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光学显微镜的技术精选(九篇)

光学显微镜的技术

第1篇:光学显微镜的技术范文

关键词: 光声成像技术;光声显微镜;图像重构算法

中图分类号:TP2 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)0120008-02

光声成像技术是近年来发展迅速的一项新型医学影像技术,是采用“光激发声探测图像重建”的方法进行成像。它利用样品的内源性的光学吸收特性进行成像,因此能获得组织样品的结构图像和功能图像,同时也能获得光学能量沉积的三维分布。作为一种非侵害性的成像技术,光声成像既具备了光学成像技术的高分辨率、高对比度的特性,同时,也具备了声学成像技术的穿透深度高的特点。被广泛应用于血红蛋白、黑色素、脂质等光学吸收特性物质的探测及其分布的成像。为胸部/[1]、皮肤[2]、脑部[3]、心血管[4]、眼睛[5]等人体部位的组织、微小血管以及细胞成像提供了一种有力的工具。

本文将简单介绍光声成像技术的机理,并重点对国内外几种典型的光声显微成像技术作简要的介绍。

1 光声成像技术

光声成像技术,是基于光声效应的一种成像技术。当物质受到光照射后,所吸收的能量通过非辐射去激励的过程全部或部分转变为热量释放出去。如果入射光源是短脉冲激光或者周期性的强度调制光,物质内部将会产生周期的温度变化,使这部分物质及其邻近介质产生周期性的涨缩,因而产生声信号,这种声信号被称为光声信号[6]。对于光声技术的研究已经有了很长一段时间的历史。1880年Alexander Graham Bell首次观察到了光声效应,物体在吸收了调制光以后,从而产生了声波[7]。但是,直到十九世纪七八十年代,随着激光技术的发展,与光声效应相关的科学研究和技术才有了蓬勃的发展。这是因为,激光的单色性强、峰值能量大、方向性好等优点为光声信号的传感提供了有力的支持。

2 光声显微镜成像技术

随着光声成像技术的分辨率通过不同的方式得到提高,光声成像已经进入显微的领域,光声显微镜已经成为目前研究的热点之一。光声显微镜通常使用扫描的方式获得,而不需要复杂的重建算法。扫描的方式主要有两种,第一种是通过扫描一个聚焦的超声探测器以获取光声图像,这种方式被称为超声分辨率光声显微镜,它通过超声来进行定位,分辨率决定于超声换能器的带宽以及中心频率,分辨率能等达到15微米到100微米[8],由于利用超声进行定位,因此这种显微镜的成像深度能达到30毫米[9]。而第二种扫描方式是采用会聚的激光束进行扫描,通过这样的方式能达到光学分辨率的光声成像,它的分辨率取决于会聚激光束的衍射极限,因此它也被称为光学分辨率光声显微镜[10],但是由于这种方法通过光来定位,由于组织的散射的影响,它的穿透深度不如超声分辨率光声显微镜。

2.1 超声分辨率光声显微镜

典型的超声分辨率光声显微装置如图1所示,L.V.WANG等利用聚焦形超声传感器进行扫描成像[9]。在该系统当中,入射光束被照射到圆锥透镜上,使它被发散从而绕过了跟样品保持共轴的超声探测器,然后通过灯罩型的反射镜将它会聚到样品上,这样就保证了照射样品的均匀性。通过圆锥透镜以及灯罩型反射镜的会聚只充当照射作用,其作用与显微物镜的会聚作用不同,并不决定光声图像的空间分辨率。其成像原理是根据计算机同步信号,分别作X方向的B扫描和Y方向的B扫描,Z方向上的不同层析平面上的光声信号可以利用时间分辨技术在每个方向的B扫描的时候记录下来,当二维扫描完成以后,用计算机可以重构出样品的三维光声信号图像。成功研制成活体的功能光声成像,这种超声分辨率的光声显微成像系统得到了广泛的应用。

2.2 光学分辨率光声显微镜

L.V.WANG等利用高数值孔径光学物镜把激光会聚到样品表面从而获得接近光学分辨率极限的光声图像,分辨率达到0.2μm[9],并且能够获得细胞的光声图像。在此基础上,进一步提高探测灵敏度和成像速度,提出了第二代光学分辨率光声显微镜[11]。如图2所示。激光束通过一个偏菱形的透明棱镜会聚到样品表面,样品所激发的超声信号在偏菱形棱镜的内部进行两次反射,被超声传感器探测,这样的设计大大地提高了声探测的灵敏度。利用这套系统,他们对1.2mm深度的毛细血管进行了成像。

而H.F.Zhang,与C.A.Puliafito等[3]将激光扫描振镜技术引入了光学分辨率光声显微系统。在这种方法中,超声探测器的位置可以固定不动,利用激光扫描振镜将激光束在样品表面扫描,从而实现微米量级的无振动噪声的光声显微。如图3所示,激光通过二维扫描振镜直接在样品表面进行扫描,位置固定不动的超声探测器对每一点的光声信号进行探测,从而还原出二维的光声图像。利用这种成像机制,用光纤将后向散射的光子耦合到光学成像系统,则可以同时获得光声显微图像和后向散射光学图像[8],或者可以同时获得光声显微图像和光学相干层析成像图像。

3 结束语

光声显微镜是近年发展起来的一种新型的,具有广泛应用前景的光声成像技术。它依赖于生物样品内部的内源性吸收特性,可获得生物样品的结构和功能显微图像。目前光声显微成像技术已经取得了长足的进步。随着硬件(光源和声探测器)性能的提高和技术路线的改进,光声显微成像技术将在生物医学成像领域中取得更大的成就。

参考文献:

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第2篇:光学显微镜的技术范文

【关键词】 显微镜检验技术;基层;检验科

doi:10.3969/j.issn.1004-7484(s).2013.11.816 文章编号:1004-7484(2013)-11-6794-02

显微镜是基层检验科工作中常用设备之一,是临床诊断及生物学检查的重要检测器械,对疾病临床诊断具有重要指导意义。本文将对2012年2月――2013年2月期间我院进行治疗患者的新鲜晨尿80份作为研究对象,对比显微镜检验技术和全自动尿沉渣分析仪检测结果,其宗旨为加强显微镜检验技术在基层检验科的应用提供数据依据,现将结果报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2012年2月――2013年2月期间我院进行治疗患者的80份新鲜晨尿(血尿)20ml作为研究对象,且均经肾脏病理检查确诊为肾小球血尿。

1.2 方法 对所采集的新鲜晨尿平均分为两个试管,一试管采用UF-100全自动尿沉渣分析仪,并严格参照操作说明书进行检验,另一试管采用光学显微镜检验技术检验,具体操作如下:将标本采用离心机,以1500r/min速率离心5min后,去除上清液,取底部0.2ml带沉淀的液体,将保留液充分摇匀后均匀涂片镜检,高倍镜下将RBC和WBC分为20个视野进行观察,以平均数为统计量,低倍镜下对管型分为10个视野进行观察,以平均数为统计量。双人双盲法计算平均值,尿液标本在收集后2h内检测完毕。

1.3 观察指标 观察对比两组检验方法对红细胞形态检验结果及与肾脏病理的符合情况。

1.4 评价标准

1.4.1 UF-100全自动尿沉渣分析仪检测 参考Hyodo提供的参考标准:①非肾小球性血尿,80%红细胞前前向散光射强度(FSC)≤84ch,呈均一性红细胞;②肾小球性血尿,FSC≤126ch且84ch,呈非均一性红细胞;③混合性血尿,FSC介于两者之间。

1.4.2 显微镜检测 镜下血尿为每高倍视野均可见≥3个红细胞。①肾小球血尿,畸形红细胞80%,呈非均一性红细胞;③混合性血尿,介于两者之间。

2 结 果

全自动尿沉渣分析仪和光学显微镜对80份血尿标本进行检验并与肾脏病理比较,其光学显微镜肾小球血尿检出率为83.75%,明显高于全自动尿沉渣分析仪的67.5%,两种检验方法比较差异具有统计学意义,P

3 讨 论

随着医疗技术进步,先进检验设备逐渐应用于检验科,其自动化水平高,可简化操作流程,降低检验污染率,快速有效为临床提供检出结果,但因受干扰物等因素的影响,可能会出现假性结果或漏检,而应用光学显微镜检查,因其观察检验标本具有直观、简便、特异性好等优点,可显著提高检出率,具有较高临床检验价值。

本文研究中,收集临床数据资料作为加强显微镜检验技术在基层检验科应用的依据,分别采用全自动尿沉渣分析仪和光学显微镜对80份血尿标本进行检验并与肾脏病理比较,其光学显微镜肾小球血尿检出率为83.75%,明显高于全自动尿沉渣分析仪的67.5%,结果提示,全自动尿沉渣分析仪对血尿标本检查起到筛查作用,而显微镜检查相对来说才是“金标准”。尽管显微镜检查操作繁琐且操作要求较高,但临床检出率较高,为此临床应加强显微镜检验技术在基层检验科的应用,进一步提高检出率。

由此,本文将加强显微镜检验技术的临床应用体会总结如下:①加强对显微镜技术的重视,基础检验科检验人员应正确认识显微镜技术在临床诊断中的积极临床意义,由于显微镜下形态学涉及血液、体液、微生物学及免疫学,为此工作人员应熟悉掌握检验医学各个亚专业及特点,如对高菌群失调引起的腹泻诊断中,显微镜下直接涂片后即可做出初步诊断,并将分泌物进行培养检验,即可发现致病菌株,对临床针对性用药具有重要临床价值;②摒弃对显微镜检验消耗时间、人力、精力的错误观点,使其认识到显微镜检测阳性细菌结果明显并其他先进仪器检测更为准确等优点,定期开展显微镜临床应用知识培训,正确引导使用显微镜的技巧,积累工作经验,以此加强检验工作人员的业务能力及检验技能,并提高显微镜检验准确率;③医院及检验科领导加强对检验科质量监督,要求检验人员严格遵守显微镜检测流程,对全自动尿沉渣分析仪等先进仪器检验后,再应用显微镜技术复查,确保检验结果准确性,为临床诊断及治疗提供理论支持。

综上所述,显微镜检验技术是基层检验科不可缺少的重要检验工作环节,积极加强显微镜检验技术的应用,促进科学、规范化显微镜检验,对提升医学形态学检验水平有重要的临床价值。

参考文献

[1] 陈雪,王帅,翁亚光,等.基层卫生院政府配送设备使用情况及影响因素分析――以重庆市基层检验科为例[J].现代预防医学,2011,13(01):147-149.

[2] 潘秋亚.显微镜下尿液沉渣的临床检验分析[J].健康必读(中旬刊),2013,6(1):183-185.

第3篇:光学显微镜的技术范文

关键词: 显微; 共聚焦显微技术; 激光扫描共聚焦; 碟片共聚焦; 结构光

中图分类号: TH 742文献标识码: Adoi: 10.3969/j.issn.10055630.2013.01.009

引言普通的显微镜在获得聚焦处信息的同时也获得离焦处的信息,该离焦信息会影响观察到的图像,其效果犹如在聚焦处铺上了一层“薄纱”,大大降低了图像的对比度。所谓的共聚焦显微镜,可以尽量多地抑制聚焦处之外的杂散光,以保证获得的图像仅仅来自样品聚焦处的信息,即像面和观察面是完全“共轭”的,去除了“薄纱”的影响,对比度更高,且可分层获得样品的信息,也就是光学共聚焦图像,获得样品多幅连续的共聚焦图像,即在不破坏样品的情况下可用这些二维共聚焦图像重建出样品的三维图像,非常适合于活体观察,并已成为生物医学、材料科学和半导体等领域的重要研究工具。目前除了传统的激光扫描共聚焦显微镜(laser scanning confocal microscopy,LSCM)之外,还有碟片共聚焦显微镜(spinningdisk confocal microscopy,SDCM)和结构光显微镜(structured illumination microscopy,SIM)。1激光扫描共聚焦技术原理及其特点[1]激光扫描共聚焦显微镜,是在普通显微镜的基础上增加了“共聚焦技术”和“激光扫描技术”。共聚焦技术,就是在共聚焦显微镜图1LSCM的原理

Fig.1Principle of LSCM的光路中设置了两个共聚焦针孔,即照明针孔和探测器针孔,并与样品上的聚焦点共轭。具体原理如图1所示,激光光源发出的激光束,通过照明针孔后成为点光源,经物镜成像在样品上为一个聚焦点,从聚焦点发出(或反射)的光反方向经物镜成像在探测器针孔处,也就是说,放置在探测器针孔后面的探测器只能接收来自聚焦点的光,减少了非聚焦处杂散光的干扰,从而提高获得图像的对比度。这就是一个点物体的共聚焦成像原理,需要配合对样品的逐点扫描才能实现样品的二维共聚焦成像。一般采用激光扫描技术实现对样品的二维扫描成像,即在光路中安装两个检流镜,其转动角度可控制,分别用于控制光束对样品进行X和Y方向的逐点扫描成像,以获得样品某个深度的共聚焦图像,改变载物台的轴向(Z方向)位置,并获得一系列样品不同深度的共聚焦图像,即可在不破坏样品的情况下对样品进行三维重建,实现样品的三维观察。LSCM的横向分辨率接近于普通显微镜的2倍,轴向分辨率可达到几百纳米。虽然如此,但由于存在共聚焦针孔,抑制了绝大部分的杂散光,使得探测器接收到信号很微弱,需要高灵敏度的光电倍增管PMT作为探测器,但其量子效率低,获得的图像信噪比低;另外,由于采用逐点扫描成像,成像时间长,结构也比较复杂,还需要高成本的激光作为光源。光学仪器第35卷

第1期陈木旺:浅谈共聚焦显微技术

第4篇:光学显微镜的技术范文

17世纪初的一天,荷兰小镇的一家眼镜店的主人利伯希(HansLippershey),为检查磨制出来的透镜质量,把一块凸透镜和一块凹透镜排成一条线,通过透镜看过去,发现远处的教堂塔尖好像变大,拉近了,于是在无意中发现了望远镜的秘密.1608年他为自己制作的望远镜申请了专利,并遵从当局的要求,造了一个双筒望远镜.据说小镇好几十个眼镜匠都声称发明了望远镜,不过一般都认为利伯希是望远镜的发明者.望远镜发明的消息很快在欧洲各国流传开了,意大利科学家伽利略得知这个消息之后,就自制了一个.1609年,伽利略首先将望远镜应用于观察天空.60年后,英国科学家牛顿以反射面镜(牛顿式望远镜)取代易产生色差的透镜式望远镜.之后,许多伟大的天文学家利用精心研究、改进设计的光学望远镜,不断地带来了令人振奋的星空新发现,也掀起一阵阵观测与科研的热潮.这些,大大地开拓了人类对自然景观视野,更带领人类走出文明黑暗的时代.

望远镜由物镜和目镜组成,接近景物的凸形透镜或凹形反射镜叫做物镜,靠近眼睛那块叫做目镜.远处景物的光源视作平行光,根据光学原理,平行光经过透镜或球面凹形反射镜便会聚焦在一点上,这就是焦点.焦点与物镜距离就是焦距.物镜把来自远处景物的光线在它的后面会聚成倒立缩小了的实像,相当于把远处景物一下子移近到成像的地方,而这景物的像又恰好落在目镜的前焦点处,这样对着目镜望去就好像拿放大镜看东西一样,可以看到一个放大了许多倍的虚像,这样很远很远的景物在望远镜里看来就仿佛近在眼前一样,看得特别清楚.

望远镜根据光学原理可分成折射式天文望远镜、反射式天文望远镜两大类.折射式望远镜分为两种类型:由凹透镜作目镜的称为伽利略望远镜;由凸透镜作目镜的称为开普勒望远镜.折射式望远镜常见的有棱镜双筒望远镜,因为它镜筒短、视野大,携带方便,常用于军事和野外考察;反射式望远镜是用凹面镜作物镜用凸透镜作目镜的望远镜,可分为牛顿望远镜、卡塞格林望远镜、格雷果里望远镜、折轴望远镜几种类型,主要用于天文台观察天体,目前最大的反射镜口径已达6m,整个望远镜竟有十层楼房那么高!用它观察天体可达100亿光年(约94600亿千米)之外,可以看见的星星数目有几十亿颗之多!如今在太空轨道运行的哈勃望远镜是有史以来最大、最精确的天文望远镜,它上面的广角行星相机可拍摄到几十到上百个恒星照片,其清晰度是地面天文望远镜的10倍以上,其观察能力等于从华盛顿看到1.6×107m外的悉尼的一只萤火虫.新一代的太空望远镜也在积极筹划研制中.

大家都知道,在人类同疾病作斗争的历史上,找到像痢疾菌、伤寒菌、爱滋病病毒、非典病毒等样本是找到抑制或杀死这些细菌或病毒的关键,可是我们肉眼是看不到它们的,这就需要一副神奇的眼睛来看清微观世界!显微镜的发明就是给了人类这副神奇的眼睛.

显微镜是一种使微小物体成放大虚像的透镜系统,是人类认识物质微观世界的重要工具,是现代科学研究工作不可缺少的仪器之一.最简单的显微镜为单显微镜,俗称放大镜.通常我们所说的显微镜是复显微镜的简称,用以观察极微小的物体.显微镜的工作原理为:将物体置于物镜焦点稍外,得到倒立、放大的实像在目镜的焦点稍内处,再经过目镜折射产生放大虚像在人眼的明视距离处,如上图所示.

第5篇:光学显微镜的技术范文

【关键词】 复杂性输尿管上段结石; 中重度积水; 两种微创手术

中图分类号 R693 文献标识码 B 文章编号 1674-6805(2016)7-0043-02

输尿管结石疾病为临床较为常见疾病,随着微创手术的不断发展,已成为临床治疗泌尿系结石的重要方案,目前传统手术已逐渐被微创手术取代[1-2]。但目前临床上对复杂性输尿管上段结石并肾中重度积水采用何种治疗方案仍无统一标准。本文通过对笔者所在医院收治的160例复杂性输尿管上段结石并肾中重度积水患者进行分组,讨论两种微创方法治疗复杂性输尿管上段结石合并肾中重度积水的意义,现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取笔者所在医院2013年5月-2015年5月治疗的160例复杂性输尿管上段结石并肾中重度积水患者进行随机分组,分为试验组、对照组。其中试验组男45例,女35例,年龄26~65岁,平均(45.19±3.02)岁,左侧42例,右侧38例,病程为2个月~2年,平均(0.87±0.13)年;对照组男43例,女37例,年龄25~64岁,平均(46.27±3.16)岁,左侧40例,右侧40例,病程为2个月~2.5年,平均(0.91±0.16)年。本研究经院伦理委员会批准,患者家属均自愿参与。两组患者一般资料比较差异均无统计学意义(P>0.05),具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 试验组 试验组应用微创经皮肾镜钬激光碎石术治疗,给予腰硬联合麻醉,患者先采取截石位行患侧输尿管逆行插管留置,并插尿管接引流袋固定,尿管持续开放至手术结石[3]。再取俯卧位,穿刺方法采取超声引导法,建立经皮肾镜操作通道(18#),建立通道后以李氏肾镜等渗液灌注观察,经肾盏肾盂进镜至输尿管上段,寻找到结石后,以科医人钬激光(光纤550 μm,设置功率2.0 J/15 Hz)烧灼粉碎结石,并将结石冲出,清除结石后安置6#双“J”管。术后留置18#肾造瘘管并夹闭,回病房卧床后再持续开放[4]。

1.2.2 对照组 对照组患者给予经尿道膀胱输尿管镜下钬激光碎石术治疗,患者取截石位,给予腰硬联合麻醉,取狼牌输尿管镜进镜输尿管上段寻找到结石后,以科医人钬激光(光纤550 μm,设置功率2.0 J/15 Hz)烧灼粉碎结石,并将结石冲出,留置6#双J管和尿管。

1.3 观察指标

观察比较两组患者手术时间、术中出血量、住院时间、残石率、并发症发生率、患者满意度和二次手术率差异。并发症发生情况包括:输尿管穿孔、感染、肾盂撕裂等。二次手术指术后一个月左右复查泌尿系平片,发现残留结石再次排至输尿管,需进行体外冲击波碎石或再进行输尿管镜下钬激光碎石。

1.4 统计学处理

采用SPSS 15.0软件对所得数据进行统计分析,计量资料用均数±标准差(x±s)表示,比较采用t检验;计数资料以率(%)表示,比较采用字2检验,P

2 结果

对照组在手术时间、住院时间、术中出血量有优势,但试验组患者残石率和二次手术率明显低于对照组,一次碎石成功率和满意度明显优于对照组,两组比较差异均有统计学意义(P

3 讨论

输尿管上段结石治疗方法多样,临床医生多结合输尿管结石位置、大小和肾功能状况选择适宜的治疗方案。输尿管镜技术是在人体自然通道中操作,手术具有创伤小、出血量少、恢复快等特点,但在处理上段结石合并肾中重度积水患者过程中可能出现结石上移,增加残余结石率,甚至需要二次手术[5-6]。部分患者因输尿管狭窄、迂曲甚至无法进镜到达结石,更有甚者因强行进镜导致输尿管撕裂穿孔等[7]。由此患者产生不满。患者不满主要表现为对结石残留不满意,对医院医生的技术能力表示质疑,担心残留结石对今后有影响,对二次手术的费用不愿意全部承担,甚至可能产生医疗纠纷。另外结石残留及二次手术,对医院的美誉度产生不良影响。

而微创经皮肾镜下钬激光碎石术具有一次碎石清石成功率高、残留结石少等特点,在治疗输尿管上段结石时可解决因结石上移引发结石残留而需要二次手术的缺点,同时由于患者输尿管上段结石合肾中重度积水,只要手术者技术成熟,并不会增加手术风险及并发症的发生率[8-10]。本研究显示,试验组患者残石率和二次手术率与对照组比较明显低,一次碎石成功率和满意度明显改善,两组比较差异均有统计学意义(P

综上所述,输尿管镜和微创经皮肾技术性钬激光碎石术在治疗复杂性输尿管上段结石中各有优势,输尿管镜技术可缩短手术时间及住院时间,但可能会增加残石率及二次手术率,从而可能引发患者的不满甚至纠纷,并影响医院科室的美誉度。而针对复杂性输尿管上段结石并肾中重度积水患者采用微创经皮肾镜钬激光碎石术是安全有效的,同时可提高单次碎石成功率、降低残石率,有效避免二次手术,同时提高患者满意度及医院的美誉度。因此,临床上应结合患者及手术者的技术情况采取适宜治疗方案。对于复杂性输尿管上段结石并中重度积水患者,若术者技术成熟,则建议采用微创经皮肾镜下钬激光碎石术。

参考文献

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第6篇:光学显微镜的技术范文

生物体微弱磁共振测定技术

生物及物质均带有极其微弱的磁场,这种磁场是电子绕原子核旋转时产生。人也如此,这种磁场可以形成一定的波形。微磁共振测定分析仪(叉称量子分析仪)可将生物体及物体的标准磁场波形计算出并编成代码,储存于共振分析仪中。检测时,仪器感应并收集样本的微弱磁场信息,将该磁场波形与仪器中储存的标准磁场波形进行分析、比较,计算出异常数据。如果被测对象磁场没有混乱,则显示该波形的数据在正常范围;如果有病变,用量化数值表示其轻重程度。

只需人体200根短发,即可用生物体微弱磁共振测定技术进行亚健康程度的测定。在此之前,亚健康一直是个模糊的概念。因为头发中存在着蕴涵身体状态信息的电磁场,即使被剪下,头发中的电磁场依然可以释放、传递电磁波。头发中的电磁渡虽微弱,但灵敏的微磁共振测定分析仪依然可以把它捕捉、记录下来。仪器记录下人头发中的电磁波信号后,立即把它变成电磁波能量信息图,医生把这张图与早已设定好的标准图进行对比,就可以发现这个人的身体哪里出了毛病、处于何种状态。这项检测技术始于欧美,通过头发可以得到的身体状况指标达3000多项,但用于亚健康状态检测则只需15大项、67小项,包括疲劳状态、压力指数、情绪指数等。可查出情绪正常还是有焦虑、抑郁等。例如,焦虑的正常指数为50~100。如检测值为100以上,提示存在焦虑状态。可对心血管、神经、内分泌、消化等系统进行监测,例如:营养平衡时,碳水化合物正常指数为40-100;检测值如超过100,说明被测者体内碳水化合物失衡,提示近期该物质摄入不足。

胶囊内镜检测

胶囊内镜检测技术的适应证有:不明原因的消化道出血,经上下消化道内镜检查无用性发现者;其他检查提示的小肠影像学异常;各种炎症性肠病,但不含肠梗阻者及肠狭窄者;无法解释的腹痛、腹泻;小肠肿瘤(良性、恶性及类癌等);不明原因的缺铁性贫血等。

胶囊内镜检测技术全称为智能胶囊消化道内镜系统,又称医用无线内镜。受检者通过口服内置摄像与信号传输装置的智能胶囊,再随身携带图像记录仪,就能开始内镜检查,无需麻醉,不耽误正常的工作和生活。胶囊随着胃肠的运动沿着胃十二指肠空肠与回肠结肠直肠的方向运行,同时对经过的腔段连续摄像。并以数字信号的形式传输图像给病人体外携带的图像记录仪进行存储记录,通常情况下智能胶囊吞服8~72小时后就会随粪便排出体外。医生利用体外的图像记录仪和影像工作站,了解受检者的整个消化道情况。从而对其病情做出诊断。

微创外科技术

微创外科是21世纪医学发展的三大主流之一,运用腹腔镜手术治疗肝胆胰脾疾病最为常见。腹腔镜与电子胃镜类似,是一种带有微型摄像头的器械,腹腔镜手术就是利用腹腔镜及其相关器械进行的手术:使用冷光源提供照明。将腹腔镜镜头(直径为3~10毫米)插入腹腔内,运用数字摄像技术使腹腔镜镜头拍摄到的图像通过光导纤维传导至后级信号处理系统,并且实时显示在专用监视器上。然后医生通过监视器屏幕上所显示患者器官不同角度的图像,对病人的病情进行分析判断,并且运用特殊的腹腔镜器械进行手术。腹腔镜手术多采用2~4孔操作法,其中一个开在人体的肚脐眼上,避免在病人腹腔部位留下长条状的伤疤,恢复后,仅在腹腔部位留有1~3个0.5~1厘米的线状疤痕。可以说是创面小、痛苦小的手术,也有人称之为“钥匙孔”手术。腹腔镜手术的开展,减轻了病人开刀的痛苦,缩短了病人的恢复期,还降低了患者的支出费用,是近年来发展迅速的一个手术项目。

第7篇:光学显微镜的技术范文

(1)课标分析:课标中针对该内容无具体要求.

(2)教材分析:透镜对光的作用和凸透镜成像是本章的核心内容,本章所有教学内容都是围绕这个核心展开的.显微镜和望远镜是凸透镜成像规律内容的拓展.学习本节知识有利于学生加深凸透镜成像原理的理解,开阔眼界,切身体会到“从生活走向物理,从物理走向社会”的紧密联系.“视角”深入了内容的学习.“探索宇宙”的内容可以让学生体会到物理知识、技术的应用在科学史发展上的作用,广袤的宇宙是留给学生无限想象、探索的空间.

2学习者分析

(1)需求分析:对“凸透镜成像”的升华是思维深层次发展的需求,对宇宙未知的探索是学生本能的向往.

(2)学情分析:学生已学过透镜对光的作用及凸透镜成像规律,有一定理解本节内容的基础,但熟练度还不够,显微镜、望远镜的成像原理比较抽象,学生在理解上会有些困难,教学中要注意梯度的设计来化解思维的“断层”.教学中巧解“视角”来消除生活中的错觉.

3设计理念

本节课始于重温发明,在“做中学”、“玩中学”的情境中展开学习,利用“实验+推理”的模式探究望远镜的成像原理,巧用“变式”思维过渡到显微镜成像原理的发现并延伸.通过错觉生成“视角”问题,并由一系列有趣的图片来突破该难点,并用视角的知识来解读望远镜和显微镜的工作原理.“探索宇宙”的教学中注重科学发展史、科学事实的修正、物理知识与技术在科学发展中的作用等情感、态度与价值观的渗透.最终使学生在本节课的学习中能学以致用,开阔眼界,拓展思维,提高科学素养.

4教学目标

(1)知识与技能目标:了解显微镜和望远镜的结构和原理.

(2)过程与方法目标:重温发明过程,体验发现历程,学习组合的发明方法;通过对显微镜和望远镜成像原理的探究,体会“实验+推理”的方法;通过“视角”图片的分析,培养分析、概括、归纳、对比的能力.

(3)情感态度与价值观目标:通过“做中学”、“玩中学”,使学生乐于实验研究,体验科学就在身边;初步认识科学技术对于社会发展和人类生活的影响;通过“探索宇宙”渗透物理知识与技术在科学发展史上的作用,关心科技发展.

5教学重点和难点核心问题――光的折射规律及其实验.随堂练习部分是需要用折射规律作图的两个题目. 6教学方法

启发式教学法、探究法、任务驱动法.

7教学媒体

多媒体课件、显微镜、望远镜;凸透镜A,焦距3 cm;凸透镜B,焦距12 cm;刻度尺、挂钟、放大镜、水、玻璃板.

8教学过程设计

(1)创设情境,导入新课

[教师活动]讲故事《游戏打开科学大门――望远镜的发明》.故事内容:1609年荷兰的密特西波奇城的眼镜店里,几个小孩在玩眼镜片,当把两个镜片一前一后地举在眼前,透过镜片向远处望去,突然发现远处的礼拜堂的尖塔,突然变近啦(图1)!老板汉斯就此发明了望远镜.

[学生活动]重温过程,亲自体验并观察墙上的挂钟.器材:凸透镜A,焦距3 cm;凸透镜B,焦距12 cm.学生体验、重温这个过程.成功体验到望远镜效果的同学谈技巧,不成功的同学进行修正.

[设计意图]故事导入新课,吸引学生.重温发明过程,体会发明就在身边.从“玩中学”、“做中学”,体会学习乐趣.

(2)学习任务一:望远镜(由两个凸透镜组成)的原理

[教师活动]布置探究望远镜的成像原理.方法:在体验望远镜的基础上,估测、测量三个数据,再结合光路图进行分析(图2).媒体播放望远镜的使用视频.

[学生活动]根据任务导学单完成探究,得出结论:望远镜的物镜相当于“照相机”,目镜相当于“放大镜”.

[设计意图] 该探究是故事的延续,体现了由粗到精,由现象到本质的过程.体会“实验+推理”的方法.

(3)学习任务二:显微镜的原理

[教师活动]让学生尝试一下把凸透镜的位置互换观察书上的字.(显微镜的“模型”)播放显微镜的使用视频,引导学生结合光路图分析显微镜的原理.对比两种不同的显微镜.

[学生活动]根据任务导学单完成探究,得出结论:显微镜的物镜相当于“投影仪”, 目镜相当于“放大镜”.

[设计意图] 利用“变式”思维提出新问题.对比学习身边的物理.

(4)学习任务三:视角、探索宇宙

[教师活动] 设置问题:平面镜是成等大的像,当我们从远处走面镜时,却有像变大的错觉,为什么?根据图3分析,远处看平面镜中的像,视角,看不清楚.近处看平面镜中的像,视角,看得清晰.(“大”或“小”)

[学生活动]归纳结论:(1)视角越大,对物体的观察越清楚;(2)视角的大小不仅与物体的大小有关,还与物体到眼睛的距离有关.

[教师活动]引导学生分析两幅独特视角的图片,图4和图5.象图2中,真实的太阳比人大得多,但人离我们近,所以看人的视角,看得清晰,看太阳的视角,看不清楚.(“大”或“小”)提问:要看清物体可以从哪些方面入手?

[学生活动]归纳:增大视角的方法(1)把物体放大;(2)把物体移近.

[教师活动]提问:望远镜、显微镜增大视角的方法.(小组讨论)

[学生活动]归纳:望远镜增大视角的方法:物镜把物体的像移近,目镜再把物体的像放大.

显微镜增大视角的方法:把物体的像放大再放大.

[教师活动]播放有关宇宙的图片视频资料,揭示宇宙的天体系统层次.引导学生认识到物理知识与技术在对宇宙认识发展中的作用.关注科技发展.

[设计意图] 从生活中的错觉出发,激发学生的求知欲望.通过对“非常”图片的分析,浅显易懂地突破难点.学以致用,用视角知识来分析望远镜和显微镜,对它们的认识上升到另一个高度.

(5)自我总结,畅谈收获

显微镜望远镜(6)课后活动与探究任务

①查找资料,如图6,了解用凹面镜作物镜的望远镜是怎么成像的?

②分析图7两款照相机的区别.

③巧用视角来拍摄有趣的相片(如“牛人吃太阳”),尝试一下吧.

④了解一下最新的显微、望远技术.如电子显微镜、隧道显微镜、射电望远镜等.

⑤尝试自制显微镜或望远镜.

[设计意图]这是可持续发展的课堂.能拓展知识,培养创新能力、动手能力,进行与时俱进、现代意识教育,体会生活与物理是紧密结合的.

9板书设计(略)

10教学反思

第8篇:光学显微镜的技术范文

研究人员演示了一段约20 h的果蝇胚胎发育视频。在视频中,生物结构逐渐出现,从一小团简单的细胞簇慢慢变长,变成上万个细胞紧紧挤在一起的拉长的小胚胎,然后在新形成的肌肉收缩舒张下开始颤动,此时胚胎仅有0.5 mm长。此外,论文中还有一段果蝇胚胎中枢神经系统完整的发育视频,跟踪了单个细胞发育出感觉器官、脑叶及其他结构的过程,由于分辨力足够高,还能看到神经轴突尖端迅速变化。

发明该技术的珍妮莉娅法姆研究学院的菲利普・凯勒说,要理解一个单细胞怎样变成了复杂的组织,真实看到这一过程非常重要。传统光学显微镜速度太慢,无法跟踪细胞在生命初期的迅速变化,也容易破坏一个活胚胎,只能通过把多阶段、多组织的照片拼在一起,才能推测发生的变化,但“细胞分裂重组每次都不一样,这种观察方法可能会产生误导”。

新技术基于一种高速非侵入式光学显微镜,称为SiMView光层显微镜,能从4个角度同时拍摄图像,不仅能跟踪细胞运动,还能对发展过程进行数量分析。该显微镜由凯勒小组和德国的欧洲分子生物实验室合作开发,攻克了传统光学显微镜的两个难题:一是光源对样本造成的伤害,二是对海量数据进行处理分析。

大部分光源都会伤害细胞,使其中的荧光标记消失。研究小组设计的照明技术是一种激光扫描层,一次照射样本极薄的一层以减少伤害,由探测仪记录下被照亮的部分。光层来自两个相反方向,并用两个探测仪来探测荧光,照明与探测相结合,提供了4个不同的观察角度。不仅能避免由于光散射而造成的模糊,还将图像采集速度提高了50倍。

要让照亮样本和探测荧光在时间、位置上协调一致,时机吻合极为重要,光层交叉通过会造成图像模糊,发光间隔仅几毫秒。为了保持精度,SiMView还安装了实时调节的电子系统。

第9篇:光学显微镜的技术范文

关键词:显微镜技术;纸质文物;修复;应用

前言:显微镜是利用光学的原理来辨识肉眼难以看清的物质,从而了解物质的细小结构以及微观面貌。纸质文物的修复工作当中,需要文物工作者了解纸质文物的材质和构造,并充分把握纸质文物的坏损情况。只有通过现代的显微镜辅助,才能够实现对纸质文物的结构把握,从而使纸质文物的修复工作得以顺利进行。

一、显微镜分析技术概述

传统的纸质文物修复工作过程中,文物工作者都是凭借自身对于文物修复的经验来对纸质文物的材质以及破坏程度等进行检验[1]。用人工的手段所进行的判断受到主观意识的影响容易出现偏差。例如,在修复文物的过程中,工作者判断需要修复的文物材质的主要用料是竹纸。并且断定该文物的损坏是受到外力的造成的断裂,那么工作者将会采用竹纸等修复用纸来完成修复工作。但实质上,该文物的材质并不是竹纸,如此就会在修复的过程中由于用错了反应试剂而造成纸质的破坏。显微镜的使用能够使文物工作者在鉴定文物的材质过程中了解到纸质文物的真实纸质,并在对其所进行的修复过程中,选择出正确的修复试剂。在显微镜技术的分析下,文物工作者能够了解到纸质文物的造纸工艺以及纸质原料,还能够使用该部分研究数据来为修复工作提供参考和借鉴[2]。

二、现代显微技术在纸质文物修复中应用实验

(一)实验准备工作

首先,选择省博物馆中所收藏的善本残片作为样本。根据鉴定,一号样本属于清代雍正年间,从书叶总选取出来。二号样本属于南宋时期,从书皮的位置选择出来,该样本的边缘位置受到了蛀虫的破坏。三号样本属于明朝嘉靖年间,也是从书叶中提取出来。四号样本的年代并为鉴定出来,取自善本的卷尾,该善本为敦煌遗书的残片,样本的边缘因年代久远而又疏于保存促使边缘位置受到磨损而变薄[3]。

处理准备好实验的样本以外,还需要准备好实验需要用到的一起。该实验选择了型号较新的纤维分析仪器,用于分析纸张的材质。分析仪器中已经安装了能够分析纸张纤维整体图像的相关软件,能够用于纸张的自动化测量。除此之外,研究者还选取了现代最新型号的显微镜、PH计、纸张测厚仪以及产于瑞士的分光白度仪。

(二)实验方法

实验主要是为了分析样纸的外观、物理化学性质的相关检验数据以及纸张的纤维特性。在纸张的外观测量过程中,研究者已经就样纸的外观情况进行了细致的观察。通过目测可以看出纸张的颜色纸张所含有的杂质以及纸张的匀度,并利用白度测量仪来测量出样纸的具体白度数值。通过触摸,可以感觉到样品纸张的手感是否平滑。

在样品纸张的物理以及化学性质的实验当中,研究人员首先采用了方格剂量的方法测量了实验用纸的面积,并使用厚度测量仪检查了样纸的厚度。研究人员使用PH值的测量仪器仔细的测量了样纸的表面PH数值,并对样品纸张是否具有一定的抗水性进行了研究[4]。使用滴管将水滴入到样纸上,观察水珠的扩散程度和扩散速度,如果水珠扩散速度较快,证明样品纸张并没有较强的抗水性,反之,纸张具有不扩散的特点。

在纸张的纤维性实验当中,研究人员需要观察纸张的结构特征,并对其所含有的纤维特性进行测量。首先,将物质涂料添加到样品纸张当中,并采用现代的显微镜技术来观察纸张的浅层表面。在样品纸张的表面添加填料,以此来改变样品纸张的表面光滑性。研究人员利用显微镜来观察纸张的纤维种类,记录纸张的纤维材质,了解样品纸张的造纸原料和造纸工艺。研究人员还要根据测绘软件来对样品纸张的配比进行测量,从而了解纸张的长度、宽度以及纤维的具体配比。

(三)实验结果

在上述实验当中,研究人员已经根据对纸张的测量和实验来得出了实验的测量数据。根据数据,研究人员已经能够充分了解到显微镜技术在文物修复工作中的具体应用[5]。

表一 实验样品性质

实验测量结果表明,事先选取的一号样本纸张的颜色呈现出浅黄色,纸质的厚度比较薄,但均匀度较好。纸张内掺杂了较多的杂质,其杂质的主要材质是纤维束、一号样品的PH值较低,证明该样纸已经遭受到了严重的算话腐蚀。从显微镜中可以观察到该样纸的表面已经涂了一层胶料。二号样纸的情况与一号样纸不同,该样品的表面呈现出黄色,且纸张的厚度适中。该样纸的质地较为紧密,均匀度也比较好。样纸本身含有的杂质较小并且用手触碰较为光滑。从显微镜中可以观察到,该样纸的纤维较为细腻,并且受到过重物的碾压和磨损。三号样纸的整体呈现出白色,其白度非常明显,纸张比较厚并且质地优良,纸张的触感较为柔软且均匀度比较少,杂质也较少。从显微镜观察到,该样纸并没有添加涂料,并且其纤维较为分散,纸张整体非常柔软但却有明显的褶皱,可以判断出纸张的原料是用构皮纤维制成,原料中有少量的竹纸[6]。四号样纸的外表呈现出棕黄色的色泽,且样纸的正面有比较明显的涂料痕迹。从测量软件的分析结果可以看出,该样品纸的纤维比较短且质地比较坚硬。可以判断出该样纸的主要材质是用竹纤维制成。从显微镜所显示的样纸图像可以看到样纸中有比较明显的褐色颗粒,可以判断出该样纸受到过打浆。

结论:根据上述实验可以看出,显微镜在现代的纸质文物的修复工作中起到了很大的作用。正是利用显微镜,研究人员才能够了解到纸质文物的具体材质以及其制作工艺。通过对纸质文物的磨损鉴定来进行针对性的修复,才能够保障纸质文物的原有面貌。

参考文献

[1]李玮.西方现代修复原则在中国纸质文物中的应用――以清代《书联》修复为例[J].中国文物科学研究,2011,06(04):91-95.

[2]何伟俊,张金萍,陈潇俐.传统书画装裱修复工艺的科学化探讨――以南京博物院为例[J].东南文化,2014,04(02):25-30-127-128.

[3]陆寿麟,李化元,姜怀英,等.传统工艺与现代科技的结合与创新――“中国文物保护技术协会第七次学术年会”专家访谈[J].东南文化,2012,08(06):9-20.

[4]徐文娟.无损光谱技术在纸质文物分析中的应用研究进展[J].文物保护与考古科学,2012,06(S1):41-44.