摘要：在古生物學(xué)研究中,以X射線(xiàn)斷層成像（Computed Tomography）為代表的三維無(wú)損成像技術(shù)可以在不破壞化石標(biāo)本的前提下,同時(shí)獲得標(biāo)本外觀形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的信息,相比傳統(tǒng)的可見(jiàn)光成像手段有著明顯優(yōu)勢(shì)。為推動(dòng)化石三維無(wú)損成像技術(shù)在國(guó)內(nèi)古生物學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展,本文系統(tǒng)介紹一種新型顯微CT技術(shù)——三維X射線(xiàn)顯微術(shù)（Three-Dimensional X-ray Microscopy）。與基于幾何放大和吸收襯度成像的傳統(tǒng)顯微CT技術(shù)相比,該技術(shù)有若干優(yōu)勢(shì)：（1）將同步輻射X射線(xiàn)顯微斷層成像的光學(xué)成像系統(tǒng)引入基于實(shí)驗(yàn)室X射線(xiàn)源的顯微CT系統(tǒng)中,在幾何放大的基礎(chǔ)上增加了光學(xué)放大,優(yōu)化了傳統(tǒng)顯微CT的系統(tǒng)架構(gòu),彌補(bǔ)了傳統(tǒng)顯微CT單純依靠幾何放大的不足,提高了空間分辨率;（2）采用可移動(dòng)的X射線(xiàn)源和優(yōu)化的光學(xué)成像系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了低能X射線(xiàn)相位襯度成像,可以三維重構(gòu)傳統(tǒng)顯微CT技術(shù)無(wú)法有效探測(cè)的、低吸收襯度的化石標(biāo)本;（3）基于新的成像架構(gòu)和成像算法,實(shí)現(xiàn)了厘米-分米級(jí)較大標(biāo)本內(nèi)部“感興趣區(qū)域”（Region of Interest）精確導(dǎo)航和局部高分辨率（微米-亞微米空間分辨）成像;（4）可以實(shí)現(xiàn)小型扁平標(biāo)本（寬厚比〉4,寬〈10cm）高效率、高分辨率成像和長(zhǎng)條形微體標(biāo)本長(zhǎng)軸方向自動(dòng)分段無(wú)縫拼接的微米至亞微米級(jí)高分辨率重建,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)工業(yè)顯微CT針對(duì)小型扁平標(biāo)本和長(zhǎng)條形微體標(biāo)本高分辨成像效果不佳的缺陷。這些優(yōu)勢(shì)使得基于實(shí)驗(yàn)室X射線(xiàn)源的顯微CT成像技術(shù)可以獲得接近同步輻射X射線(xiàn)源的成像質(zhì)量,從而有效推動(dòng)化石生物學(xué)研究。