文/高媛媛，湖南省长沙医学院

1 引言

在医学相关学科的教学教学及科研中，经常会用到显微测量，比如对细胞的计数及形态的分析，通过对细胞的数量及形态的观察和分析，可以判断疾病的病因、研究医疗方案、也可以观测医疗效果。目前，医学上对细胞的分析，特别是用于教学的分析，一般是通过人工去辨识细胞显微图像，然后做出判断，或通过采用显微测微尺进行测量和计算，测量结果主观性比较大，误差也比较大[3]。另外，把数字图像处理与显微测量相结合，针对不是很清晰的图像，把图像复原引入显微测量技术，可以提高其测量的精度。在应用方面，同时结合医学院校丰富的医学资源，可将该技术应用在医学科研及教学等相关领域。

2 基于图像复原的CCD显微测量技术及测量系统

CCD显微测量技术，就是指综合运用显微光学成像技术，图像处理分析技术，模式识别技术等的基础上，对肉眼无法识别的微型物体进行放大、成像，以及图像的传输、显示、保存、处理和测量等过程[2]。

基于图像复原的CCD显微测量技术，在CCD显微测量技术的基础之上，针对于图像处理这一过程，加入图像复原，对因测量系统和成像系统存在的某些缺陷、光学系统的散焦及外界噪声的干扰等导致图像边缘模糊的图像，进行恢复，消除模糊，然后再进行图像分析及测量。

CCD显微测量系统主要包括：光源、显微镜、CCD摄像头、图像采集卡、计算机处理系统。操作过程，把样品放于显微镜载物台上，调节显微镜，使其成像放大，然后用CCD摄像机采集显微图像，用图像采集卡将其数字化，最后利用计算机图像处理方法进行处理，然后分析。

3 CCD显微测量技术在医学教学中的应用

在医学相关的教学中，特别是实验教学中，常常用到显微测量，比如：比如对细胞的计数及形态的分析，通过对细胞的数量及形态的观察和分析，可以判断疾病的病因、研究医疗方案、也可以观测医疗效果。目前，医学上对细胞的分析，特别是用于教学的分析，一般是通过人工去辨识细胞显微图像，然后做出判断，或通过采用显微测微尺进行测量和计算，测量时由于不同目镜、物镜组合的放大倍数不相同，目镜测微尺每格实际表示的长度也不一样，因此目镜测微尺测量微生物大小时须先用置于镜台上的镜台测微尺校正，以求出在一定放大倍数，过程比较繁琐而且读数由人的肉眼观察所得，主观性比较大，误差也比较大。

把CCD显微测量系统应用到细胞测量的教学中，该系统可将生物涂片经显微镜放大后的信息图片直接投影到教学屏幕上，方便学生观察、讨论、分析；也有利于老师对学生的指导。在学生用传统方法实现对细胞的计数及面积、体积相关测量后，老师可以通过这个系统对学生的结果进行检测指导，以提高学生的实验的精确性，同时也提高了教学效率。

4 基于图像复原的CCD显微测量技术在教学及科研中的应用

基于数字图像处理的显微测量技术虽然在国内外很多领域都得到了不同程度的发展，但在CCD显微测量中针对于图像处理这一过程，特别是针对于不是很清晰的图像，传统的方法大多采用图像增强。图像增强是使图像变清晰，使其更适合人和计算机分析过程，有时并不能真实反映原始图像。这种方法对原本边缘很清晰的图像有很好的分析、测量效果。但是对于因测量系统、成像系统存在的某些缺陷、光学系统的散焦以及及外界噪声的干扰等而导致图像边缘模糊的图像，就会存在测量误差。基于图像复原的CCD显微测量技术突破传统的CCD显微测量方法，把图像处理技术引入显微测量领域，尤其是图像复原的使用，实现了模糊图像高精度的测量[2]。

在教学中，引入CCD显微测量技术，可以大大提高教学效率，使实验结果更加直观。但是获得的图片有时也会因为系统的问题，或外界的噪声，导致图像模糊。以前针对这种图片，往往是弃之不用。其结果是就教师而言，无法评估实验结果；就学生而言，或重新实验，浪费资源、浪费时间。引入图像复原技术之后，我们可以针对这类图像进行复原，然后再进行分析。

在科研上，该系统可利用计算机以及各种软件进行图像处理，有效地避免人眼读数等主观因素造成的误差，减少了重复测量的误差和仪器本身形成的误差。通过选择合适的CCD镜头，该技术可以对不同尺寸大小的测量件或各种细胞、微生物等实现测量。另外，CCD显微测量技术由于测量系统本身的特性，便于实现测量过程的自动化程度，能在一定程度上实现测量手段的非接触、高精度、快速及自动化。本文利用该系统，实现了陶瓷牙孔隙度的测量。陶瓷牙瓷面光洁，不易附着菌，在口腔环境中具有良好的生物相容性和稳定的物理化学性能，而且对于金属烤瓷冠而言，无需金属结构，不透金属色，加工工艺相对简单，是前牙较为理想的修复体。ISO(国际标准化组织)对其质量有一系列的质量检测标准体系。其中空隙度的要求是，大于30μm的空隙不应多于16个，其中直径在40-150 μm的空隙不应多于6个并不应有大于150μm的空隙。本文对其空隙度进行了测量，测量过程如图2所示。

5 小结

显微测量用探针扫描技术、相移干涉显微技术、原子力显微技术可以达到良好的测量效果。但这些仪器比较昂贵，普遍适用性常常受到限制，尤其是在教学中。通过对图像复原、分析可以实现在普通光学显微镜下样品的显微成像、分析及测量。把CCD显微测量技术和基于图像复原的显微测量技术引入教学和科研，可以大大提高教学效率和科研效率。