显微镜技术的研究进展论文

显微镜技术的研究进展论文

G.伽利略在1609年，根据望远镜倒视有放大物体的效应，制成一台复合显微镜，并对昆虫进行了观察。英国物理学家R.胡克于1665年用自制的复合显微镜观察软木薄片，发现有许多蜂窝状小空室并称之为细胞(cell)。这个名词一直沿用至今。这张软木显微结构图，登载于1665年英国出版的《显微图谱》上。他还对鱼鳞、蜜蜂螫针、家蚕卵、家蝇的头和足以及跳蚤等进行了精细的描绘。意大利解剖学家M.马尔皮基开创了动物与植物的显微解剖工作。1660年他通过向蛙肺动脉注水的方法，发现有连接动脉与静脉的毛细血管，证实了W.哈维未能观察到的由毛细血管连接动、静脉的血液循环。他描述了肝脏的微细结构，舌的乳头突，大脑皮层，以及用他名字命名的肾小体和皮肤微细结构等。他对家蚕进行了显微解剖，发现同样具有复杂的微细结构。他关于家蚕的著作是无脊椎动物方面的第一本专著。他对不同的植物进行了比较研究，系统地描述了植物各部分的结构，指出单子叶植物与双子叶植物间的区别，以及虫瘿是由昆虫引起等。并且提出植物的各部分是由“小囊”（即细胞）组成的。他在植物解剖方面的许多精确绘图未能为当时的植物学家所理解，直到19世纪才被重新认识。英国植物学家N.格鲁在显微镜下发现植物叶面有气孔，它们可使植物体内的水分蒸发并吸入空气。他发现植物的组织是由多孔的小胞（即细胞）所组成，但他经 常描述的只是小胞的壁。他认识到花是植物的生殖器官，可区分为萼、花冠、雄蕊与雌蕊，并指出雌蕊、雄蕊和花粉分别相当于雌性器官和雄性器官，而且植物一般是雌雄同体的。他的著作《植物解剖》由M.马尔皮基译成拉丁文，流传了100多年后才有人做了一些重要补充。荷兰显微镜学家 列文虎克自制了许多性能优良的显微镜,最高的放大倍数达270倍。他通过大量细微的观察，解释并完善了M.马尔皮基提出的关于毛细血管系统的知识，证明动脉与静脉分别和毛细血管直接相连。他发现人和哺乳类的红细胞是无核的，而鸟类、两栖类、鱼类的红细胞是有核的；发现了人的精子，并研究了各种动物特别是鱼和蛙的受精作用；还发现了许多小的水生生物，如轮虫、水螅、纤毛虫等。还在19世纪显微镜改进之前，他首先看到并记述了细菌，实属难得。荷兰显微镜学家J.斯瓦默丹对不同类型的昆虫发育 做了许多研究。他的著作《昆虫志》、《蜉蝣的生活》 中有许多出色的显微解剖图，如昆虫的神经节，气管系 统等。他去世几十年后出版的《自然的圣经》是当时显微镜观察的最好著作，其中对蜜蜂内部器官、蚊子、蜻蜓发育的描述，都非常精确但由于复合显微镜的色差问题，使这方面的工作在其后的100多年内没有多大进展。

海兹思专业做原子力显微镜。

目的：运用原子力显微镜(AFM)表征3种DNA纯化试剂盒对DNA的纯化效果。方法：PCR扩增K562/A02细胞mdr1基因DNA,分别以3种不同的DNA纯化试剂盒对PCR产物进行纯化后，按终浓度为10 ng・μl-1固定在用1 ng・μl-1 L型多聚赖氨酸预先处理过的新剥离的云母片上，用AFM获取DNA扫描图像，分析评价3种DNA试剂盒对DNA的纯化效果。结果:用AFM成功表征3种纯化试剂盒纯化后DNA片段，获得了清晰的DNA图像。对3种DNA纯化试剂盒的纯化效果作出评价，建议其中的两种DNA纯化试剂盒的DNA纯化产物可用于AFM的DNA 分析。结论：用AFM表征DNA时对DNA的纯度要求较高。通过对3种DNA纯化试剂盒纯化效果的比较，为AFM观测DNA样本的纯化方法提供了较好的方案。〔关键词〕原子力显微镜;表征;脱氧核糖核酸;纯化Abstract：Objective To identificate purification effect of three kinds of DNA purification kits by atomic force microscopy(AFM).Methods Cultivateion and PCR technique was used to amplify K562/A02 cells with DNA of mdr1gene. The amplified products were purified by three kinds of DNA purification kits， a final concentration of 10 ng・μl -1 DNA samples were placed on a freshly cleaved mica treated by 1ng・μl -1 was used for the imaging of the three pieces of DNA Through AFM image analyzing, the purification effect of three kinds of DNA purification kits was evaluated, two kits can be used to purify DNA samples for AFM imaging. Conclusion The higher the purify of DNA sample used, the better the AFM image got. Two better purification schemes have been achieved for DNA imaging using AFM through comparing three kinds of DNA purification words：atomic force microscope ; identification；deoxyribonucleic acid; purification原子力显微镜（atomic force microscope，AFM）是具有原子级分辨率的新一代显微镜，因其能够对DNA、蛋白质、磷脂生物膜、多糖等生物大分子以及有机化合物的形态及功能进行观察研究而引起了人们的广泛关注〔1〕。近十几年，运用AFM在固相载体表面研究DNA分子技术取得的巨大进步, 大大地增进了人们在分子层面上对DNA分子的了解〔25〕。AFM在样本制备上相对较容易，但用于DNA研究时，要想得到质量较高的DNA图像对DNA样品的纯度要求较高。我们选择了3种不同的DNA纯化试剂盒对K562/A02细胞株mdr1基因769bp DNA的PCR产物进行纯化后在相同条件下用AFM观测，通过比较，建议其中的两种可用于AFM的DNA样品的纯化。1 材料和方法 细胞培养K562/A02细胞株由中国医学科学院血液学研究所杨纯正、齐静老师惠赠。细胞接种于含10%小牛血清的RPMI 1640(Gibco/BRL公司产品)培养液，置于37℃、5%CO2培养箱中常规培养，2~3d传代1次，实验前无药培养两周。 DNA提取取对数生长期、终浓度2×105ml-1的K562/A02细胞3ml，以酚/氯仿法抽DNA后，加100μl TE缓冲液于-20℃保存。用紫外分光光度计定量，要求A260/A280≥。 PCR扩增从基因库中查得所需mdr1的基因序列号，引物根据基因库提供的基因全序列用

显微镜毕业论文

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标题应该在标题之后。在每张构图的右下角，应标明每张构图的序号。显微镜病理图像应显示染色方法和放大倍数，染色方法和放大倍数之间，手掌之间有一个字间距。

扩展资料：

论文写作要求：

1、头衔，应能概括整篇论文最重要的内容，简洁、醒目，一般不超过20字，论文摘要及关键词。

2，论文摘要应阐述论文的主要观点，说明本文的研究目的、研究方法、研究结果和结论。尽量保留原稿的基本信息，突出原稿的创新成果和新思路。它不应该是一个简单的章节标题列表。用500字左右比较合适。关键词是反映论文主题的最重要的词语和句子，一般为3－5个。

3、目录，它不仅是论文的大纲，也是论文的副标题部分。应标记相应的页码。

4、引言（或前言），内容应包括国内外研究领域的现状、本文要解决的问题以及本研究工作在经济建设、科技进步和社会发展中的理论意义和实用价值。

5、正文，它是毕业论文的主体。

6、结论，论文结论应清晰、简明、完整。它应该阐明自己的创新成果或新思想，以及在这一领域的意义。

7、参考文献和注释。它是根据参考文献或注释编号的顺序列在论文正文之后和参考文献之前的。图表或数据必须指明源和源

【关键词】 树突状细胞；绿色荧光蛋白；RNA；转染 Effect of dendritic cells transfected with total RNA of HepG2 cell line using GFP marker in vitro 【Abstract】 AIM: To investigate the feasibility of GFP as a marker to observe the dendritic cells (DCs) transfected with total RNA of tumor cells and the feasibility of the transfected DCs serving as a vaccine for potential immunotherapy. METHODS: Plasmid pGFPC3 was transfected into HepG2 stably. Total RNA was extracted from the HepG2GFP using Trizol; DCs were induced by liver cancer patients peripheral blood mononuclear cells (PBMCs), and transfected with the total RNA. The effect of transfection was observed by a fluorescence microscope, the changes of phenotype were detected by flow cytometry, and the change of IL12 secretion in the supernatant of DCs was detected by ELISA assay. The cytotoxic effect of CTLs was assessed by MTT assay. RESULTS: GFP was expressed stably in the HepG2GFP cells that presented green fluorescence under a fluorescence microscope, so did DCs transfected with total HepG2GFP cell RNA. After transfection, the expression of membrane molecules such as CD80 ( to ), HLADR ( to ), CD83 ( to ), CD86 ( to ) was increased dramatically, IL12 secretion in the supernatant was elevated significantly 〔(±) ng/L to (±) ng/L, P＜〕. The CTLs activated by DCs transfected with total HepG2GFP RNA showed a potent specific lysis to HepG2 cells. CONCLUSION: GFP could be used as a marker to observe the effect of transfection of DCs with total tumor cell RNA. DCs transfected with total tumor cell RNA may serve as a promising vaccine of immunotherapy. 【Keywords】 dendritic cell；green fluorescent protein；RNA；transfection 【摘要】 目的：探讨GFP作为标记观察肝癌细胞RNA转染DCs效果的可行性及肿瘤细胞RNA转染DCs制备疫苗的可行性. 方法：绿色荧光蛋白质粒载体 pGFPC3稳定转染肝癌细胞HepG2，Trizol法提取筛选后细胞HepG2GFP总RNA；分离肝癌患者外周血单核细胞体外诱导DCs细胞，总RNA转染DCs，荧光显微镜下观察转染效果，流式细胞仪检测转染前后DCs表型变化；ELISA法检测转染前后上清中IL12变化情况；MTT法检测效应细胞对靶细胞的杀伤率. 结果：pGFPC3稳定转染肝癌细胞HepG2后可得到稳定表达GFP的细胞HepG2GFP，荧光显微镜下呈绿色荧光；总RNA转染的DCs荧光显微镜下呈绿色荧光，CD80(上升至)，HLADR(上升至)，CD83(上升至)，CD86(上升至)表达明显升高，上清IL12分泌量ng/L显著增高(±→±，P＜)；诱导的CTL能够对肝癌细胞株HepG2起特异性杀伤作用. 结论：GFP可以作为肿瘤细胞RNA转染树突状细胞的观察标记，肿瘤细胞RNA转染DCs可作为一种有效的肿瘤疫苗. 【关键词】 树突状细胞；绿色荧光蛋白；RNA；转染 【中图号】 0引言 肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)是一种常见的恶性肿瘤，适合手术治疗的患者只占一少部分，具有较高的复发率，预后很差，严重威胁人类健康〔1〕. DCs(dendritic cells, DCs)是体内功能强大的专职性抗原提呈细胞，它能够高效的摄取、处理抗原，并将处理后的多肽呈递给静息型T细胞，引起针对该抗原的特异性免疫反应〔2〕. 国内外类似的研究中，都没有明确的可以观察肿瘤RNA转染DCs效果的指标，我们应用绿色荧光蛋白质粒载体 pGFPC3稳定转染肝癌细胞HepG2，提取筛选后细胞HepG2GFP总RNA转染DCs，观察转染后DCs绿色荧光蛋白表达及特异性表面标志及功能相关分子表达，检测其上清细胞因子分泌，探讨其作为肿瘤疫苗的可行性. 1材料和方法 材料肝癌患者外周血单个核细胞来源于我科造血干细胞移植患者；HepG2肝癌细胞株由我科常规传代培养. 流式细胞仪（BD），DG3022A型酶联免疫检测仪（华东电子管厂），荧光显微镜Optiphot XIF（Nicon）等均为我院常备. FITCCD80，FITCHLADR，PECD83，PECD86抗体购自BD公司；rhGMCSF，rhIL4购自Peprorotec公司；TNFα购自我校生物技术中心；绿色荧光蛋白载体pGFPC3由陕西省肿瘤医院贾军博士惠赠；脂质体Transfection2000，Trizol Reagent购自Invitrogen；RPMI 1640培养基、胎牛血清、G418购自Gibco公司，Xvivo无血清培养基购自BioWhittaker；IL12 ELISA检测试剂盒购自Bioscience公司；MTT购自Sigma公司. 方法参照Transfection2000说明书，pGFPC3转染HepG2，G418筛选2 mon. 筛选细胞命名HepG2GFP，荧光显微镜下观察. Trizol试剂提取HepG2GFP总RNA，紫外灯下观察，-80℃冻存备用. 同样方法提取HepG2总RNA. 取肝癌患者造血干细胞分离液，贴壁法分离单核细胞，贴壁细胞在细胞因子rhGMCSF，rhIL4作用下，诱导DCs. 倒置显微镜、电子显微镜观察细胞形态，流式细胞仪检测细胞表型. 转染树突状细胞收集培养4 d的DCs，转入6孔板，转染HepG2GFP总RNA. 另设转染HepG2总RNA及空白对照组. 继续培养48 h. 荧光显微镜下观察. 细胞因子分泌的测定48 h后，收集各组DCs上清，ELISA法检测转染前后各组细胞上清中IL12分泌量. 效应收集各组DCs，30 Gy 60Co照射后与复苏冻存的非贴壁细胞按20∶1比例混合接种于24孔板，培养5 d，收集的细胞即为效应细胞. 收集对数生长期的HepG2细胞作为靶细胞，将效应细胞与靶细胞按20∶1比例混合接种于96孔板. 同时设单一靶细胞组、单一效应细胞组. 培养24 h后，MTT法检测.以下述公式计算杀伤效率.CTL杀伤效率=〔1-（效靶A490-效应细胞A490）/靶细胞A490〕×100%.统计学方法：结果采用SPSS 统计软件分析.2结果 总RNA转染DCs稳定转染及筛选后得到的HepG2GFP细胞，能够稳定的表达GFP，荧光显微镜下所有细胞都呈现绿色荧光（图1），传代20次以上仍无消失. 与对照细胞相比，GFP基因修饰细胞在形态、生长等特性上均无显著改变，也未见GFP表达对靶细胞的毒性. 使用Trizol提取HepG2GFP细胞总RNA后，取2 μL总RNA进行凝胶电泳，可见5 s，18 s和28 s条带（图2）. 单个核细胞贴壁后，贴壁细胞在细胞因子GMCSF，IL4的作用下，培养第2日出现细胞集落，但细胞集落较小. 5 d后，集落明显增加、变大，出现具有毛刺状突起的细胞. 至7 d，集落开始减少，产生大量具有树枝状突起的细胞（图3A，B）. 荧光显微镜下，HepG2GFP总RNA转染DCs组细胞呈绿色荧光，而HepG2总RNA转染组及空白对照组则无明显荧光表达（图4A，B，C）. 图1荧光显微镜下pGFPC3稳定转染后HepG2胞浆荧光阳性 ×250（略） 图2HepG2GFP细胞的总RNA电泳（略） 图3树突状细胞形态(第7日)（略） 流式细胞仪检测细胞表型诱导d 7，DCs表达CD80 ，HLADR ，CD86 ，CD83低表达，仅；转染后上述分子表达明显升高，分别为CD80 ，HLADR ，CD86 ，CD83 ，提示转染后细胞具有成熟DCs特征. 图4总RNA转染DCs×250（略） 检测IL12分泌HepG2GFP总RNA转染DCs组上清中IL12分泌明显增加，显著高于转染前〔（±) ng/L vs (±) ng/L； n=6，P＜〕. 介导细胞毒效应HepG2GFP总RNA转染DCs刺激的CTL对HepG2细胞杀伤率为（±）%，未转染的DCs刺激的T细胞对HepG2的杀伤作用为(±)%，无DCs刺激T细胞对HepG2的杀伤作用为(±)%，总RNA转染DCs刺激的CTL对HepG2细胞杀伤率明显高于两个对照组（n=6，P＜）. HepG2GFP总RNA转染DCs刺激的CTL对SMMC7721和K562细胞杀伤率分别为(±)%和(±)%，对HepG2细胞杀伤率明显高于SMMC7721和K562细胞（n=6，P＜）. 3讨论 DCs是体内功能最强大的专职性抗原提呈细胞，它在T细胞免疫中发挥着极其重要的作用〔2〕. 应用各种肿瘤抗原致敏DCs制备疫苗是近年来研究的热点 〔3-8〕. 肿瘤细胞总RNA转染DCs制备疫苗与其他方法相比，具有如下优越性：首先，它不受已知肿瘤抗原的限制，可诱导出多克隆的CTL；其次，转染所需的RNA可以通过扩增方法得到，很少量的肿瘤组织样本即可扩增得到大量的RNA〔8〕. 但目前国内外的研究中，尚未有可以明确观察总RNA转染DCs效率的方法. 我们应用稳定表达GFP的HepG2GFP总RNA转染DCs，以GFP为标记观察总RNA转染DCs的效率，探讨其作为肿瘤疫苗的可行性，为肝癌临床治疗提供实验基础. 本试验中，HepG2GFP总RNA转染后的DCs在荧光显微镜下观察，胞质呈现绿色荧光，证实GFP mRNA可以在DCs胞质内正常表达，同时说明肿瘤细胞总RNA同样也可以在DCs胞浆内进行翻译表达. 转染后CD83，CD80，CD86，HLADR表达明显升高，IL12分泌明显增加，说明RNA转染，促进了DCs的体外成熟. 成熟DCs主要通过MHCI类途径，将肿瘤细胞总RNA在DCs胞质内进行翻译表达的肿瘤抗原呈递给T淋巴细胞. 此途径诱导的T淋巴细胞主要为CD8+细胞毒性T淋巴细胞（CTL）. 本试验中，诱导的CTL对HepG2的细胞毒效应明显高于对照组T细胞，证实诱导的T淋巴细胞为肿瘤特异性的. 因此，在当前仍未发现肝癌特异性抗原情况下，应用肝癌细胞总RNA转染DCs制备瘤苗，诱导针对肝癌细胞的多克隆CTL，可以作为肝癌DCs疫苗的一个发展方向. 【参考文献】 〔1〕 Qin LX, Tang ZY. The prognostic molecular markers in hepatocellular carcinoma 〔J〕. World J Gastroenterol, 2002, 8(3):385-392. 〔2〕 张红梅,任军,张利旺,等. 外周血造血干细胞体外定向诱导树突状细胞及功能鉴定〔J〕. 第四军医大学学报,2003, 24(1):83-85. 〔3〕 Kaplan JM, Yu Q, Piraino ST, et al. Induction of antitumor immunity with dendritic cells transducted with adenovirus vector encoding endogenous tumorassociated antigens 〔J〕. J Immunol,1999, 163(2): 699. 〔4〕 Schnurr M, Galambos P, Scholz C, et al. Tumor cell lysatepulsed human dendritic cells induce a Tcell response against pancreatic carcinoma cells: An in vitro model for the assessment of tumor vaccines 〔J〕. Cancer Res, 2001, 61(17):6445-6450. 〔5〕 Barbuto JA, Ensina LF, Neves AR, et al. Dendritic celltumor cell hybrid vaccination for metastatic cancer 〔J〕. Cancer Immunol Immunother, 2004, 53: 1111-1118. 〔6〕 Heiser A, Maurice MA, Yancey DR, et al. Induction of polyclonal prostate cancerspecific CTL using dendritic cells transfected with amplified tumor RNA 〔J〕. J Immunol, 2001, 166: 2953-2960. 〔7〕 Heiser A, Coleman D, Dannull J, et al. Autologous dendritic cells transfected with prostatespecific antigen RNA stimulate CTL responses against metastatic prostate tumors 〔J〕. J Clin Invest, 2002, 109(3):409-417. 〔8〕 Kalady MF, Onaitis MW, Emani S, et al. Dendritic cells pulsed with pancreatic cancer total tumor RNA generate specific antipancreatic cancer T cells 〔J〕. J Gastrointest Surg, 2004, 8(2):175-181.

说起论文就会给人一种严谨的感觉，其实论文的致谢也是很严谨的，毕竟是学术的交流。以下是我整理的论文致谢词范文50字以及相关阅读，欢迎参考!

大学生活一晃而过，回首走过的岁月，心中倍感充实，当我写完这篇毕业论文的时候，有一种如释重负的感觉，感慨良多。

首先诚挚的感谢我的论文指导老师XX老师。他在忙碌的教学工作中挤出时间来审查、修改我的论文。

还有教过我的所有老师们，你们严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样;他们循循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。

感谢三年中陪伴在我身拜年的同学、朋友、感谢他们为我提出的有意的建议和意见，有了他们的支持、鼓励和帮助，我才能充实的度过了三年的学习生活。

致谢朱清时院士提供了高倍显微镜下的照片，鲁润龙教授鉴定了古木层中的生物遗迹，北京大学刘克新教授实测了ams14c年龄，谢周清教授、朱仁斌博士、邓雪斌博士、罗乱颧同学等参加了野外采样，在此一并致谢!

从开始写作至论文最终定稿，总共花费了我一个月以来所有的业余时间，虽说在繁忙的工作之余要完成这样一篇论文的确不是一件很轻松的事情，但我内心深处却满含深深的感激之情。

感谢XX单位为我们提供的这次学习机会，感谢XX班所有的任课老师，感谢班主任老师XX，是你们让我能够静静地坐下来，在知识的海洋里吸取更多的营养，从而能够为自己进一步的加油充电。

由于本理论水平比较有限，论文中的有些观点以及对企业实力的归纳和阐述难免有疏漏和不足的地方，欢迎老师和专家们指正。

我要感谢，非常感谢我的导师XX老师。她为人随和热情，治学严谨细心。在闲聊中她总是能像知心朋友一样鼓励你，在论文的写作和措辞等方面她也总会以“专业标准”严格要求你，从选题、定题开始，一直到最后论文的反复修改、润色，许老师始终认真负责地给予我深刻而细致地指导，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。正是XX老师的'无私帮助与热忱鼓励，我的毕业论文才能够得以顺利完成，谢谢XX老师。

我的这篇毕业论文的完成，首先应当归功于指导老师xxx副教授。他无论是在野外考察、室内资料整理还是在论文的撰写等各个方面都给予了大量的指导和帮助，令我不但完成了论文，也学到了许多书本上学不到的知识，受益匪浅，特致以深深的感谢。同时也要感谢田建国同学的帮助，我们共同完成野外的考察和部分室内整理工作。另外还要感谢显微镜室、系资料室及复印室的各位工作人员的帮助与合作。

大学其实过得很平淡，只是到了快要毕业时才感到了的它飞快。大学四年有艰难险阻有酸甜苦辣，有无奈有感慨。可是无论如何都有同学和老师和我们在一起，一起走过这段难忘的岁月。这篇论文的完成是跟导师和助教的指导和帮助是分不开的，感谢导师和助教! 致谢 时间飞逝，大学的学习生活很快就要过去，在这四年的学习生活中，收获了很多，而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。

高分辨率光学显微术在生命科学中的应用【摘要】 提高光学显微镜分辨率的研究主要集中在两个方面进行，一是利用经典方法提高各种条件下的空间分辨率，如用于厚样品研究的SPIM技术，用于快速测量的SHG技术以及用于活细胞研究的MPM技术等。二是将最新的非线性技术与高数值孔径测量技术（如STED和SSIM技术）相结合。生物科学研究离不开超高分辨率显微术的技术支撑，人们迫切需要更新显微术来适应时代发展的要求。近年来研究表明，光学显微镜的分辨率已经成功突破200nm横向分辨率和400nm轴向分辨率的衍射极限。高分辨率乃至超高分辨率光学显微术的发展不仅在于技术本身的进步，而且它将会极大促进生物样品的研究，为亚细胞级和分子水平的研究提供新的手段。【关键词】 光学显微镜；高分辨率；非线性技术；纳米水平在生物学发展的历程中显微镜技术的作用至关重要，尤其是早期显微术领域的某些重要发现，直接促成了细胞生物学及其相关学科的突破性发展。对固定样品和活体样品的生物结构和过程的观察，使得光学显微镜成为绝大多数生命科学研究的必备仪器。随着生命科学的研究由整个物种发展到分子水平，显微镜的空间分辨率及鉴别精微细节的能力已经成为一个非常关键的技术问题。光学显微镜的发展史就是人类不断挑战分辨率极限的历史。在400～760nm的可见光范围内，显微镜的分辨极限大约是光波的半个波长，约为200nm，而最新取得的研究成果所能达到的极限值为20～30nm。本文主要从高分辨率三维显微术和高分辨率表面显微术两个方面，综述高分辨率光学显微镜的各种技术原理以及近年来在突破光的衍射极限方面所取得的研究进展。1 传统光学显微镜的分辨率光学显微镜图像的大小主要取决于光线的波长和显微镜物镜的有限尺寸。类似点源的物体在像空间的亮度分布称为光学系统的点扩散函数(point spread function, PSF)。因为光学系统的特点和发射光的性质决定了光学显微镜不是真正意义上的线性移不变系统，所以PSF通常在垂直于光轴的x-y平面上呈径向对称分布，但沿z光轴方向具有明显的扩展。由Rayleigh判据可知，两点间能够分辨的最小间距大约等于PSF的宽度。根据Rayleigh判据，传统光学显微镜的分辨率极限由以下公式表示[1]：横向分辨率(x-y平面)：dx，y=■轴向分辨率(沿z光轴)：dz=■可见，光学显微镜分辨率的提高受到光波波长λ和显微镜的数值孔径等因素的制约；PSF越窄，光学成像系统的分辨率就越高。为提高分辨率，可通过以下两个途径：（1）选择更短的波长；（2）为提高数值孔径, 用折射率很高的材料。Rayleigh判据是建立在传播波的假设上的，若能够探测非辐射场，就有可能突破Rayleigh判据关于衍射壁垒的限制。2 高分辨率三维显微术在提高光学显微镜分辨率的研究中，显微镜物镜的像差和色差校正具有非常重要的意义。从一般的透镜组合方式到利用光阑限制非近轴光线，从稳定消色差到复消色差再到超消色差，都明显提高了光学显微镜的成像质量。最近Kam等[2]和Booth等[3]应用自适应光学原理，在显微镜像差校正方面进行了相关研究。自适应光学系统由波前传感器、可变形透镜、计算机、控制硬件和特定的软件组成，用于连续测量显微镜系统的像差并进行自动校正。 一般可将现有的高分辨率三维显微术分为3类：共聚焦与去卷积显微术、干涉成像显微术和非线性显微术。 共聚焦显微术与去卷积显微术 解决厚的生物样品显微成像较为成熟的方法是使用共聚焦显微术(confocal microscopy) [4]和三维去卷积显微术(three-dimensional deconvolution microscopy, 3-DDM) [5]，它们都能在无需制备样品物理切片的前提下，仅利用光学切片就获得样品的三维荧光显微图像。共聚焦显微术的主要特点是，通过应用探测针孔去除非共焦平面荧光目标产生的荧光来改善图像反差。共聚焦显微镜的PSF与常规显微镜的PSF呈平方关系，分辨率的改善约为■倍。为获得满意的图像，三维共聚焦技术常需使用高强度的激发光，从而导致染料漂白，对活生物样品产生光毒性。加之结构复杂、价格昂贵，从而使应用在一定程度上受到了限制。3-DDM采用软件方式处理整个光学切片序列，与共聚焦显微镜相比，该技术采用低强度激发光，减少了光漂白和光毒性，适合对活生物样品进行较长时间的研究。利用科学级冷却型CCD传感器同时探测焦平面与邻近离焦平面的光子，具有宽的动态范围和较长的可曝光时间，提高了光学效率和图像信噪比。3-DDM拓展了传统宽场荧光显微镜的应用领域受到生命科学领域的广泛关注[6]。 选择性平面照明显微术 针对较大的活生物样品对光的吸收和散射特性，Huisken[7]等开发了选择性平面照明显微术(selective plane illumination microscopy，SPIM)。与通常需要将样品切割并固定在载玻片上的方式不同，SPIM能在一种近似自然的状态下观察2～3mm的较大活生物样品。SPIM通过柱面透镜和薄型光学窗口形成超薄层光，移动样品获得超薄层照明下切片图像，还可通过可旋转载物台对样品以不同的观察角度扫描成像，从而实现高质量的三维图像重建。因为使用超薄层光，SPIM降低了光线对活生物样品造成的损伤，使完整的样品可继续存活生长，这是目前其他光学显微术无法实现的。SPIM技术的出现为观察较大活样品的瞬间生物现象提供了合适的显微工具，对于发育生物学研究和观察细胞的三维结构具有特别意义。 结构照明技术和干涉成像 当荧光显微镜以高数值孔径的物镜对较厚生物样品成像时，采用光学切片是一种获得高分辨3D数据的理想方法，包括共聚焦显微镜、3D去卷积显微镜和Nipkow 盘显微镜等。1997年由Neil等报道的基于结构照明的显微术，是一种利用常规荧光显微镜实现光学切片的新技术，并可获得与共聚焦显微镜一样的轴向分辨率。干涉成像技术在光学显微镜方面的应用1993年最早由Lanni等提出，随着I5M、HELM和4Pi显微镜技术的应用得到了进一步发展。与常规荧光显微镜所观察的荧光相比，干涉成像技术所记录的发射荧光携带了更高分辨率的信息。（1）结构照明技术：结合了特殊设计的硬件系统与软件系统，硬件包括内含栅格结构的滑板及其控制器，软件实现对硬件系统的控制和图像计算。为产生光学切片，利用CCD采集根据栅格线的不同位置所对应的原始投影图像，通过软件计算，获得不含非在焦平面杂散荧光的清晰图像，同时图像的反差和锐利度得到了明显改善。利用结构照明的光学切片技术，解决了2D和3D荧光成像中获得光学切片的非在焦平面杂散荧光的干扰、费时的重建以及长时间的计算等问题。结构照明技术的光学切片厚度可达，轴向分辨率较常规荧光显微镜提高2倍，3D成像速度较共聚焦显微镜提高3倍。（2）4Pi 显微镜：基于干涉原理的4Pi显微镜是共聚焦/双光子显微镜技术的扩展。4Pi显微镜在标本的前、后方各设置1个具有公共焦点的物镜，通过3种方式获得高分辨率的成像：①样品由两个波前产生的干涉光照明；②探测器探测2个发射波前产生的干涉光；③照明和探测波前均为干涉光。4Pi显微镜利用激光作为共聚焦模式中的照明光源，可以给出小于100nm的空间横向分辨率，轴向分辨率比共聚焦荧光显微镜技术提高4~7倍。利用4Pi显微镜技术，能够实现活细胞的超高分辨率成像。Egner等[8，9]利用多束平行光束和1个双光子装置，观测活细胞体内的线粒体和高尔基体等细胞器的精微细节。Carl[10]首次应用4Pi显微镜对哺乳动物HEK293细胞的细胞膜上离子通道类别进行了测量。研究表明，4Pi显微镜可用于对细胞膜结构纳米级分辨率的形态学研究。（3）成像干涉显微镜(image interference microscopy, I2M)：使用2个高数值孔径的物镜以及光束分离器，收集相同焦平面上的荧光图像，并使它们在CCD平面上产生干涉。1996年Gustaffson等用这样的双物镜从两个侧面用非相干光源（如汞灯）照明样品，发明了I3M显微镜技术(incoherent, interference, illumination microscopy, I3M），并将它与I2M联合构成了I5M显微镜技术。测量过程中，通过逐层扫描共聚焦平面的样品获得一系列图像，再对数据适当去卷积，即可得到高分辨率的三维信息。I5M的分辨范围在100nm内。 非线性高分辨率显微术 非线性现象可用于检测极少量的荧光甚至是无标记物的样品。虽有的技术还处在物理实验室阶段，但与现有的三维显微镜技术融合具有极大的发展空间。（1）多光子激发显微术：(multiphoton excitation microscope，MPEM)是一种结合了共聚焦显微镜与多光子激发荧光技术的显微术，不但能够产生样品的高分辨率三维图像，而且基本解决了光漂白和光毒性问题。在多光子激发过程中，吸收几率是非线性的[11]。荧光由同时吸收的两个甚至3个光子产生，荧光强度与激发光强度的平方成比例。对于聚焦光束产生的对角锥形激光分布，只有在标本的中心多光子激发才能进行，具有固有的三维成像能力。通过吸收有害的短波激发能量，明显地降低对周围细胞和组织的损害，这一特点使得MPEM成为厚生物样品成像的有力手段。MPEM轴向分辨率高于共聚焦显微镜和3D去卷积荧光显微镜。（2）受激发射损耗显微术：Westphal[12]最近实现了Hell等在1994年前提出的受激发射损耗(stimulated emission depletion, STED）成像的有关概念。STED成像利用了荧光饱和与激发态荧光受激损耗的非线性关系。STED技术通过2个脉冲激光以确保样品中发射荧光的体积非常小。第1个激光作为激发光激发荧光分子；第2个激光照明样品，其波长可使发光物质的分子被激发后立即返回到基态，焦点光斑上那些受STED光损耗的荧光分子失去发射荧光光子的能力，而剩下的可发射荧光区被限制在小于衍射极限区域内，于是获得了一个小于衍射极限的光点。Hell等已获得了28nm的横向分辨率和33nm的轴向分辨率[12,13]，且完全分开相距62nm的2个同类的分子。近来将STED和4Pi显微镜互补性地结合，已获得最低为28nm的轴向分辨率,还首次证明了免疫荧光蛋白图像的轴向分辨率可以达到50nm[14]。（3）饱和结构照明显微术：Heintzmann等[15]提出了与STED概念相反的饱和结构照明显微镜的理论设想，最近由Gustafsson等[16]成功地进行了测试。当光强度增加时，这些体积会变得非常小，小于任何PSF的宽度。使用该技术，已经达到小于50nm的分辨率。（4）二次谐波 (second harmonic generation, SHG)成像利用超快激光脉冲与介质相互作用产生的倍频相干辐射作为图像信号来源。SHG一般为非共振过程，光子在生物样品中只发生非线性散射不被吸收，故不会产生伴随的光化学过程，可减小对生物样品的损伤。SHG成像不需要进行染色,可避免使用染料带来的光毒性。因其对活生物样品无损测量或长时间动态观察显示出独特的应用价值，越来越受到生命科学研究领域的重视[17]。3 表面高分辨率显微术表面高分辨率显微术是指一些不能用于三维测量只适用于表面二维高分辨率测量的显微技术。主要包括近场扫描光学显微术、全内反射荧光显微术、表面等离子共振显微术等。 近场扫描光学显微术 近场扫描学光显微术(near-field scanning optical microscope, NSOM)是一种具有亚波长分辨率的光学显微镜。由于光源与样品的间距接近到纳米水平，因此分辨率由光探针口径和探针与样品之间的间距决定，而与光源的波长无关。NSOM的横向分辨率小于100nm，Lewis[18]则通过控制在一定针尖振动频率上采样，获得了小于10nm的分辨率。NSOM具有非常高的图像信噪比，能够进行每秒100帧图像的快速测量[19]，NSOM已经在细胞膜上单个荧光团成像和波谱分析中获得应用。 全内反射荧光显微术 绿色荧光蛋白及其衍生物被发现后，全内反射荧光(total internal reflection fluorescence，TIRF)技术获得了更多的重视和应用。TIRF采用特有的样品光学照明装置可提供高轴向分辨率。当样品附着在离棱镜很近的盖玻片上，伴随着全内反射现象的出现，避免了光对生物样品的直接照明。但因为波动效应，有小部分的能量仍然会穿过玻片与液体介质的界面而照明样品，这些光线的亮度足以在近玻片约100nm的薄层形成1个光的隐失区，并且激发这一浅层内的荧光分子[20]。激发的荧光由物镜获取从而得到接近100nm的高轴向分辨率。TIRF近来与干涉照明技术结合应用在分子马达步态的动力学研究领域, 分辨率达到8nm，时间分辨率达到100μs[21]。 表面等离子共振 表面等离子共振(surface plasmon resonance, SPR) [22]是一种物理光学现象。当入射角以临界角入射到两种不同透明介质的界面时将发生全反射，且反射光强度在各个角度上都应相同，但若在介质表面镀上一层金属薄膜后，由于入射光被耦合入表面等离子体内可引起电子发生共振，从而导致反射光在一定角度内大大减弱，其中使反射光完全消失的角度称为共振角。共振角会随金属薄膜表面流过的液相的折射率而改变，折射率的改变又与结合在金属表面的生物分子质量成正比。表面折射率的细微变化可以通过测量涂层表面折射光线强度的改变而获得。1992年Fagerstan等用于生物特异相互作用分析以来，SPR技术在DNA-DNA生物特异相互作用分析检测、微生物细胞的监测、蛋白质折叠机制的研究，以及细菌毒素对糖脂受体亲和力和特异性的定量分析等方面已获得应用[23]。当SPR信息通过纳米级孔道[24]传递而提供一种卓越的光学性能时，将SPR技术与纳米结构设备相结合，该技术的深入研究将有可能发展出一种全新的成像原理显微镜。【参考文献】[1] 汤乐民,丁 斐.生物科学图像处理与分析[M].北京:科学出版社,2005：205.[2] Kam Z, Hanser B, Gustafsson MGL, et adaptive optics for live three-dimensional biological imaging[J]. Proc Natl Acad Sci USA,2001,98:3790-3795.[3] Booth MJ, Neil MAA, Juskaitis R, et al. Adaptive aberration correction in a confocal microscope[J]. Proc Natl Acad Sci USA，2002, 99:5788-5792.[4] Goldman RD,Spector cell imaging a laboratory manual[J].Gold Spring Harbor Laboratory Press,2005.[5] Monvel JB,Scarfone E,Calvez SL,et deconvolution for three-dimensional deep biological imaging[J].Biophys,2003,85:3991-4001.[6] 李栋栋,郭学彬,瞿安连.以三维荧光反卷

关于显微镜的使用方法研究论文

使用方法

1、取镜

拿到显微镜后，左手需将镜座托住，右手需将镜臂握住，姿势正确，轻拿轻放。

2、安放

然后将显微镜轻轻放置于实验台，稍微向左偏。接着就是安装好目镜和物镜。

3、对光

轻轻转动转换器，直到低倍物镜能够对准通光孔。需将一个较大的光圈能够正确对准通光孔。用左眼观察目镜，并保持右眼为睁开状态。接着可以稍微转动反光镜，直到左眼观察到视野明亮起来。

4、观察

此步骤需分为两步，安装装片和调焦。首先需要自己将需要观察的载玻片放到显微镜的载物台上，并确定压片夹压住载玻片，此处需注意将需要观察的标本能够对准通光孔。接着可以通过调节粗准焦螺旋和细准焦螺旋，使得镜筒能够通过升降，来找到最清晰的物象。

5、收镜

最后，就是整理实验台收镜，为了防止灰尘，需给显微镜套上塑料套放好。

对光：转动转换器，使低倍物镜正对通光孔，并使物镜前端与载物台有两厘米左右的距离。然后把反光镜对着光源，但是反光镜不能直接对着太阳。只要视野的光亮程度合适，光就对好了。

观察：对好光后，把显微镜玻片标本放在载物台上，并使玻片上的标本对着通光孔的中心，再用压片夹夹住。然后慢慢地转动调焦螺旋，直到接近玻片为止。接着，用左眼向目镜内注视，同时反方向转动调焦螺旋，直到看清物像为止。

再放大：选好一个放大目标，再把要放大的部分移到视野正中心，如果物像不清楚，再转动调焦螺旋。如果还观察不清楚，就必须换用高倍物镜。用高倍物镜观察时，高倍物镜顶端离玻片很近，稍不小心，镜头就会压到玻片，所以要特别小心。

在显微镜里看到的物像是倒像，因此要使物像向上移动，就要向下移动玻片，要使物像向左移动，就要向右移动玻片。

扩展资料：

注意事项：

使用显微镜时要注意持镜时必须是右手握臂、左手托座的姿势，不可单手提取，以免零件脱落或碰撞到其它地方，轻拿轻放，不可把显微镜放置在实验台的边缘，应放在距边缘10cm处，以免碰翻落地。

持镜时必须是右手握臂、左手托座的姿势，不可单手提取，以免零件脱落或碰撞到其它地方。

轻拿轻放，不可把显微镜放置在实验台的边缘，应放在距边缘10cm处，以免碰翻落地。

保持显微镜的清洁，光学和照明部分只能用擦镜纸擦拭，切忌口吹手抹或用布擦，机械部分用布擦拭。

水滴、酒精或其它药品切勿接触镜头和镜台，如果沾污应立即用擦镜纸擦净。

参考资料来源：百度百科-显微镜

显微镜的使用方法实验报告如下：

放大倍数：

1、镜头长度与放大倍数：

一般规律：目镜镜头越长，放大倍数越小;物镜镜头越长，放大倍数越大。

2、物镜和盖玻片之间的距离与放大倍数：

物镜放大倍数越大，则镜头越长，观察时镜头距离盖玻片就越近；反之，放大倍数越小，镜头越短，观察时镜头距离盖玻片就越远。根挺镜头与标本距离的远近就可以判断物镜放大倍数的大小。

3、视野中组胞数目与放大倍数：

显微镜的放大倍数是指将物体的长度、高度或直径放大的倍数。一物体被放大10倍，是指其长度、宽度或直径被放大10倍，而其面积则被放大了100倍。

视野亮度：

影响视野亮度的因素主要有下列几种：

1、光圈和反光镜：光圈越大，祝野亮度越大;使用凹面镜比平面镜视野亮度大。

2、标本厚薄和颜色深浅：标本越薄、越透明，视野亮度越大;标本颜色越浅，视野亮度越大。

3、放大倍数：放大倍数增大，视野会变暗，反之会变亮。

一般规律：放大倍数越高、标本越厚、颜色越深，则视野的亮度就越暗。

显微镜发展历程小论文参考文献

人类的第三只眼

——1931年电子显微镜的发明

1931年，德国科学家恩斯特·鲁斯卡与组长马克斯·克诺尔博士制成了世人公认的第一台电子显微镜。1932年，恩斯特·鲁斯卡发表了以“几何电子光学的进展”为题的论文，第一次使用电子显微镜的名称，所以这一年被认为是电子显微镜的发明年份。

除了动植物以外，自然界还有一个庞大的生物世界，就是微生物。它们都很小，小到把几亿个微生物堆积在一起时，也只有一粒米那么大小。显微镜的发明打开了人类通向微生物等微观世界的大门。1590年，杨斯岑兄弟发明了世界上最早的显微镜。17世纪中期人类发明了光学显微镜，18世纪荷兰人列文·虎克借助显微镜发现了组成动植物身体的细胞，逐步认识了细胞核及其作用，这是显微镜发展史上的第一个里程碑。

随着对细胞的不断深入研究，光学显微镜的局限性日益明显。由于它以可见光作为光源，分辨能力受到光波影响，无法进一步了解细胞的微细结构。人们期待分辨本领更高、功能更强的超级显微镜。

1931年，生于德国海德尔堡的工程师恩斯特·鲁斯卡在其组长马克斯·克诺尔博士指导下对显微镜进行了自16世纪荷兰人加装第二块透镜以来最重要的革新：他们研制出了一台电子显微镜。这台显微镜能将物体放大十几倍。1932年，恩斯特·鲁斯卡致力于提高电子显微镜的分辨本领，在德国《物理学进展》杂志上发表了以“几何电子光学的进展”为题的论文，第一次使用电子显微镜的名称。此后，电子显微镜成了20世纪后期科学家对微观物质结构和生命形式进行探索的强有力的工具。

有两次“发现”为克诺尔和鲁斯卡的研究奠定了基础。1924年，法国物理学家路易·德布罗意发现电子束呈波状运动，但其波长要比光的波长短得多。德布罗意的发现意味着如果能找到使电子束聚集的方法，就能将其用来放大物像。两年后，德国物理学家汉斯·布施发现了调节焦点所产生的效果：电磁场或静电场中不再有电子了。实际上，电磁场或静电场成了一个透镜，电子变成了光。结合两者，电子显微镜被发明并以惊人的速度发展。

20世纪30年代末，德国西门子公司、英国的大都会·维克尔公司和美国无线电公司等这样的著名高科技公司，完善了电子透镜的基本原理，将电子束聚集在真空腔内形成的电磁场或静电场中，从而达到放大物体的目的。1938年，可将照片放大3万倍的电子显微镜研制成功。

此后，出现了一种改进型的电子显微镜，这种显微镜可将物体放大10万倍。伴随着技术和设备的不断改进和提高，人们终于实现了观察原子的理想。光学显微镜的最高分辨本领约为200纳米，与此相对应的最高有效放大倍数是1500倍。现代高分辨电子显微镜的分辨本领已达纳米、放大倍数在150万倍以上，这相当于把一个直径4米的气球放大到地球那么大。它还可以把原子放大成一个个小馒头那么大，那么清晰可见。

这里，要提一句的是，从19世纪末到20世纪20年代，尽管已有不少杰出的科学家发现了电子束可以聚焦并得到了成像公式，但为什么没有引导他们让电子束代替光束发明电子显微镜呢?主要原因之一是他们远离科学实验。而鲁斯卡敢于排除人们的偏见和责难，勇于实践，终于发明了电子显微镜。

自电子显微镜发明到商用开始，全球电子显微镜市场在高校、科研院所、工业等方方面面科研需求推动下快速发展，如今已经形成了稳定的行业格局和稳步增长的市场规模。并且未来，随着不断增长的研发活动，以及大国科技竞争等国际背景加持下，电子显微镜进行科学研究需求还将不断增加。

全球电子显微镜行业相关公司：赛默飞、日本电子、日立高新、蔡司、捷克TESCAN、韩国COXEM、中科科仪等

本文核心数据：全球电子显微镜行业市场规模、全球电子显微镜行业细分市场规模等

全球电子显微镜行业发展历程

电子显微镜，简称电镜，经过五十多年的发展已成为现代科学技术中不可缺少的重要工具。

回顾发展历程，首先在1926年，德国物理学家汉斯布什研制出了世界上第一个磁力电子透镜。紧接着，1932年，德国物理学家鲁斯卡根据电子光学原理，用电子束与电子透镜代替光束与光学透镜，制作出世界上第一台透射式电子显微镜。随后，1939年西门子公司实现了电子显微镜的首次商用，这也形成了现代电子显微镜市场的雏形。

电子显微镜的诞生，使人类的微观视野达到了原子精度的水平。到21世纪，电子显微镜已广泛应用到生物学、医学、材料科学、地质勘探、灾害鉴定以及工业生产等领域，拥有较大的市场规模。

外企为全球行业主要参与者

从行业参与者情况来看，由于技术水平较高、资金/人才投入大等因素影响，全球电子显微镜参与企业较少。目前，全球电镜市场企业格局基本稳定，形成了赛默飞(含FEI)、日本电子、日立高新、蔡司、TESCAN、COXEM等几大电镜巨头。

市场规模逐年增长

在全球电子显微镜市场方面，根据日本电子年报公布的数据显示，近年来随着全球对生命科学、材料研究的探索和研究持续深入，以及对半导体需求不断扩大等，推动了高校、科研院所、半导体工业等领域对电子显微镜的需求。全球电子显微镜行业市场规模呈不断增长趋势。

2016年全球电子显微镜行业市场规模为亿美元，至2019年涨至亿美元。2020年受全球安全卫生事件影响，全球电子显微镜行业规模保持了持续增长趋势，但增速有所放缓，约为亿美元，较2019年增长。

扫描电镜是主要细分市场

从电子显微镜细分产品规模来看，当前电子显微镜的需求主要以扫描电子显微镜为主，占比电镜市场规模的74%左右，2020年约为亿美元;而透射电镜则由于技术水平和价格高、操作难度大，分辨率可达原子级别，主要对样品晶体结构进行分析等，应用市场还尚未完全打开和释放，故总体规模还较小，2020年约为亿美元，占全球电镜的26%左右。

不断增加的研发活动带动市场需求

由于高倍率，电子显微镜在生物学、材料科学、纳米技术和半导体工业中具有重要的应用。不断增长的研发活动，以及较易获得国家、政府科研资金等，将推动生命科学和材料学等领域利用扫描电子显微镜进行科学研究需求增加，从而推动电子显微镜的增长。

根据日本电子预测，未来全球电子显微镜将保持的复合增速保持快速增长，到2026年全球电子显微行业市场规模将超过38亿美元。

更多行业相关数据请参考前瞻产业研究院《中国电子显微镜(电镜)行业 市场前瞻与投资规划分析报告》。

【历史沿革】

1926年汉斯·布什研制了第一个磁力电子透镜。1931年厄恩斯特·卢斯卡和马克斯·克诺尔研制了第一台透视电子显微镜。展示这台显微镜时使用的还不是透视的样本，而是一个金属格。1986年卢斯卡为此获得诺贝尔物理学奖。1938年他在西门子公司研制了第一台商业电子显微镜。

1934年锇酸被提议用来加强图像的对比度。1937年第一台扫描透射电子显微镜推出。

一开始研制电子显微镜最主要的目的是显示在光学显微镜中无法分辨的病原体如病毒等。1949年可投射的金属薄片出现后材料学对电子显微镜的兴趣大增。

1960年代投射电子显微镜的加速电压越来越高来透视越来越厚的物质。这个时期电子显微镜达到了可以分辨原子的能力。

1980年代人们能够使用扫描电子显微镜观察湿样本。1990年代中电脑越来越多地用来分析电子显微镜的图像，同时使用电脑也可以控制越来越复杂的透镜系统，同时电子显微镜的操作越来越简单。

【简介】

电子显微镜由镜筒、真空装置和电源柜三部分组成。

镜筒主要有电子源、电子透镜、样品架、荧光屏和探测器等部件，这些部件通常是自上而下地装配成一个柱体。

电子透镜用来聚焦电子，是电子显微镜镜筒中最重要的部件。一般使用的是磁透镜，有时也有使用静电透镜的。它用一个对称于镜筒轴线的空间电场或磁场使电子轨迹向轴线弯曲形成聚焦，其作用与光学显微镜中的光学透镜（凸透镜）使光束聚焦的作用是一样的，所以称为电子透镜。光学透镜的焦点是固定的，而电子透镜的焦点可以被调节，因此电子显微镜不象光学显微镜那样有可以移动的透镜系统。现代电子显微镜大多采用电磁透镜，由很稳定的直流励磁电流通过带极靴的线圈产生的强磁场使电子聚焦。电子源是一个释放自由电子的阴极，栅极，一个环状加速电子的阳极构成的。阴极和阳极之间的电压差必须非常高，一般在数千伏到3百万伏特之间。它能发射并形成速度均匀的电子束，所以加速电压的稳定度要求不低于万分之一。

样品可以稳定地放在样品架上，此外往往还有可以用来改变样品（如移动、转动、加热、降温、拉长等）的装置。

探测器用来收集电子的信号或次级信号。

真空装置用以保障显微镜内的真空状态，这样电子在其路径上不会被吸收或偏向，由机械真空泵、扩散泵和真空阀门等构成，并通过抽气管道与镜筒相联接。

电源柜由高压发生器、励磁电流稳流器和各种调节控制单元组成。

磁疗技术的研究进展论文

磁疗的作用及效果：

经医学研究发现恒定磁场能对人体起到刺激穴位、产生类似针灸作用，疏通经络、消炎止痛、镇静安神、降血脂、调节血压、促进人体血液循环的作用；我睡的就是健晨磁疗枕头啊，睡眠相当好，颈椎舒服好多。

磁疗对人体影响：

作用机理

磁性是物质的属性之一。人体也具有一定的磁性，现已发现人脑磁疗、心脏、皮肤和其他器官的电流活动都产生有磁场，甚至连头发上的毛囊也产生有磁场。近年来由于现代磁学和生物学的发展，出现了生物磁学这门边缘科学，现已获知磁性物质和磁场对生物学的生理机能都有一定的作用和影响，这种作用和影响叫生物的磁效应。这种磁效应应是由于物体内部微观结构的电子运动和构成生物组织的物质磁性决定的。科学实验已证实，磁性物质和磁场对生物的分子、细胞、神经、器官及整体(指活体)的各个层次均显示出不同的影响。磁疗就是利用人体内部的这种生物磁效应来调整和恢复人体内各种不平衡或不正常的机能状态来达到保健的目的。根据生物的磁效应，磁疗治病机理可以概括为以下几个方面:

人体血脂

血脂是血液中脂肪物质，血脂高低是指脂肪物质的多少，血脂包括血胆固醇、甘油三脂、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白等。通过临床观察表明:磁场有降低血脂作用。磁场降低血脂的机理:在磁场的作用下，胆固醇的长链和支链变成短链，成为多结晶体中心，有利于分解与代谢或通过磁场对酶的影响，防止脂肪的合成。

免疫功能

免疫功能是不是正常，与人的健康有密切关系，免疫功能低下的人，由于抵抗力低、容易患病。磁场对免疫功能的影响，国内外专家从不同角度与不同的方法进行了研究与观察，结果是大多数的实验研究与临床观察表明，磁场可以提高机体免疫力。

中枢神经

许多动物实验表明，低磁场使中枢神经系统的兴奋性增高，强磁场使中枢神经系统兴奋性减低。人体对交变磁场及恒定磁场都有敏感性。在一定范围内磁场强度合理，镇痛效果越明显。

生物电

科学研究表明:生物电、生物磁是人体内客观存在的一种特殊物质，正常人体内生物电、磁在各部位都保持一定的动态平衡。 但人致病后，这种平衡即会被打破而出现异常。因此，当人体内生物电、生物磁出现异常时，如外加以适当强度的磁场，作用于人体适当部位，根据"电磁感应"及磁与磁"同极相斥、异极相吸"的原理，也会使人体内处于异常状态的生物电、生物磁，产生一系列变化，这种变化就会使人体细胞内一些违反常规的电磁运动趋于正常，疾病随之而有好转。

皮肤

磁场可以使皮肤的温度升高，主要由于血管在磁场作用下扩张，血液循环加快所致;磁场还可以使皮肤电阻下降。最近，有人用红外线图谱观察法观察磁性床垫使用情况，在使用5分钟就发现局部皮肤温度升高，20分钟后温度升高明显。

根据临床观察和实验研究，从西医来说，磁疗有以下作用:

从中医来说，由于磁疗象针灸一样，主要是通过人体经穴来治疗疾病，说明磁疗对经络的作用是很明显的，经络的实质虽然至今医学上尚未阐明和作出定论，有认为是现代的神经系统，也有认为是血管系统，再有认为是内分泌系统，还有认为是淋巴系统，或是它们之间的组合，但经络是客观存在的。

不仅中医是这样认为，西医也对经络的存在是肯定的，这些系统是都属于人体的神经体液，所以磁疗都对其产生作用和影响，按中医来说，即:活血化淤是中医的重要疗法，特别是70年代以来，活血化淤的临床应用有很大发展，治疗的范围愈来愈广泛，疗效愈来愈高，对其机理的研究愈来愈深。

我们在临床上已证实，凡是中医活血化淤疗法能够治疗的疾病，磁疗大都能治疗，而且效果很好，如血肿、高血压、脑中风(脑血管病)、冠心病、糖尿病、胸腔积水、肾炎、水肿，尤其是关节疼痛等都收到很好的效果，说明磁疗的活血化淤的作用是很强的，所以从中医来说，磁疗的作用更加明显。

胆固醇

已被许多实验和临床观察证实:血脂中的胆固醇与人体健康有着密切关系，高胆固醇血症常引起动脉硬化，危害人体健康。

有人应用磁场作用于高胆固醇食物喂养引起高血脂症的家兔，发现有降低高血脂的作用。通过形态学观察，亦发现经过磁场作用的家兔，主动脉的脂质沉积减少。

磁疗是利用磁场作用于人体治疗疾病的方法。世界上的一切物体，小至基本粒子，大至天体都具有一定的磁性。地球本身是一个巨大的磁场。地球上的一切生物和人体一直受着地磁场这一物理环境因素的作用，地磁场成为生物体维持正常生命活动的不可缺少的环境因素。在二千多年前，我国西汉时代已利用磁石（Fe3O4的天然矿石）来治病。在国外，在16世纪末已制成各种磁疗器械，如磁椅、磁床、磁幅等用于临床。近20年来，国内外对磁场的生物学作用进行了广泛的研究，包括磁场的治疗和诊断疾病的应用，磁卫生学、磁生态学、生物磁学等，并且取得了明显的进展。一、磁场对人体的作用机制（一）电动力学理论一切磁现象都是由于运动电荷所产生的，磁现象的本质就是电荷的运动。磁场对电荷，一磁场对另一磁场，都会产生作用力。磁场对运动电荷产生劳伦兹力，对载流导体产生安培力；磁场能改变原子和分子的轨道磁矩和自旋磁矩的方向；通过电磁感应作用，磁场还能使导体产生感应电动势和感应电流。人体组织人生物物理学观点看，是极其复杂的，在磁场中将会受到磁场的各种作用而产生各种效应：1.产生微电流人体各种体液都是电解质溶液，属于导体，在交变磁场中，磁力线做切割导体的运动，将产生感生电流；随着心脏的收缩与舒张，血管也不停地进行运动，而且血液也是不断地在流动，所以虽是恒定磁场，由于血管和血流的运动，对磁力线进行切割，也将在体内产生电流。进行磁疗所产生的感生电流是很弱小的，即微电流。微电流的产生可对体内生物电活动发生影响，从而影响各器官各组织的代谢和功能。例如，在交变磁场作用下，Na+、K+、C1－等离子的活动能力加强，改变了膜电位，增强细胞膜的通透性，促进细胞膜内外物质的交换等。2.磁场对生物电的作用人体内有各种生物电流，如心电、脑电、肌电和神经动作电位等。生物电是生理活动的重要组成部分。在磁场作用下，生物电流将受到磁场力的作用，即磁场将对生物电流的分布、电荷运动形式及其能量状态发生作用，因而引起有关组织器官的功能发生相应的变化。此外，生物体的氧化还原反应过程中，发生电子的传递；磁场可能对电子传递过程产生作用而影响生化反应过程。（二）酶学说酶是在细胞内生成的，其化学本质属于蛋白质的生物催化剂。有些酶类的催化活性，除了蛋白质部分外，还需要金属离子，即金属离子是酶活性中心的组成部分。有些酶的分子中虽不含有金属，但需要金属离子激活。例如，许多磷酸移换酶需要Mg++，许多水解肽键的酶需要Co++、Mn++、Mg++或Zn++的激活，才转变成具有活性的酶。此外，Na+、K+、Ca++、Cu++等十余种阳离子及一些阴离子（C1－）等均对某些酶具有激活作用。磁场可能通过对上述金属离子和非金属离子的作用影响酶的催化活性，而对人体产生作用。有人认为磁场有镇静止痛、降低血压和减轻炎症反应等作用，同磁场提高胆硷酯酶、单胺氧化酶、组胺酶和激肽酶的活性有关。（三）经穴作用许多疾病的磁疗是用于穴位而产生疗效。例如磁片贴敷大椎、肺俞、膻中治疗喘息性支气管炎，旋磁作用神阈，有显著止泻疗效等。现代仪器检查证实，穴位经络存在电活动现象。例如，穴位比周围皮肤有较高的电位。当某脏器功能亢进时，相应经络穴位的皮肤电位增高或电阻值下降；当某器官活动功能减弱时，相应经络穴位的皮肤电位也随之降低，而电阻值则升高。因此推测阻值则升高。因此推测，磁场可能影响经络的是电磁活动过程而起机能调节作用。（四）神经内分泌作用磁场作用于全身时，各系统参与反应的程度可按下列顺序排列：神经，内分泌、感觉器官、心血管、血液、消化、肌肉、排泄、呼吸、皮肤、骨。神经和体液系统对磁场的作用最为敏感，即机体对磁场作用的反应中，神经和内分泌系统起重要作用。在磁场作用时，神经既能参与原始反应的快速感受系统，也参与其缓慢感受系统。当弱磁场作用较长时间时，也能引起缓慢系统的反应。内分泌系统也明显参与机体对磁场作用的反应。在磁场作用下，观察到动物某些激素分泌增加。二、磁场的生理作用和治疗作用（一）生理作用1.对神经系统的作用对磁场作用最敏感的是神经系统，而其中又以丘脑下部和大脑皮质最为敏感。磁场对动物条件反射活动主要是抑制作用，脑电图表现为大脑个别部位慢波和锤形波数目增加，在行为中伴有抑制过程占优势。在磁场作用后观察动物脑髓的超微结构，发现神经细胞体的膜结构，突触和线粒体有变化，而轴突的结构较稳定。2.对内分泌系统的作用强磁场可引起机体应激素反应，伴有ACTH和11－羟皮质酮的释放。下丘脑－垂体－肾上腺系统、胰岛、甲状腺、性腺等都对磁场的作用有感受性。动物实验表明，交变磁场短时间作用（5分和15分钟）主要增加ACTH在垂体和血液中的含量。交变磁场作用7～8分钟，血中11－羟皮质类固醇含量增加38％，作用10～15分钟后几增加一倍，以20mT（毫忒斯拉），频率50Hz的交变磁场作用15分钟，过一小时后甲状腺素分泌增加。3.对血液的作用磁场对白细胞吞噬功能的影响，随白细胞数量的变化而不同。健康人和化脓性感染性患者在430～510mT的磁场3小时作用下，白细胞吞噬功能显著增高，而肝病毒性疾病患者在400mT的磁场作用后，白细胞的吞噬功能降低。磁场400mT作用于肝癌患者2～3小时，其白细胞对抗其自身癌细胞的细胞毒素活性增高，有人认为可用以治疗肝癌。对凝血系统的影响，取决于磁场的作用强度和时间。高强度恒磁场作用于动物头部，动物血液的凝固性升高，纤维蛋白活性增高，纤维蛋白活性增高；低强度磁场对凝血影响不大。强磁场长时间作用可显著地减缓血流的速度，认为强磁场可用于内部止血和血流速度的调节，并认为这种效应与劳伦兹力对血细胞中原生质流动的力的作用有关。4.对组织代谢的影响在磁场作用下，体内许多过程和机能活动发生改变，例如，脂质的过氧化反应和氧化还原过程、某些酶的活性、细胞器的机能活动、生物膜通透性、内分泌功能以及微循环的改善等，因此引起组织代谢复杂变化。5.对皮肤反应的影响脉冲式动磁场16mT，作用10分钟，可使皮肤对化学刺激的敏感性增加，使皮肤对某些离子渗透性增强。用恒定磁场30mT，10分钟，10次作用于豚鼠致敏等皮炎时，表明恒磁场有降低致敏的效果，能减轻致敏动物皮肤的变态反应。（二）治疗作用1.止痛作用磁场有明显止痛作用。动磁场止痛较快，但不巩固；恒磁场止痛较慢，但止痛时间较长。磁疗常用于治疗各种疼痛，如软组织损伤痛，神经痛，炎症性疼痛，内脏器官疼痛和癌性疼痛等。磁疗止痛效果快慢不一，多数病人在磁疗后数分钟至10分钟即可出现止痛效果。磁疗止痛作用的机制可能是多方面的。磁疗改善微循环和组织代谢，因而纠正由缺血、缺氧、水肿、致痛物质聚集等所致疼痛；磁场能提高致痛物质水解酶的活性，使缓激肽、组胺、5－羟色胺等致痛物质水解或转化；磁疗还有降低神经兴奋性的作用等。2.镇静作用磁疗可改善睡眠状态，缓解肌肉痉挛，减轻面肌抽搐，减轻喘息性支气管炎和搔痒症等。这可能与磁场对神经系统的作用有关。中药磁石有镇心安神、平肝潜阳作用。3.消肿作用磁场有明显抗渗出作用，这在临床和实验中得到证实。实验观察表明，磁场既有降低致炎物质（组织胺等）使血管通透性增加的作用，又能加速蛋白质从组织间隙转移的作用，说明磁场的消肿作用与其影响通透性和胶体渗透压有明显关系。磁疗对软组织损伤，外伤性血肿，冻伤，烫伤，炎症等有明显消肿止痛的作用。4.消炎作用磁场有一定消炎作用，这与磁场改善微循环、消肿、止痛和促进免疫反应性增强等有关。磁场无明显直接抑菌作用。5.对冠心病和高血压的治疗作用低强度恒磁场（15～50mT）治疗冠心病或早期高血压患者，多数病人在治疗后一般状况改善，头痛，心区痛减轻或消失，血压下降，脉率减慢。有的作者提出低频交变磁场（50Hz，10～20mT）治疗冠心病心绞痛的效果较恒磁场为佳，而对心律失常无效。临床和实验资料表明，交变磁场对心痛综合征、心肌收缩性、血流流变性、脂质代谢、微循环等有良好影响，而对心脏的传导系统无明显影响。6.对肿瘤的作用磁疗对良性和恶性肿瘤有一定影响，可使良性肿瘤，如纤维瘤、脂肪瘤、毛细血管瘤、腱鞘囊肿等缩小或消失。对恶性肿瘤也有缩小肿块及改善症状的作用。大剂量非均匀磁场效果显著，一般均匀磁场对恶性肿瘤无效。磁场对肿瘤作用的机制尚不清楚。三、设备与治疗方法（一）磁场类型1.恒定磁场磁场强度和方向保持不变的磁场称为恒定磁场或恒磁场（图），如铁磁片和通以直流电的电磁铁所产生的磁场。图 恒定磁场2.交变磁场磁场强度和方向在规律变化的磁场（图），如工频磁疗机和异极旋转磁疗器产生的磁场。3.脉动磁场磁场强度有规律变化而磁场方向不发生变化的磁场（如图），如同极旋转磁疗器、通过脉动直流电磁铁产生的磁场。4.脉冲磁场用间歇振荡器产生间歇脉冲电流，将这种电流通入电磁铁的线圈即可产生各种形状的脉冲磁场。脉冲磁场的特点是间歇式出现磁场，磁场的变化频率、波形和峰值可根据需要进行调节。恒磁场又称为静磁场，而交变磁场，脉动磁场和脉冲磁场属于动磁场。磁场的空间各处的磁场强度相等或大致相等的称为均匀磁场，否则就称为非均匀磁场。离开磁极表面越远，磁场越弱，磁场强度呈梯度变化。图交变磁杨图脉动磁场（二）磁疗器械1.恒定磁场磁疗器械（1）磁片即永磁体。磁片的材料有铁氧体、金属磁和稀土钴三类。铁氧体有钡铁氧体（BaFe12O9）和锶铁氧体（SrFe12O9），其矫顽力（抗退磁能力）较高，导阻率高，磁性较低，价格低廉。金属磁性材料通常分为5类磁钢（AINiCO－5）和8类磁钢（AIMiCO－8），矫顽力较低，磁性强。稀土钴磁性材料是由稀土元素，如钐、铈、镨等与钴元素合成的合金材料，如钐钴合金(SmCO5)、铈钴合金[Ce(CoCuFe)5]、钐镨钴[(Smpr)CO5]等，其特点是磁性强，矫顽力高，但价格昂贵。磁片的形状常用的有圆形、方形、柱形和圆珠等，有各种不同面积和厚度，它们的表面磁场强度为数十至数百mT（毫忒斯拉）。按照穴位位置，将磁片缝缀在布料上而制成的磁帽、磁衣、磁腰带、磁表带、磁枕等，以进行长时间治疗，适用以治疗一些慢性病，如高血压、神经衰弱、慢性腰痛、乳腺增生等。（2）直流电磁机将直流电通到有铁芯的线圈，铁芯便产生恒磁场，磁场强度可达数十至数百mT。2.交变磁场磁疗器械（1）异极旋转磁疗器在一微型马达的轴上装一有机玻璃或硬塑料转盘，转盘上安装两片或四片磁片（图），异极排列（图）。马达通电，转盘旋转而产生交变磁场。治疗时将转盘靠近穴位或病变部位。图异极旋转磁疗器（2）电磁疗机用硅钢片作铁芯，绕上数千匝至数万匝漆包线，通以不同电压的交流电，即可产生数十至数百毫忒斯拉的交变磁场。电磁疗机可制成大小不同，形状不同以适应不同部位的治疗。3.脉动磁场磁疗器械（1）同极旋转磁疗器旋转磁疗器转盘上的两片或四片磁片为同极（南极或北极）向外（图），当通电转盘旋转时即产生脉动磁场，磁场强度有规律变化而方向不变。（2）磁按摩器在电动按摩器的按摩头上装有2片或4片磁片，同极排列，当通电时，按摩头带着磁片一起上下振动，形成脉动磁场。4.脉冲磁场磁疗器械将各种不同频率和波形的脉冲电流通过电磁铁的线圈，即产生脉冲磁场，磁场峰值强度可达数百mT。（三）磁疗方法磁疗方法很多，常用的有以下三种：1.磁片贴敷法用胶布或其他方法将磁片固定在治疗部位进行治疗。根据病情可贴敷一块或多块磁片，常用异极对置法（图）。磁片与皮肤在距离越大，作用于组织的磁场强度越弱，因此，常将磁片直接贴在皮肤上或只垫一层薄的纱布。磁片贴敷法操作简便，病人不需要经常到医院，根据病情定期到医院复查即可。图异极旋转磁疗器磁片排列图同极旋转磁疗器片排列图磁片不同极性不同放置法的磁力线分布2.旋转磁疗法用旋转磁疗器的磁头对准治疗部位进行治疗，磁头贴着治疗部位。如用同极旋转磁疗器，磁场是脉动的，用异极旋转磁疗器，磁场是交变的。3.电磁疗机这是利用电磁感应原理制成的磁疗机，电流形式不同，所产生的磁场形式也不同，可以是静磁场、交变磁场和脉冲磁场。这种磁疗法同时有热的作用，但要防止烫伤。原文转自：（四）磁疗的剂量1.磁疗的剂量磁疗剂量包括治疗部位多少、磁场强度、面积、场型、梯度、时间、间隔等，其中以磁场强度最为重要。场强一般分为小、中、大，小的场强在50mT以下，中场强在50～150mT，高场强在150mT以上。应用场强大小应视病情而定，一般可依据下列几点：（1）病人情况年老体弱，久病，儿童，过敏体质等开始先用小的场强，而年轻体壮者可用中或大的场强。（2）病变性质急性疾病开始时用小或中场强，慢性疾病开始即可用中或大的场强。（3）治疗部位头，颈、胸部开始时用小场强，腰、腹、四肢及深部开始即可用中或大的场强。2.磁疗的时间和疗程磁疗时间一般每次20～30分钟，每日或隔日一次。磁片贴敷可连续进行，根据病情定期复查，一般贴敷一周后休息1～2天再贴。某些慢性病，如高血压，慢性结肠炎等，须长期贴敷。（杨永辉）（五）磁处理水及其应用水以一定流速（米/秒左右），垂直于磁力线方向通过磁场后，即为磁处理水。为此制有专门的磁水器。磁水器的磁场强度一般为200～500mT，水流切割磁场数次至十几次。饮用量为2,000～2,500ml/日，用以治疗尿路结石，慢性胃炎等。磁处理水能使水分子间的结合状态发生变化。水并非均以单分子H2O所组成，水分子之间存在力的作用呈结合状态。水分子是极性分子，当水分子通过磁场时，其两端正、负电荷受到劳伦兹力的作用，水分子发生形变而改变了水分子的结合状态，从复杂的长链折散成简单的短链。这样水容易渗入坚硬水垢的缝隙中，使原来较坚固的大块结晶变成小圆球，而使原来较松软的结石表现为平板破碎。长期饮用大量磁处理水，对结石的局部及周围组织的慢性炎症有溶解、冲洗和消炎作用。（郭友池）四、临床应用范围及禁忌证（一）适应证1.内科疾病：喘息性支气管炎，支气管哮喘，高血压，冠心病，急慢性胃炎，慢性结肠炎，胃十二指肠溃疡，类风湿性关节炎等。2.外科疾病：急慢性软组织损伤，血栓闭塞性脉管炎，变形性骨关节病、肋软骨炎，肩关节周围炎，网球肘，腱鞘炎，纤维瘤，冻疮、前列腺炎，血肿，颈椎病，滑囊炎，残肢痛。3.神经科疾病：神经官能症，三叉神经痛，面肌抽搐，血管性头痛，神经炎等。4.小儿科疾病：单纯性婴幼儿腹泻，遗尿等。5.皮肤科疾病：硬结性红斑，毛细血管瘤，神经性皮炎等。6.五官科疾病：中心性视网膜脉络炎，单纯性青光眼，急慢性咽炎，眶上神经痛，下颌关节功能紊乱综合征，牙痛，慢性非化脓性腮腺肿大，冠周炎等。（二）禁忌证磁疗法目前尚未发现有绝对禁忌证，但下列情况一般不用磁疗。1.白细胞总数在×109/L以下者；2.出血或有出血倾向者；3.体质衰弱或过敏体质者；4.孕妇。有时磁疗出现一些副作用，主要症状有心悸、心慌、恶心、呕吐、胃内减退、无力、头昏、胸闷、白细胞减少、皮炎等。停止磁疗后副作用可迅速消失，不留任何后遗症。[附]处方举例1.交变旋磁治疗右脚背60～90mT每日一次15－20分钟8次适应证：外伤性血肿，急性扭挫伤。2.磁片贴敷毛细血管瘤部位200mT连续贴敷每1～2周复查一次。适应证：毛细血管瘤。3.磁片贴敷“天突”、“大椎”、“肺俞”等穴位150～200mT连续贴敷3天复查一次。适应证：喘息性支气管炎，支气管哮喘，急慢性气管支气管炎。4.低频交变磁疗，铁心感应头直接置于病变关节两侧65～80mT每关节10～15分钟，总治疗时间不超过40分钟每天一次12～18次为一疗程适应证：变形性骨关节病，类风湿性关节炎。

医学影像技术论文范文

在日常学习、工作生活中，大家都经常接触到论文吧，论文是学术界进行成果交流的工具。你写论文时总是无从下笔？以下是我帮大家整理的医学影像技术论文，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

【摘要】 医学图像在临床应用或科研中的物理问题、算法和软硬件设计操作等，是医学物理学的重要分支。医学影像是人体信息的载体，可用于教学和科研、治疗和疾病诊断。

治疗中的医学影像可以用于制定治疗计划、在治疗过程实施影像监督，以及通过对治疗监督是采集的数据的图像重建实现对治疗计划的验证。当前医学影像的世界前沿是功能成像

主要内容是对人的生理功能和心理功能成像。这些成像方法和技术的发展以及在医疗界中的广泛使用，必将引起医学领域研究和新的治疗方案的革命。

【关键词】 医学影像；影响物理；成像技术

1引言

人体成像包括对健康人的成像和对病人的成像，对于前者的成像主要用于科研和教学，后者主要用于医学临床诊断和治疗。医学影像物理和技术是医学物理学的重要分支，研究的对象包括了所有人体成像。

目前临床广泛使用的模态按照成像时使用的物质波不同，分为X射线成像、γ射线成像、磁共振成像和超声成像。

2对目前各种医学成像模态现状的分析

射线成像

X射线成像模态分为平面X射线成像和断层成像。人体不同器官和组织对X射线的吸收可以用组织密度进行表征，因此，可以利用平面x射线、x射线照相术对人体内脏器官和骨骼的损伤和病灶进行诊断和定位

同时也把胶片带进了医学领域。随着x射线显像增强技术的发展，x射线的血管造影术和其他脏器的专用x线机相继诞生，扩大了x射线成像的应用范围。平面x射线成像的未来发展方向是数字化的x光机技术其中，x线机是全世界的发展方向，但是其价格使得大多数用户望而怯步。

作为传统影像技术中最为成熟的成像模式之一的x射线断层成像，其速度对于心脏动态成像完全没有问题，加上显像增强剂，还可以对用于血管病变及其血脑屏障是否被病灶破坏进行检查，属于功能成像的范畴。当前，三维控件x射线断层成像的实验室样机已经问世，将会为x射线成像带来新的生命力。

核磁共振成像

目前，各种各样的核磁共振设备产品已经大量进入市场。核磁共振成像集中体现了各种高新技术在医学成像设备中的应用。目前核磁共振主要应用包括人脑认知功能成像，用于揭示大脑工具机制的认知心理实验测量。

核医学成像

核医学成像包括平面和断层成像两种方式。目前，以单光子计算机断层成像和正电子断层成像为主，为动物正电子断层成像主要是用于基础研究，而平面的γ相机已经处于被淘汰的水平。

核医学成像设备可以定量地检测到由于基因突变而引起的大分子运动紊乱继而引起的脏器功能变化，例如代谢紊乱、血流变化等。这是其他设备如超声波检查不可能完成的任务。

这就是临床医学上所说的早期诊断，核医学影像设备能够快速发展归功于此。但是核医学成像存在空间分辨率差、病理和周围组织的相互关系很难准确定位的确定，因此，还需要医学物理工作的不懈努力。

超声波成像

超声波是非电离辐射的成像模态，以二维成像的功能为主，也包括平面和断层成像两类产品。超声波成像由于其安全可靠、价格低廉，多以在诊断、介入治疗和预后影像检测中得到发展。

目前，超声波设备已有超过x射线成像的势头。同样，超声波成像也存在一定的缺点，如图像对比度差、信噪比不好、图像的重复性依赖于操作人员等。

3关于医学软件问题

基本情况分析

成像的硬件设备要完成功能离不开医学软件的支持，对于这些医学软件按照和硬件设备的关系，可分为三个层次：

第一层，工作和硬件紧密结合的软件。主要功能是负责成像设备的运动控制，对数据的采集，图像预处理和重建，完成数据分析。

第二层，主要负责对医疗器械产生的数据进行分析、处理软件。这种软件的应用需要来自医学物理人员，软件编程人员和医生三方的合作，目前，由于我国还没有建立这种三方合作机制，这类软件应用情况明显滞后。

第三层，主要功能是完成医学信息的整合的软件，用于医疗过程中医疗信息，医学工作的管理。例如PACS。这种软件也需要医生的参与，但是并没有依赖性。

PACS是医疗发展信息化的体现，是医学影像技术集成管理和开拓影像资源应用范围的重要技术手段。PACS将医学影像中的各种软件和图像工作站连接起来，使之成为局域网中的节点，实现了资源的共享。不同科室的医生在完成对病人的信息收集和诊断后可以完成信息的录入。还可以利用商业设备上采集的数据运用于病人的诊疗中，结合数据和医学影像，对诊断信息综合处理，以此提高诊断的准确率。

4医学影像物理和技术学科今后的发展

虽然存在各种不同的医学影像模态，但是目标只有一个，即为了更好的进行医学研究诊断，随着物理和计算机技术的发展，医学影像技术会随之提高。为了更好的为医疗服务，在今后的发展中，医学影响物理和技术学科还需在以下几方面继续努力。

第一，用于成像的物质波产生装置还需要不断进行提升，为更好的满足成像需求，在提高波源产生物质波的同时，还需要改变物质波的束流品质；

第二，将物质波和人体组织发生相互作用的规律模型化，为减少误诊率和定位误差，把模型参数的最佳化，改善从影像中提取信息的质量和速度。同时努力消除探测中的噪声和伪影；

第三，把探测的信号收集，放大、成形实现数字化；

第四，为满足影像诊断和治疗中的监督需要，高质量的实现图像重建和显示等。

在科学技术方面，开展医学影像在脑功能成像研究中的应用、临床诊断中的应用等，有利于拓宽医学影像的市场。

5结语

本文介绍了当今主流的几种医学成像技术，对各种成像方式的优缺点进行了阐述，对日后医学影像物理和技术的发展提出了自己的看法，希望能为那些为医疗服务的工作者们提供一些参考。随着医学影像物理和技术的不断进步，医疗服务行业的科学化加速发展。

参考文献

[1]黄浩，施红，陈伟炜，俞允，林多，许茜，俞向梅，洪全兴，魏国强.医学影像技术学专业教育的问题与思考[J].教育教学论坛.2013（11）

[2]彭文献，黄敏，罗敏.基于岗位需求培养医学影像技术学生专业意识的探讨[J].浙江医学教育.2011（03）

【摘 要】随着科学技术的进步，医学影像技术在医疗领域中的地位将更为重要。本文谈了医学影像技术发展史，总结了近年来取得的新进展。

【关键词】医学影像技术

医学影像技术主要是应用工程学的概念及方法，并基于工程学原理发展起来的一种技术，其实医学影像技术还是医学物理的重要组成部分，它是用物理学的概念和方法及物理原理发展起来的先进技术手段。医学影像信息包括传统X线、CT、MRI、超声、同位素、电子内窥镜和手术摄影等影像信息。它们是窥测人体内部各组织，脏器的形态，功能及诊断疾病的重要方法。随着医疗卫生事业的.发展，以胶片为主要方式的显示、存储、传递X-ray摄像技术已不能满足临床诊断和治疗发展的需求，医疗设备的数字化要求日益强烈，全数字化放射学、图像导引和远程放射医学将是放射医学影像发展的必然趋势。

1 传统摄影技术在摸索中进行

计算机X线摄影

X射线是发展最早的图像装置。它在医学上的应用使医生能观察到人体内部结构，这为医生进行疾病诊断提供了重要的信息。在1895年后的几十年中，X射线摄影技术有不少的发展，包括使用影像增强管、增感屏、旋转阳极X射线管及断层摄影等。但是，由于这种常规X射线成像技术是将三维人体结构显示在二维平面上，加之其对软组织的诊断能力差，使整个成像系统的性能受到限制。从50年代开始，医学成像技术进入一个革命性的发展时期，新的成像系统相继出现。70年代早期，由于计算机断层技术的出现使飞速发展的医学成像技术达到了一个高峰。到整个80年代，除了X射线以外，超声、磁共振、单光子、正电子等的断层成像技术和系统大量出现。这些方法各有所长，互相补充，能为医生做出确切诊断，提供愈来愈详细和精确的信息。在医院全部图像中X射线图像占80%，是目前医院图像的主要来源。在本世纪50年代以前，X射线机的结构简单，图像分辨率也较低。在50年代以后，分辨率与清晰度得到了改善，而病人受照射剂量却减小了。时至今日，各种专用X射线机不断出现，X光电视设备正在逐步代替常规的X射线透视设备，它既减轻了医务人员的劳动强度，降低了病人的X线剂量；又为数字图像处理技术的应用创造了条件。随着计算机的发展数字成像技术越来越广泛地代替传统的屏片摄影现阶段，用于数字摄影的探测系统有以下几种： (1)存储荧光体增感屏[计算机X射线摄影系统(computer )]。

(2)硒鼓探测器。(3)以电荷耦合技术(charge Coupled )为基础的探测器 。(4)平板探测器(Flat panel Detector)a：直接转换(非晶体硒)b：非直接转换(闪烁晶体)。这些系统实现了自动化、遥控化和明室化，减少了操作者的辐射损伤。

X-CT

CT的问世被公认为伦琴发现X射线以来的重大突破，因为他标志了医学影像设备与计算机相结合的里程碑。这种技术有两种模式，一种是所谓“先到断层成像”(FAT)，另一种模式是“光子迁移成像”(PMI)。

磁共振成像

核磁共振成像，现称为磁共振成像。它无放射线损害，无骨性伪影，能多方面、多参数成像，有高度的软组织分辨能力，不需使用对比剂即可显示血管结构等独特的优点。

数字减影血管造影

它是利用计算机系统将造影部位注射造影剂的透视影像转换成数字形式贮存于记忆盘中，称作蒙片。然后将注入造影剂后的造影区的透视影像也转换成数字，并减去蒙片的数字，将剩余数字再转换成图像，即成为除去了注射造影剂前透视图像上所见的骨骼和软组织影像，剩下的只是清晰的纯血管造影像。

2 数字化摄影技术

数字X射线摄影的成像技术包括成像板技术、平行板检测技术和采用电荷耦合器或CMOS器件以及线扫描等技术。成像板技术是代替传统的胶片增感屏来照相，然后记录于胶片的一种方法。平行板检测技术又可分为直接和间接两种结构类型。直接FPT结构主要是由非品硒和薄膜半导体阵列构成的平板检测器。间接FPT结构主要是由闪烁体或荧光体层加具有光电二极管作用的非品硅层在加TFT阵列构成的平板检测器。电荷耦合器或CMOS器件以及线扫描等技术结构上包括可见光转换屏，光学系统和CCD或CMOS。

3 成像的快捷阅读

由于成像方法的改进，除了在成像质量方面有明显提高外，图像数量也急剧增加。例如随着多层CT的问世，每次CT检查的图像可多达千幅以上，因此，无法想象用传统方法能读取这些图像中蕴含的动态信息。这时在显示器上进行的“软阅读”正在逐渐显示出其无可比拟的优越性。软拷贝阅读是指在工作站图像显示屏上观察影像，就X线摄影而言这种阅读方式能充分利用数字影像大得多的动态范围，获取丰富的诊断信息。

4 PACS的广阔发展空间

随着计算机和网络技术的飞速发展，现有医学影像设备延续了几十年的数据采集和成像方式，已经远远无法满足现代医学的发展和临床医生的需求。PACS系统应运而生。PACS系统是图像的存储、传输和通讯系统，主要应用于医学影像图像和病人信息的实时采集、处理、存储、传输，并且可以与医院的医院信息管理系统放射信息管理系统等系统相连，实现整个医院的无胶片化、无纸化和资源共享，还可以利用网络技术实现远程会诊，或国际间的信息交流。PACS系统的产生标志着网络影像学和无胶片时代的到来。完整的PACS系统应包含影像采集系统，数据的存储、管理，数据传输系统，影像的分析和处理系统。数据采集系统是整个PACS系统的核心，是决定系统质量的关键部分，可将各种不同成像系统生成的图象采入计算机网络。由于医学图像的数据量非常大，数据存储方法的选择至关重要。光盘塔、磁带库、磁盘陈列等都是目前较好的存储方法。数据传输主要用于院内的急救、会诊，还有可以通过互联网、微波等技术，以数据的远距离传输，实现远程诊断。影像的分析和处理系统是临床医生、放射科医生直接使用的工具，它的功能和质量对于医生利用临床影像资源的效率起了决定作用。综上所述，PACS技术可分为三个阶段，(1)用户查找数据库；(2)数据查找设备；(3)图像信息与文本信息主动寻找用户。

5 技术——分子影像

随着医学影像技术的飞速发展，在今天已具有显微分辨能力，其可视范围已扩展至细胞、分子水平，从而改变了传统医学影像学只能显示解剖学及病理学改变的形态显像能力。由于与分子生物学等基础学科相互交叉融合，奠定了分子影像学的物质基础。Weissleder氏于1999年提出了分子影像学的概念：活体状态下在细胞及分子水平应用影像学对生物过程进行定性和定量研究。

分子成像的出现，为新的医学影像时代到来带来曙光。基因表达、治疗则为彻底治愈某些疾病提供可能，因此目前全世界都在致力于研究、开创分子影像与基因治疗，这就是21世纪的影像学。 新的医学影像的观察要超出目前的解剖学、病理学概念，要深入到组织的分子、原子中去。其关键是借助神奇的探针--即分子探针。到目前为止，分子影像学的成像技术主要包括MRI、核医学及光学成像技术。一些有识之士认为；由于诊治兼备的介入放射学已深入至分子生物学的层面，因此，分子影像学应包括分子水平的介入放射学研究。

6 学科的交叉结合

交叉学科、边缘学科是当今科学发展的趋势。影像技术学最邻近的学科应为影像诊断学。前者致力于解决信息的获取、存储、传输、管理及研发新的技术方法；后者则将信息与知识、经验结合，着重于信息的内容，根据影像做出正常解剖结构的辨认及病变的诊断。两者相辅相成，互为依托。所以，影像技术学的发展离不开影像诊断学更密切地沟通与结合将为提高、拓展原有成像方式及开辟新的成像方式做出有益的贡献。医用影像诊断装置用于详细地观察人体内部各器官的结构，找出病灶的位置毫克大小，有的还可以进行器

官功能的判断 。还有医用影像诊断装备情况，已成了衡量医院现代化水平的标志。

7 浅谈医学影像技术的下一个热点

医疗保健事业在经济上的窘迫使得90年代以来，成为一个没有大规模推广一种新的影像技术的、相对沉寂的时期，延续了一些现有影像技术的发展，使得他们中至今还没有一种影像技术能对影像学产生巨大的影响。随着科技的发展，最近逐渐发展起来的一批有希望的影像技术。如：磁共振谱(MRS)，正电子发射成像(PET)单光子发射成像(SPECT)，阻抗成像(EIT)和光学成像(OCT或NRI)。他们有可能很快成为大规模应用的影像技术，将为脑、肺、乳房及其他部位的成像提供新的信息。

磁源成像

人体体内细胞膜内外的离子运动可形成生物电流。这种生物电流可产生磁现象，检测心脏或脑的生物电流产生的磁场可以得到心磁图或脑磁图。这类磁现象可反映出电子活动发生的深度，携带有人体组织和器官的大量信息。

PET和SPECT

单光子发射成像(SPECT)和正电子成像(PET)是核医学的两种CT技术。由于它们都是接受病人体内发射的射线成像，故统称为发射型计算机断层成像(ECT)。ECT依据核医学的放射性示踪原理进行体内诊断，要在人体中使用放射性核素。ECT存在的主要问题是空间分辨率低。最近的技术发展可能促进推广ECT的应用。

阻抗成像(EIT)

EIT是通过对人体加电压，测量在电极间流动的电流，得到组织电导率变化的图像。 目的在于形成对体内某点阻抗的估计。这种技术的优点是，所采用的电流对人体是无害的，因而对成像对象无任何限制。这种技术的时间分辨率很好，因而可连续监测实际的应用，已实现以视频帧速的医用EIT的实验样机。

光学成像(OTC或NIR)

近期的一些实质性的进展表明，光学成像有可能在最近几年内发展成为一种能真正用于临床的影像设备。它的优点是：光波长的辐射是非离子化的，因而对人体是无伤害的，可重复曝光；它们可区分那些在光波长下具有不同吸收与散射，但不能由其它技术识别的软组织；天然色团所特有的吸收使得能够获得功能信息。它正在开辟它的临床领域。

MRS

MRS是一种无创研究人体组织生理化的极有用的工具。它所得到的生化信息可与人体组织代谢相关联，并表明它正常组织的方式有差别。目前MRS还没有常规用于临床，但已有大量技术正在进行正式适用。

上述的几个先进的技术，究竟哪一个能成为医学影像技术的热点，我们认为应要有最大效益、安全和经济是最为重要的。在逝去的20世纪，医学影像技术经历了从孕育、成长到发展的过程，回顾过去可以断言它在防治人类疾病及延长平均寿命方面是功不可没的。在一切“以人类为本”的21世纪中，人们将继续用医学影像技术来为人们的健康服务。

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