第二章
显微镜

第一节　手术显微镜

手术显微镜是显微外科手术重要的组成部分，在显微镜光学系统的帮助下，术野得以放大，使医生能够看到裸眼无法分辨的细微结构，进而完成相关的显微操作。手术显微镜的发展有近100年的历史。1921年，挪威的耳鼻喉科医生Carl-Olof Siggram Nylen，在内耳手术中使用了一款单目Leitz-Brinell显微镜。1925年，德国的妇产科医生Hans Hinselmann开始使用立体显微镜，他将一台同轴照明的Leitz立体显微镜安装到一个可移动的落地支架上进行相关的妇科检查和操作。此后，随着医生对手术显微镜要求的不断提高，显微镜制造商开始研发专为手术设计的显微镜系统。1953年，Hans Littmann设计了第一款专用的手术显微镜，即备受欢迎的Stemi 1手术显微镜（Zeiss）。该显微镜已经具备了实际手术显微镜所需的主要功能，包括：多功能移动式落地支架、变倍器、同轴照明以及工作距离等。这款显微镜由Horst L.Wullstein医生首次应用于耳鼻喉科手术。

目前，显微外科手术中常用的显微镜包括头戴式显微镜和落地式（立式）显微镜。头戴式显微镜可以固定在眼镜或头架装置上，通常的放大倍数范围为2.5～4.5倍，工作距离一般为25～50cm，可根据个人需要进行定制。放大倍数2.5倍的视野范围较大，佩戴相对舒适；但对于需要进一步放大的操作，可以选择4～4.5倍的头戴式显微镜。工作距离是指物镜距离操作平面的距离，依据医生的习惯、操作时的体位进行选择，通常坐位操作时工作距离较小，站立手术时工作距离较大。为了更清楚地显露视野，可以在眼镜框或头架装置上配备显微镜光源（图2-1）。

对更细微的结构进行操作时，通常需要落地式显微镜（图2-2）。落地式显微镜结构复杂，放大的倍数范围较大，可以从4倍放大至20～30倍，甚至更大。早期的落地式显微镜结构简单，主要由物镜、主光学、两套目镜、光源和支架系统构成，术中需要手动调焦和调整镜头的位置，只能通过更换目镜调整放大的倍数。随着技术的进步，显微外科设备更加完善实用，能满足多种需求。术中可以用脚踏、手柄按键、触屏和音控等方式控制显微镜放大倍数、焦距，调整镜头位置；拥有两套以上的目镜系统，可使手术医生、助手以及参观者具有相同的手术视野；氙灯光源能够为术野提供清晰稳定的照明；术中荧光可以更加精确地判断血流动力学和病变范围；3D数字可视化技术可以将手术医生通过显微镜目镜所看到的内容让每个人均能在屏幕上看到，方便了术中交流，进而提高了手术教学质量。近年来，越来越多的手术显微镜配备了万向架、光纤照明器、机动控制器和计算机辅助导航仪等先进设备。

一、手术显微镜的要求

（一）基本要求

1.立体的视觉效果。

2.良好的光学视野。

3.一定范围的景深。

4.舒适可调的照明系统，可以均匀地照亮手术区域。

5.稳定可移动的支架，带有铰接和平衡悬架。

（二）附加要求

1.允许助手和手术医生同时进行观察。

2.具备摄像和存储功能。

3.能够兼容多种手术。

4.整合其他技术的能力（影像工作站、内镜、显微操纵器等）。

二、手术显微镜的基本结构和光学原理

手术显微镜的基本结构包括：光学系统、照明系统、底座系统、支架系统和摄像系统（图2-3）。其中光学系统是手术显微镜的核心结构（图2-4）。术野的光线通过物镜进入主光学，再通过分光器分别进入主目镜、助手目镜和影像工作站。

三、手术显微镜的调节

尽管每款手术显微镜的调节方式不同，但手术医生通常需要调节的内容主要包括以下几项：放大倍数、瞳距和屈光、手术视野（术野）、光源亮度、焦距等方面。手术显微镜调节的基本顺序：初步调整放大倍数、调整瞳距和屈光、调整术野、调整光源亮度、确定放大倍数，最后调整焦距。

（一）放大倍数

落地式显微镜的放大倍数范围很大，根据操作结构的直径确定显微镜的放大倍数。通常吻合直径2～3mm的管腔，如腕部尺动脉和桡动脉，建议放大4～6倍；吻合直径1～2mm的管腔，如指掌侧总动脉，建议放大8～16倍；吻合直径小于1mm的管腔，可以放大至16倍以上。其中，10倍放大倍数在日常工作中最为常用。操作开始前，根据经验初步调整放大倍数，在术野和光源亮度等调节完毕后，最终确定适合的放大倍数。放大倍数多采用旋钮或多功能调节手柄进行调节（图2-5）。

（二）瞳距和屈光

瞳距是指两眼瞳孔中心之间的距离，多数人的瞳距在58～64mm之间。新型的手术显微镜都有瞳距的标尺，可以按照自己的瞳距提前进行调整。佩戴眼镜操作手术显微镜不便，且容易损伤目镜。因此，操作者若存在屈光不正，摘去眼镜后，可以根据屈光不正的度数对位于目镜的屈光调节旋钮进行调整。按照远视或近视，分为“+”或“-”，每100°对应1个刻度（图2-6）。

（三）手术视野

手术视野简称术野，是指手术显微镜下所能看到的范围，镜下的手术视野有限，术野通常是和放大倍数呈反比，即术野越大，放大倍数越小；术野越小，则放大倍数越大。调整好放大倍数、瞳距和目镜之后，可以将手术视野移至操作区域。

（四）光源亮度

手术显微镜使用的光源中，主灯多采用氙气灯光源，备用光源采用卤素灯等。由于镜下操作时间较长，建议不要使用过强光线，以免造成视觉疲劳和眼部疾患。

（五）焦距

焦距的调节首先进行粗调，这个步骤通常在调整手术视野时同期手动进行，即能够比较清楚地看到术野。此后利用脚踏或手柄上的按键进一步进行电动连续调焦，直至术野清晰可见（图2-5）。

一般情况下，助手和手术参观者均在术者将显微镜位置固定并调节好之后，再分别进行助手目镜的调整，主要调整瞳距和目镜的角度。当助手的目镜视野不清晰时，有可能是显微镜（物镜）倾斜，术者和助手的目镜不在一个平面上造成的，需要术者进行调整。

景深是指在调焦完成后，焦点平面上下的范围内所呈现清晰图像的距离，这一距离范围，即为景深。手术显微镜的景深有所差异，景深范围大的显微镜，对术者操作动作的约束较小；而景深范围小的显微镜，要求镜下操作在同一平面进行，否则离开焦点平面，则出现视物不清晰。

手术显微镜在使用时要特别注意无菌操作。目前，多数显微镜都备有无菌的显微镜镜套或无菌旋钮，便于术者在术中对显微镜进行调整。

四、操作者体位

由于镜下操作时间长，因此显微镜的调整也需要尽可能使操作者保持舒适的体位。镜下操作时，可以通过调整患者体位、操作台及椅子的位置等，以确保操作者合适的体位。

对于保持长时间坐姿的操作者来说，最舒适的姿势是将脚平放于地面上，膝关节及髋关节置于大致90°角。椅子的高度取决于操作者的习惯，操作者肘关节处于接近90°时是最佳操作高度，此时前臂和手获得的良好支撑，可以最大程度减小疲劳和肢体震颤。

第二节　实验室培训显微镜

实验室培训常用显微镜包括体式显微镜和落地式显微镜，通常放大倍数设置为10倍，根据实验室条件、训练内容和所用动物不同，可以选择不同类型的显微镜。

一、体式显微镜

该型价格低，对空间要求不高，摆放于桌面上，便于开展显微外科培训。体式显微镜通常由物镜、电源、主光学、目镜，以及底座和支架构成。调节部位包括光源亮度、瞳距、粗调焦，以及位于目镜的精细调焦。调焦时，用单眼（左眼）观察左侧目镜，首先用粗调焦旋钮，调节至术野清晰。然后，右眼观察右侧目镜，如果视物不清，调节右侧目镜的精细调焦旋钮，直至视物清晰（图2-7）。

二、落地式显微镜

落地式显微镜占据空间相对较大，但相对成像效果更好，并且具备助手目镜，便于两人操作和操作指导。落地式显微镜的结构和调节方式与手术显微镜相同（图2-8）。