包括癌癥在內的各種疾病都需要手術作為主要的治療方法。外科醫生準確操作的一個關鍵因素是解剖結構的清晰可視化。然而這絕非易事。一方面，一些解剖結構非常小，從毫米到微米不等， 并且它們可能與其他器官或組織非常接近。10這些結構的清晰視圖需要遠超人眼的分辨率。另一方面，在神經外科、耳鼻喉 手術和牙髓病學中非常常見的狹窄腔和深通道中缺乏照明會導致模糊的可視化陰影。可視化不良可能導致對解剖結構或附近器官的不當操作，從而影響手術效果，減少器官保存，甚至造成危及生命的后果。因此，足夠的放大倍率和適當的照明對于手術的成功至關重要。

在醫用顯微鏡出現之前，外科醫生一直在使用安裝在眼鏡或頭帶上的各種放大系統。這些系統可以分為三類，即單鏡頭放大鏡、棱鏡雙目放大鏡和望遠鏡系統。單鏡放大鏡使用凸透鏡進行放大，放大倍率固定，工作距離很短。為了在更長的工作距離上獲得更大的放大倍率，望遠鏡系統開始使用。頭個封閉的伽利略望遠鏡系統有一個3×放大倍率和 15 厘米的工作距離。1952 年引入的基勒伽利略系統有一個2×放大 25 厘米。此外，一套五種不同的望遠鏡，可以通過螺絲分別固定在眼鏡架上，提供從1.75×至9×工作距離為 34 至 16.5 厘米。使用棱鏡目鏡和透鏡來實現立體視覺的雙筒放大鏡首先由 Westien 開發，并由 von Zehender 修改用于眼睛檢查。后來，卡爾蔡司公司推出了工作距離為25厘米的雙筒放大鏡，為現代顯微手術打開了大門。但是，由于缺少支撐結構，頭戴式放大系統會出現聚焦不穩定的問題。此外，增加放大倍率或增加光源也會增加系統的尺寸和重量，從而降低外科醫生佩戴的舒適度。

醫用顯微鏡，也稱為手術顯微鏡，是一種專門設計用于手術環境的光學顯微鏡，尤其是顯微手術所必需的。雖然復式顯微鏡是在 1590 年發明的并在 17 世紀后期用于檢查傷口和疤痕由于色差和球面像差，它有幾個限制，包括重量大、尺寸大和圖像質量低。因此，盡管放大倍數很高，但直到找到解決像差的方法后，它才被廣泛應用于臨床應用。19世紀末，恩斯特·阿貝提出數值孔徑，大大提高了顯微鏡的分辨率。后來，單目和雙目顯微鏡與三腳架和附加光源合并，用于各種檢查。然而，直到 1921 年，單筒顯微鏡才真正進入手術室進行聽覺手術。一年后，這個想法被雙目顯微鏡修改了。從那時起，外科顯微鏡一直在發展，具有更寬的放大倍率、更長的工作距離、更好的照明和更穩定的支撐結構。其益處很快得到耳鼻喉科外科醫生的認可，并逐漸被其他領域的外科醫生認可。

當時的醫用顯微鏡已被改進為具有多種吸引人功能的精密儀器。它們具有高精度光學器件和高功率同軸照明，可為外科醫生提供可調節的放大倍率、適當的工作距離以及整個手術區域的通暢視野。精心設計的機械系統提供穩定性和可操作性，而抬頭顯示器則改善了人體工程學。立體視覺提供了第三維度的視野 ，從而提高了手術的安全性。顯微鏡上有多個光學端口可供輔助觀察者或攝像機適配。此外，現代醫用顯微鏡配備了各種術中成像模塊，例如熒光成像和光學相干斷層掃描 ， 并且它們可以適應其他成像模式，包括高光譜成像 、光聲顯微鏡 、 和激光散斑對比成像 。增強現實已在醫用顯微鏡上得到好的評估，并作為術中診斷工具為手術提供了巨大的便利。此外，高清顯示、 22、55、56圖像注入技術、 50、57、58和三維顯示有助于更好地可視化手術區域和多模態圖像。

憑借清晰明亮的可視化、易于記錄和調整、穩定性、可操作性和改進的人體工程學等眾多優點，醫用顯微鏡已應用于各種類型的手術，包括神經和脊柱手術，耳鼻喉科手術, 牙科, 眼科, 和整形和重建手術。例如，它們已用于腦腫瘤切除術、 27動脈瘤手術、鼻部手術、頭頸癌切除術、角膜移植術、玻璃體視網膜黃斑裂孔修復、根治療、根覆蓋手術、顱縫早閉手術，和肝動脈重建對于不同的應用，顯微鏡被修改成略有不同的光學配置，并配備了特定的成像模式。醫用顯微鏡的終端用戶包括醫院、牙科診所、其他門診環境和一些研究機構。