@phdthesis{KaltdorfgebSchuch2019,
  author    = {Kaltdorf [geb. Schuch], Kristin Verena},
  title     = {Mikroskopie, Bildverarbeitung und Automatisierung der Analyse von Vesikeln in \(C.\) \(elegans\) und anderen biologischen Strukturen},
  doi       = {10.25972/OPUS-16062},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-160621},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Thema dieser Thesis ist die Analyse sekretorischer Vesikelpools auf Ultrastrukturebene in unterschiedlichen biologischen Systemen. Der erste und zweite Teil dieser Arbeit fokussiert sich auf die Analyse synaptischer Vesikelpools in neuromuskul{\"a}ren Endplatten (NME) im Modellorganismus Caenorhabditis elegans. Dazu wurde Hochdruckgefrierung und Gefriersubstitution angewandt, um eine unverz{\"u}gliche Immobilisation der Nematoden und somit eine Fixierung im nahezu nativen Zustand zu gew{\"a}hrleisten. Anschließend wurden dreidimensionale Aufnahmen der NME mittels Elektronentomographie erstellt. Im ersten Teil dieser Arbeit wurden junge adulte, wildtypische C. elegans Hermaphroditen mit Septin-Mutanten verglichen. Um eine umfassende Analyse mit hoher Stichprobenzahl zu erm{\"o}glichen und eine automatisierte L{\"o}sung f{\"u}r {\"a}hnliche Untersuchungen von Vesikelpools bereit zu stellen wurde eine Software namens 3D ART VeSElecT zur automatisierten Vesikelpoolanalyse entwickelt. Die Software besteht aus zwei Makros f{\"u}r ImageJ, eines f{\"u}r die Registrierung der Vesikel und eines zur Charakterisierung. Diese Trennung in zwei separate Schritte erm{\"o}glicht einen manuellen Verbesserungsschritt zum Entfernen falsch positiver Vesikel. Durch einen Vergleich mit manuell ausgewerteten Daten neuromuskul{\"a}rer Endplatten von larvalen Stadien des Modellorganismus Zebrafisch (Danio rerio) konnte erfolgreich die Funktionalit{\"a}t der Software bewiesen werden. Die Analyse der neuromuskul{\"a}ren Endplatten in C. elegans ergab kleinere synaptische Vesikel und dichtere Vesikelpools in den Septin-Mutanten verglichen mit Wildtypen. Im zweiten Teil der Arbeit wurden neuromuskul{\"a}rer Endplatten junger adulter C. elegans Hermaphroditen mit Dauerlarven verglichen. Das Dauerlarvenstadium ist ein spezielles Stadium, welches durch widrige Umweltbedingungen induziert wird und in dem C. elegans {\"u}ber mehrere Monate ohne Nahrungsaufnahme {\"u}berleben kann. Da hier der Vergleich der Abundanz zweier Vesikelarten, der „clear-core"-Vesikel (CCV) und der „dense-core"-Vesikel (DCV), im Fokus stand wurde eine Erweiterung von 3D ART VeSElecT entwickelt, die einen „Machine-Learning"-Algorithmus zur automatisierten Klassifikation der Vesikel integriert. Durch die Analyse konnten kleinere Vesikel, eine erh{\"o}hte Anzahl von „dense-core"-Vesikeln, sowie eine ver{\"a}nderte Lokalisation der DCV in Dauerlarven festgestellt werden. Im dritten Teil dieser Arbeit wurde untersucht ob die f{\"u}r synaptische Vesikelpools konzipierte Software auch zur Analyse sekretorischer Vesikel in Thrombozyten geeignet ist. Dazu wurden zweidimensionale und dreidimensionale Aufnahmen am Transmissionselektronenmikroskop erstellt und verglichen. Die Untersuchung ergab, dass hierf{\"u}r eine neue Methodik entwickelt werden muss, die zwar auf den vorherigen Arbeiten prinzipiell aufbauen kann, aber den besonderen Herausforderungen der Bilderkennung sekretorischer Vesikel aus Thrombozyten gerecht werden muss.},
  subject      = {Mikroskopie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Prinzing2012,
  author    = {Prinzing, Claudia Stefanie},
  title     = {Evaluation der intracochle{\"a}ren Lage von CI-Elektroden mit MRT-/CT-Bildfusion},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-69524},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {MRT und CT liefern komplement{\"a}re Informationen {\"u}ber die Strukturen der Cochlea. Um die genaue Lage der Elektrode nach Implantation eines CIs beurteilen zu k{\"o}nnen, wurden in der vorliegenden Arbeit pr{\"a}operative MRT-Datens{\"a}tze und postoperative CT-Datens{\"a}tze mit dem frei erh{\"a}ltlichen Programm "3D-Slicer" fusioniert. Nach 1350 erfolgten Implantationen am Universit{\"a}tsklinikum W{\"u}rzburg konnte bei 16 Ohren die Qualit{\"a}t der Fusion beurteilt und bei 15 Ohren die intracochle{\"a}re Lage der CI-Elektroden evaluiert werden. Die manuelle Fusion der Datens{\"a}tze wurde in einer reproduzierbaren Vorgehensweise umgesetzt und war der automatischen Registrierung {\"u}berlegen. Bildfusion und -analyse ließen sich umso pr{\"a}ziser und sicherer durchf{\"u}hren, je besser die Bildqualit{\"a}t und je k{\"u}rzer der zeitliche Abstand zwischen der Akquisition von MRT und CT waren. Da die Cochlea bei Geburt bereits ausgewachsen ist, war die Fusion selbst bei den Kindern m{\"o}glich, deren Sch{\"a}del in der Zwischenzeit gewachsen war. Aufgrund der seltenen Indikation eines postoperativen CTs und mangelnder Standardisierung der Bildgebung konnte eine Analyse lediglich bei 15 der insgesamt 1350 Ohren mit CI durchgef{\"u}hrt werden. In diesen F{\"a}llen ließ sich die Fusion jedoch sehr gut durchf{\"u}hren. Die Sicherheit bei der Beurteilung der Elektrodenlage nimmt in den einzelnen Abschnitten der Cochlea von basal nach apikal ab. Unabh{\"a}ngig davon waren die Entscheidungen f{\"u}r die Elektrodenlage in der Scala tympani mit einer gr{\"o}ßeren Sicherheit gef{\"a}llt worden als die f{\"u}r die Lage in der Scala vestibuli. Die genaue Elektrodenlage konnte im Rahmen dieser Studie zwar nicht anhand histologischer Schnitte bewiesen werden, jedoch stimmen die in den fusionierten Bildern analysierten Insertionsstellen mit den in den OP-Berichten dokumentierten Angaben {\"u}berein.},
  subject      = {Cochlear-Implantat},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schroeter2012,
  author    = {Schr{\"o}ter, Martin},
  title     = {Newton Methods for Image Registration},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-71490},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Consider the situation where two or more images are taken from the same object. After taking the first image, the object is moved or rotated so that the second recording depicts it in a different manner. Additionally, take heed of the possibility that the imaging techniques may have also been changed. One of the main problems in image processing is to determine the spatial relation between such images. The corresponding process of finding the spatial alignment is called "registration". In this work, we study the optimization problem which corresponds to the registration task. Especially, we exploit the Lie group structure of the set of transformations to construct efficient, intrinsic algorithms. We also apply the algorithms to medical registration tasks. However, the methods developed are not restricted to the field of medical image processing. We also have a closer look at more general forms of optimization problems and show connections to related tasks.},
  subject      = {Newton-Verfahren},
  language  = {en}
}
@misc{Fronczek2009,
  type      = {Master Thesis},
  author    = {Fronczek, David Norman},
  title     = {Integration of fluorescence and atomic force microscopy for single molecule studies of protein complexes},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-70731},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {The scope of this work is to develop a novel single-molecule imaging technique by combining atomic force microscopy (AFM) and optical fluorescence microscopy. The technique is used for characterizing the structural properties of multi-protein complexes. The high-resolution fluorescence microscopy and AFM are combined (FIONA-AFM) to allow for the identification of individual proteins in such complexes. This is achieved by labeling single proteins with fluorescent dyes and determining the positions of these fluorophores with high precision in an optical image. The same area of the sample is subsequently scanned by AFM. Finally, the two images are aligned and the positions of the fluorophores are displayed on top of the topographical data. Using quantum dots as fiducial markers in addition to fluorescently labeled proteins, fluorescence and AFM information can be aligned with an accuracy better than 10 nm, which is sufficient to identify single fluorescently labeled proteins in most multi-protein complexes. The limitations of localization precision and accuracy in fluorescence and AFM images are investigated, including their effects on the overall registration accuracy of FIONA-AFM hybrid images. This combination of the two complementary techniques opens a wide spectrum of possible applications to the study of protein interactions, because AFM can yield high resolution (5-10 nm) information about the conformational properties of multi-protein complexes while the fluorescence can indicate spatial relationships of the proteins within the complexes. Additionally, computer simulations are performed in order to validate the accuracy of the registration algorithm.},
  subject      = {Kraftmikroskopie},
  language  = {en}
}