Ja, ich denke wir meinen dasselbe.

Du hast aber 2 Synchronisationsmomente. Einmal die Übergabe von DataFrame von dem USB-Thread auf deinen Thread (das machst du in der CallBackMethode oder nach dem Waitforxxxobject). Und dann nochmal von deinem Thread an den MainThread. Und da das in dem Fall dieselbe Zuweisung ist müsstest du 3 Thread gleichzeitig synchronisieren. Am einfachsten wäre es wahrscheinlich, das ganze in synchronize (-Methode) auszulagern.
Man könnte auch selber mit Messages arbeiten (oder Critical Sections). Was hier günstiger ist, kann ich so nicht sagen.