CCM ELECTRONIC ENGINEERING entwickelt eine Methode zur Unterscheidung von Nanopartikeln mit bildgebenden Verfahren und Erkennung mittels Algorithmen. Grundlage bilden Aufnahmen von Teilchen mit Dunkelfeldmikroskopie. Ziel ist es, die Geschwindigkeit der Teilchen zu erfassen und ihre Größe nach dem Brownschen Bewegungsmodell zu bestimmen. Ricky Jacobsen beschreibt uns das Vorgehen.
Partikel werden vorgefiltert und beispielsweise über einem Mikrofluidik-Chip zu einem Mikroskop geleitet, das Dunkelfeldaufnahmen macht. Die Bilder zeigen deutlich Partikel, die Größe lässt sich jedoch nicht direkt bestimmen.
Bei CCM entwickelt Ricky Jacobsen einen Algorithmus, um die Bewegung einzelner Teilchen zu verfolgen. Im ersten Schritt wird der Hintergrund elektronisch gefiltert, um einzelnen Partikeln folgen zu können. Im zweiten Schritt werden die Partikel 'identifiziert' und der Algorithmus folgt den Partikeln unter Berücksichtigung der Nähe und Ähnlichkeit zwischen Teilchen in zwei Bildern (Abb. 1 und Abb. 2).
Diese Partikelverfolgung ist besonders anspruchsvoll, da die Teilchen sehr ähnlich sind und eine Mustererkennung nicht funktioniert. Ricky Jacobsen muss geeignete Parameter für die Auswahl der richtigen Partikel ermitteln. Sobald das Tracking einen Treffer hat, kann der Algorithmus die Partikelgeschwindigkeit bestimmen. Dies geschieht mit Hilfe der Brownschen Bewegungstheorie und daraus kann man anschließend die Partikelgröße bestimmen.
Um die erforderliche Erkennungsgenauigkeit zu erreichen, muss der Algorithmus viele Bilder verarbeiten, wodurch die erforderliche Menge an gespeicherten und verarbeiteten Daten erhöht wird.