高级医学摄影理论与技术.ppt

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1、高级医学摄影理论与技术高级医学摄影理论与技术Theory and Technology of Advanced Medical Photography一张好的照片胜过千言万语一张好的照片胜过千言万语摄影让记忆成为永恒摄影让记忆成为永恒相差相差与与微分干涉微分干涉显微镜及显微镜及摄影摄影一、相差（衬）一、相差（衬）显微镜显微镜（phasecontrastmicroscope）光的性质光的性质:波动性与量子微粒性波动性与量子微粒性光的速度光的速度:30:30万公里万公里/秒秒光的波长光的波长:nm(10nm(10-9-9););可见光波长可见光波长:400700:400700 nmnm1、光的性质

2、、光的性质色光波长(nm)红外线红橙黄绿青蓝紫紫外光700630-700590-630550-590490-550460-490430-460400-430400光的反射、折射光的反射、折射物质折射率空气水玻璃溴萘1.001.331.521.662、PCM的发明的发明1932：理论提出：理论提出1941：第：第1台台PCM制成制成1953：诺贝尔奖：诺贝尔奖3、PCM的原理的原理1.环形光阑（annulardiaphragm）位于光源与聚光器之间，作用是使透过聚光器的光线形成空心光锥，焦聚到标本上。2.相位板（annularphaseplate）在物镜中加了涂有氟化镁的相位板，可将直射光或衍射

3、光的相位推迟1/4。分为两种：（1）A+相板：将直射光推迟1/4，两组光波合轴后光波相加，振幅加大，标本结构比周围介质更加变亮，形成亮反差（或称负反差）。（2）B+相板：将折射光推迟1/4，两组光线合轴后光波相减，振幅变小，形成暗反差（或称正反差），结构比周围介质更加变暗。把透过标本的可见光的把透过标本的可见光的光程差光程差变成变成振振幅差幅差，从而提高了各种结构间的，从而提高了各种结构间的对比度对比度，使各种结构变得清晰可见。使各种结构变得清晰可见。光线透过标本后发生光线透过标本后发生折射折射，偏离了原，偏离了原来的光路，同时被来的光路，同时被延迟了延迟了1/41/4（波长）（波长）如果再增

4、加或减少如果再增加或减少1/41/4，则光程差变为，则光程差变为1/21/2，两束光合轴后产生干涉，振幅增大，两束光合轴后产生干涉，振幅增大或减小，提高反差。或减小，提高反差。分类分类延迟延迟结果结果负相差负相差(明相差明相差)入射光入射光结构结构更亮更亮正相差正相差(暗相差暗相差)衍射光衍射光结构结构更暗更暗4、PCM的调节的调节（1 1）安装相差装置）安装相差装置 取下普通光学显微镜的聚光镜和物镜，分别装上相差物镜和相差聚光镜。（2 2）视场光阑的中心调整）视场光阑的中心调整（A）将相差聚光镜转盘转至“0”位；（B）用10物镜进行观察；（C）将视场光阑关至最小孔径；（D）转动旋钮上下移动聚

5、光镜，使观察到清晰 的视场光阑的多边影像；（E）转动调中旋钮使视场光阑影像调中；（F）将视场光阑开大并进一步调中使视场光阑 多角形恰好与视场圆内接；（G）再稍开大视场光阑至各边与视场圆外切。（3 3）环状光阑与相板合轴调整）环状光阑与相板合轴调整（A A）取下一只目镜，换入合轴调整望远镜；）取下一只目镜，换入合轴调整望远镜；（B B）将相差聚光镜转盘转至）将相差聚光镜转盘转至“1010”位（与位（与1010物镜适配）；物镜适配）；（C C）调整合轴，调整望远镜的焦距至能清晰地观察到聚光镜的）调整合轴，调整望远镜的焦距至能清晰地观察到聚光镜的环状光阑（亮环）和相差物镜的相板（暗环）的像；环状光阑

6、（亮环）和相差物镜的相板（暗环）的像；（D D）由于相板（暗环）是固定在物镜内的，而聚光镜的环状光）由于相板（暗环）是固定在物镜内的，而聚光镜的环状光阑（亮环）是可以水平移动的，在进行合轴调整时，调节环状光阑阑（亮环）是可以水平移动的，在进行合轴调整时，调节环状光阑的合轴调整旋钮，使光环完全进入暗环并与暗环同轴；的合轴调整旋钮，使光环完全进入暗环并与暗环同轴；（E E）取下合轴调整望远镜，装入目镜即可进行观察；）取下合轴调整望远镜，装入目镜即可进行观察；（F F）若更换别的相差物镜（如）若更换别的相差物镜（如2020、4040）时应重新进行合轴）时应重新进行合轴调整。若用调整。若用100100

7、相差物镜时，标本和物镜间加入镜油，并进行合轴相差物镜时，标本和物镜间加入镜油，并进行合轴调整；调整；（G G）用）用4040或或100100相差物镜对酿酒酵母细胞结构进行观察。相差物镜对酿酒酵母细胞结构进行观察。二、二、微分干涉差微分干涉差显微镜显微镜（differential interference contrast microscope,DIC）1、DIC的发明的发明Nomarski相差显微镜（相差显微镜（1952年）年）（Nomarski contrast microscope）特殊的光学组件特殊的光学组件1、偏振器（、偏振器（polarizer）2、DIC棱镜棱镜3、DIC滑行器滑行

8、器4、检偏器（、检偏器（analyzer）DIC显微镜的物理原理完全不同于相差显微镜，技术设计要复杂得多。1.1.偏振器直接装在聚光系统的前面，使光线发生偏振器直接装在聚光系统的前面，使光线发生线线性偏振。性偏振。2.2.DICDIC棱镜，此棱镜可将一束光分解成偏振方向不棱镜，此棱镜可将一束光分解成偏振方向不 同的同的两束光两束光（x x和和y y），二者成），二者成一小夹角一小夹角。3.3.最初两束光相位一致，在穿过标本相邻的区域后，最初两束光相位一致，在穿过标本相邻的区域后，由于标本的厚度和折射率不同，引起了两束光发由于标本的厚度和折射率不同，引起了两束光发 生了生了光程差光程差。4.DI

9、C4.DIC滑行器，它把两束光波滑行器，它把两束光波合并合并成一束。这时两束成一束。这时两束 光的偏振面（光的偏振面（x x和和y y）仍然存在。）仍然存在。5.5.在光束形成目镜在光束形成目镜DICDIC影像之前，检偏器与偏光器的影像之前，检偏器与偏光器的 方向成直角。检偏器将两束垂直的光波组合成具方向成直角。检偏器将两束垂直的光波组合成具 有相同偏振面的两束光，从而使二者发生干涉。有相同偏振面的两束光，从而使二者发生干涉。x x和和y y波的光程差决定着透光的多少。光程差值为波的光程差决定着透光的多少。光程差值为0 0时，时，没有光穿过检偏器；光程差值等于波长一半时，穿过的光没有光穿过检偏

10、器；光程差值等于波长一半时，穿过的光达到最大值。于是在灰色的背景上，标本结构呈现出亮暗达到最大值。于是在灰色的背景上，标本结构呈现出亮暗差。为了使影像的反差达到最佳状态，可通过调节差。为了使影像的反差达到最佳状态，可通过调节DICDIC滑滑行器的纵行微调来改变光程差，光程差可改变影像的亮度。行器的纵行微调来改变光程差，光程差可改变影像的亮度。调节调节DICDIC滑行器可使标本的细微结构呈现出正或负的投影滑行器可使标本的细微结构呈现出正或负的投影形象，通常是一侧亮，而另一侧暗，这便造成了标本的人形象，通常是一侧亮，而另一侧暗，这便造成了标本的人为三维立体感，类似大理石上的浮雕。为三维立体感，类似

11、大理石上的浮雕。CharacteristicsofPhaseContrastandDICMicroscopyCharacteristicPhaseContrastDICImageBrightness(Brightfield=100Percent)1.3Percent0.36-2.3PercentEpi-FluorescenceLightLoss(Brightfield=0Percent)28Percent73PercentLateralResolutionCondenserAnnulusRestrictedSuperiorAxialResolution(DepthDiscrimination)

12、PoorSuperiorIlluminatingAperture10PercentofObjectiveNAVariablePhaseShiftDetectionLimitl l/100l l/100UtilityatHighPhaseShiftsNotUsefulUsefulAzimuthalEffectsNoYesHalosandShade-OffYesNoStainedSpecimensNotUsefulUsefulBirefringentSpecimensUsefulNotUsefulBirefringentSpecimenContainersYesNoBrightfieldImageDeteriorationSlightNoneCostModerateHigh