三、工作原理
双目视差基本原理：人眼从两个稍有不同的角度 观看同一场景时，三维客观世界分别投影到人左 右眼的视网膜中，形成两幅具有视差相关性的差 异图像，人脑根据视差自动计算出场景中各点与 人的距离，从而得到场景的深度信息形成立体感。 由于内窥镜探入到人体腔内，我们借助两个 CCD 拍摄到两幅具有视差相关性的图像并传输显示到 二维屏幕上，在显示端使用相应的图像分离技术 使左右图像分别进入人的左右眼，则人脑就可以 自动融合成立体图像，得到深度信息。
早期光学显 微镜
显微镜的发展历程
• 早在公元前一世纪， 人们就已发现通过 球形透明物体去观 察微小物体时，可 以使其放大成像。 后来逐渐对球形玻 璃表面能使物体放 大成像的规律有了 认识。
显微镜的发展历程
• 1610年前后，意大 利的伽利略和德国 的开普勒在研究望 远镜的同时，改变 物镜和目镜之间的 距离，得出合理的 显微镜光路结构。
显微镜的发展历程
• 19世纪70年代，德国 人阿贝奠定了显微镜 成像的古典理论基础。 这些都促进了显微镜 制造和显微观察技术 的迅速发展，并为19 世纪后半叶包括科赫、 巴斯德等在内的生物 学家和医学家发现细 菌和微生物提供了有 力的工具
显微镜的发展历程
• 1850年出现了偏光 显微术；1893年出 现了干涉显微术； 1935年荷兰物理学 家泽尔尼克创造了 相衬显微术，他为 此在1953年获得了 诺贝尔物理学奖。
三、工作原理
• 实现立体成像的最简单方法是将左右图像 同时显示在屏幕上，利用透镜改变光路使 左眼只看见左图像，右眼只看见右图像
四、发展现状
• 由于三维电子内窥镜的广阔前景，国外的 医疗器械公司早在 20 世纪90 年代就先后推 出了不同类型的立体电视内窥镜产品。其 中具有代表性的是德国LOS 公司、美国 ASTC(American Surgical TechnologyCorporation)公司和日本Olympus 公司生产的立体电视内窥镜
二、立体电子内窥镜简介
• 立体电子内窥镜是在电子内窥镜的基础上 伴随着计算机显示技术发展起来的。电子 内窥镜中图像采集装置所获取的图像是在 2D 平面上的，这样无法确定组织间的相对 距离，而立体电子内窥镜中立体显示技术 依据人眼双目视差基本原理，借助于成像 技术从图像中获取距离信息，从而大大提 高了医生判断的准确性。
透射式电子显微镜
电子束穿透样品后，再用电子透镜成 像放大。它的光路与光学显微镜相仿， 可以直接获得一个样本的投影。在这种 电子显微镜中，图像细节的对比度是由 样品的原子对电子束的散射形成的。由 于电子需要穿过样本，因此样本必须非 常薄。
扫描式电子显微镜
扫描式电子显微镜的电子束不穿过样品，仅以电子 束尽量聚焦在样本的一小块地方，然后一行一行地扫描 样本。入射的电子导致样本表面被激发出次级电子。显 微镜观察的是这些每个点散射出来的电子，放在样品旁 的闪烁晶体接收这些次级电子，通过放大后调制显像管 的电子束强度，从而改变显像管荧光屏上的亮度。显像 管的偏转线圈与样品表面上的电子束保持同步扫描，这 样显像管的荧光屏就显示出样品表面的形貌图像，这与 工业电视机的工作原理相类似。由于这样的显微镜中电 子不必透射样本，因此其电子加速的电压不必非常高。
5、超分辨荧光显微技术
超分辨荧光显微技术
超分辨率荧光显微 技术从原理上打破 了原有的光学远场 衍射极限对光学系 统极限分辨率的限 制，在荧光分子帮 助下很容易超过光 学分辨率的极限， 达到纳米级分辨率。 利用超高分辨率显微镜，可以让科学家们在分子水平上对活体 细胞进行研究，如观察活细胞内生物大分子与细胞器微小结构 以及细胞功能如何在分子水平表达及编码，对于理解生命过程 和疾病发生机理具有重要意义。
光学显微镜 VS 电子显微镜
光学显微镜下的红细胞
电镜下的红细胞
4、电子显微镜
电子显微镜,简称电镜或 电显，是使用电子来展示物 件的内部或表面的显微镜。 高速的电子的波长比可见光 的波长短（波粒二象性）， 而显微镜的分辨率受其使用 的波长的限制，因此电子显 微镜的分辨率（约0.2纳米） 远高于光学显微镜的分辨率 （约200纳米）。
光学显微镜原理
显微镜是利用凸透镜的放大成像原理，将人眼不能分辨 的微小物体放大到人眼能分辨的尺寸，其主要是增大近处微 小物体对眼睛的张角（视角大的物体在视网膜上成像大）
光学显微镜发展
古典的光学显微镜只是光学元件和精密机 械元件的组合，它以人眼作为接收器来观察放大 的像。后来在显微镜中加入了摄影装置，以感光 胶片作为可以记录和存储的接收器。现代又普遍 采用光电元件、电视摄象管和电荷耦合器等作为 显微镜的接收器，配以微型电子计算机后构成完 整的图象信息采集和处理系统。
1、微观生命世界初探 2、显微镜的发展历程 3、光学显微镜的原理 4、电子显微镜的原理 5、超分辨荧光显微技术
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ观生命世界初探
微笑 的植 物细 胞
(๑•ᴗ•๑)
微观生命世界初探
丧心 病狂 的 HIV
w(ﾟДﾟ)w
微观生命世界初探
？？？
(⊙_⊙)?
2、显微镜的发展历程
近代光学显 微镜
电子显微 镜
显微镜的发展历程
• 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。1986 年卢斯卡为此获得诺 贝尔物理学奖。1937 年第一台扫描透射电 子显微镜推出。
3、光学显微镜
显微镜的光学系统 主要包括物镜、目 镜、反光镜和聚光 器四个部件。广义 的说也包括照明光 源、滤光器、盖玻 片和载玻片等。
内窥镜的模样
立体电子内窥镜
• • • • 一、前言 二、立体电子内窥镜简介 三、工作原理 四、发展现状
一、前言
自 1860 年德国人发明内窥镜应用于医学以来， 内窥镜技术一直在不断进步，从硬/软式内镜 发展到现在的纤维内镜、电子内镜，其关键 是成像技术的进步。特别是电子内镜中光电 耦合器件CCD(charge coupled device)将光信号 转变为电信号传输并显示到监视器上，使医 生能更方便准确的观测到体腔内情况。同时， 人们可以将模拟电信号转变为数字信号传送 到计算机上，从而能对图像进行更多的处理 和应用，这也使得电子内窥镜很快应用到医 院各个临床科室中。