Aufgabenstellung
Die Elektrophorese ist ein elektrochemischer Vorgang zur Analyse von DNA Segmenten, wobei sich diese ortsabhängig mit unterschiedlicher Konzentration anreichern.
Im Rahmen des Diplomarbeitsprojektes soll ein bildverarbeitungsbasiertes System zur automatischen Analyse der DNA-Fragment-Konzentration entwickelt werden, welches im Rahmen von biomedizinischen Laborübungen eingesetzt werden kann.
Die Benutzung des Systems soll möglichst einfach und benutzerfreundlich gestaltet werden.
Zielsetzung
Ein Kamerasystem soll vollautomatisch hochwertige Bilddaten zur Analyse erfassen.
Bildverbesserungsalgorithmen sollen eingesetzt werden, um die Bilddatensätze mit optimalem Kontrast und gutem Signal-Rausch-Verhältnis in einer standardisierten Form zu erfassen.
Die DNA-Banden sollen automatisch detektiert, deren Intensitätsprofil errechnet und mit Referenzbanden verglichen werden.
Projektstruktur
Ergebnis
Realisierung eines kompletten Kamerasystems sowie der Anwendungssoftware.
Die Software soll die automatisierte Analyse effizient durchführen und qualitativ hochwertige Ergebnisse der DNA-Konzentration liefern.
Die Ausgabe soll benutzerfreundlich und anschaulich die aufbereiteten Ergebnisse anzeigen.
Details
Akquisition
Mittels eines eigens angefertigten Gehäuses wird eine optimale Aufnahmeumgebung hergestellt.
Die erzeugten Bildstapel werden zur weiteren Verarbeitung in der Entwicklungsumgebung MATLAB® eingebunden.
Verarbeitung
Die Verarbeitung der Bilddaten wird komplett in MATLAB® durchgeführt.
Mittels verschiedener Bildverarbeitungsalgorithmen wird einerseits eine optimale Darstellung der Bilder ermöglicht und andererseits eine zuverlässige Analyse der chemischen Parameter der detektierten Reaktion gesichert.
Verarbeitungskette
Resultat
Efficiency
Durch die komplette Implementierung in einer Entwicklungsumgebung.
Usability
Anschaulich und Übersichtlich dargestellte Analyse Ergebnisse.
Team
Philip Fischer
Bilderfassung
Vorverarbeitung
Maximilian Harrich
Bildanalyse
Benutzeroberfläche
Dipl.-Ing. Dr. techn. Pierre Elbischger
Hauptbetreuer
Bildverarbeitung
Mag. Stefan Amlacher
Zweitbetreuer
Biochemie