oder weniger treffenden Kriterien in großen Schubladen versenkt.

Dass es auch anders geht, zeigt die Bilddokumentation mit digitalen Megapixel-Kameras, die inzwischen Qualitätsstandards erreicht hat, die dem traditionellen Negativfilm in nichts nachsteht.

Bei Auflösungen um 2048 x 1526 (3,2 Mpix) werden mit handelsüblichen Tintenstrahldruckern hervorragende fotorealistische Ausdrucke im Postkartenformat erreicht.

Sollen die Bilder trotzdem auf Dia oder Papier ausbelichtet werden, kann man sie via Internet ins Labor schicken und erhält am folgenden Tag Post mit den Abzügen. Der Hauptvorteil liegt aber darin, dass man das Bild mittels der Live-Vorschau am Computermonitor interaktiv so optimieren kann, dass die gewünschten Merkmale, z.B. ein Materialfehler, exakt und farbgetreu dargestellt werden. Durch die einfache menügesteuerte Bedienung mit sofortiger Erfolgskontrolle kommen auch weniger geübte Fotografen zu professionellen Ergebnissen.

Das Bild steht sofort zur Verfügung, kann ausgedruckt, via E-Mail verschickt, ggf. mit geeigneter Software beschriftet, vermessen oder auch vollautomatisch analysiert werden. Mit einer Bilddatenbank werden relevante Aufnahmedaten wie Vergrößerung, Mikroskop, Bearbeiter, Datum usw. mit den Bildern nach von Ihnen vorgegebenen Ordnungskriterien archiviert. Bei automatisierten Mikroskopen können die relevanten Eintragungen sogar automatisch erfolgen. Die Bilder Ihres aktuellen Projektes, und nur diese, sehen Sie verkleinert in einer Übersicht. Dort wählen Sie die interessanten aus und das Programm überträgt sie inklusive der gewünschten Datenfelder in einen MS-Word-Bericht. All das wird nebenbei und automatisch z.B. auf dem Firmenserver archiviert und unterliegt dort der regelmäßigen Datensicherung.

Worauf sollte man nun achten wenn man ein solches System beschaffen will? Bezüglich der Kamera sollte man nicht nur die maximale Pixelzahl im Auge haben.

Vielmehr ist wichtig, dass Sie im Bild die nötigen Details erkennen, die Dateigröße aber trotzdem in vernünftigem Rahmen bleibt. Elementar ist auch eine einfache und intuitive Bedienungsführung der Kamerasoftware: wer hat schon Zeit, dicke Handbücher zu lesen? Belichtungs- und Kontrastautomatiken führen Sie schnell zu einem akzeptablen Bild, fürs „Feintuning“ sollten diese Funktionen jedoch per Mausklick abschaltbar sein. Achten Sie auf non- proprietäre Softwareanbindung die vom Betriebssystem unterstützt wird, wie z.B. der TWAIN Standard, der für Scanner weit verbreitet ist. Dies ermöglicht, die Kamera aus jeder gängigen Software anzusprechen, die diesen Standard unterstützt.

Nicht jede Megapixelkamera digitalisiert die Bilddaten im Kamerakopf und überträgt die Daten digital. Analoge Signalübertragung zum Rechner ist aber störanfällig gegenüber elektromagnetischer Strahlung wie sie z.B. vom Transformator der Kaltlichtquelle ausgeht. Dies kann zu moireeartigen Bildüberlagerungen führen, die man erst bei näherem Hinsehen am vergrößerten Bild entdeckt.

Einkabelverbindungen, bei denen die Kamera durchs Datenkabel vom Rechner mit Strom versorgt wird, vermeiden Kabelsalat und erleichtern den Aufbau.

Setzen Sie auf non-proprietäre Übertragungsstandards wie z.B. HotLink oder Fire Wire. Das stellt sicher, dass auch bei Ausfall des Kameraherstellers Kabel und Rechnerschnittstellen „von der Stange“ verfügbar sind.

Möglicherweise wundern Sie sich über die Preisunterschiede professioneller Mikroskopiekameras. Hier ist ein Blick auf die Anwendung der Kamera erforderlich. Liefert das Objekt nur wenig Licht, z.B. bei Fluoreszenzaufnahmen, muss man Kameras maximaler Empfindlichkeit bei langen Belichtungszeiten einsetzen. Hier sind große, lichtempfindliche Pixel erforderlich und deshalb kommen besonders große und hochwertige Chips mit mittlerer Auflösung zum Einsatz. Um bei Belichtungszeiten von 60 und mehr Sekunden ein hochwertiges Bild zu erhalten verfügen diese Kameras zudem über eine aktive Peltier Chipkühlung und das ist kostenintensiv.

Bedient man sich der sogenannten „Pixel Shift“ Technologie, bei welcher der Aufnahmechip in der Kamera in Mikroschritten über dem Objekt bewegt wird, kann man die eigentlich widersprüchlichen Eigenschaften, hohe Auflösung und maximale Empfindlichkeit, auch kombinieren. Aufgrund der aufwendigen Mechanik und maximaler Qualitätsansprüche an eine solche Kamera befinden wir uns hier aber im obersten Preissegment. Um ein vernünftiges Preis-/Leistungsverhältnis zu erzielen, erweist es sich also als notwendig, die Kameraeigenschaften an den Applikationen auszurichten. Deshalb bietet Leica von der preiswerten Dokumentationskamera mit 3,2 Megapixeln bis zum HighEnd Modell mit 12 Megapixeln und max. 600 Sekunden Belichtungszeit insgesamt sechs unterschiedliche Kameramodelle an, die alle Möglichkeiten abdecken.

Eine gute Bilddatenbank erkennt man daran, dass sie sich an den Workflow in Ihrem Hause anpasst. Das heißt, Sie geben die hierarchische Struktur und Datenfelder vor und nicht die Datenbank. In der Praxis könnte das bei einer dreistufigen Implementierung so aussehen: in der ersten Ebene selektiert man einen Mitarbeiter. In der zweiten Ebene werden dann nur noch die Projekte angezeigt die dieser Mitarbeiter bearbeitet. Hier wählt man dann das gewünschte Projekt und schon werden die Projektdaten, zugehörige Bilder, Berichte und Informationen angezeigt. Ohne komplizierte Abfragen, mit zwei Mausklicks am Ziel. Eine Bilddatenbank ist eine Investition in die Zukunft, bereits nach kurzer Zeit beinhaltet sie eine Menge Informationen, die man nicht noch einmal eingeben möchte. Die Datenbank sollte deshalb skalierbar sein, d.h. wachsen können. Oft beginnt man mit einer Einzelplatzlösung, die sich dann auf Laborebene und Büroarbeitsplätze vernetzt. Aus Preisgründen basieren diese Lösungen meist auf MS Access. Spätestens bei firmenweiter Nutzung wird das Datenaufkommen dann so hoch, dass ein Umstieg auf ORACLE oder SQL-Server notwendig wird. Ein professionelles Produkt unterstützt das, ohne dass der Anwender eine Änderung in seiner täglichen Arbeit bemerkt. Die Unterstützung des „Floating License“-Konzepts ist eine weitere wichtige Eigenschaft. Sie ermöglicht die Installation der Software auf beliebig vielen Arbeitsplätzen einer Firma bei vertretbaren Kosten. Jeder angeschlossene Arbeitsplatz kann hierbei auf einen Pool von z.B. zehn Benutzerlizenzen zugreifen. Es können jedoch maximal zehn Mitarbeiter gleichzeitig damit arbeiten.

Die Datenbank sollte die Bilder in gängigen Bildformaten wie z.B. *.bmp, *.tif, *.gif, *.jpg, oder *.png an frei wählbaren Orten innerhalb des Netzes ablegen. Speichert die Datenbank die Bilder in einem herstellerspezifischen Format, sollten Sie bedenken, dass Sie auf Ihre wertvollen Bilder ausschließlich mit dieser Software zugreifen können.

Natürlich ist die Bilddatenbank auch Plattform zur komfortablen Nutzung der unterschiedlichsten modularen Erweiterungen zum Messen, Bearbeiten, Präsentieren und Analysieren der Bilder.

Die Leica Bilddatenbank bietet drei abgestufte Produktvarianten, die sich mit über 20 Zusatzmodulen optimal an alle Anforderungen anpassen lassen, mit immer der gleichen, an Office Pakete angelehnten Bedienoberfläche. Zu guter letzt soll natürlich, vom Mikroskop über die Kamera bis hin zu PC mit Soft- und Hardware, alles perfekt aufeinander abgestimmt sein und optimal funktionieren. Dabei ist es ratsam sich für einen Hersteller zu entscheiden der das gesamte System inklusive PC, Inbetriebnahme und Schulung liefern und supporten kann. So lässt sich vermeiden, dass bei Funktionsproblemen unterschiedliche Lieferanten einander die Schuld zuweisen und Sie im Regen stehen.

In der Praxis sind die Zeiteinsparungen durch die sofortige Verfügbarkeit der Bilder und der automatischen Archivierung schon gravierend, so dass sich der Einsatz der digitalen Bilddokumentation rechnet. Die Dienstleistungskosten im Labor entfallen ebenfalls. Schnelles Reagieren beim Auftreten von Qualitätsproblemen kann jedoch der entscheidende Wettbewerbsvorteil gegenüber Ihrem Konkurrenten und somit unbezahlbar sein. Die Frage lautet also nicht „Können wir uns ein solches System leisten,“ sondern es gilt zu prüfen ob man es sich leisten kann es nicht zu haben.