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摘要：在古生物學研究中,以X射線斷層成像（Computed Tomography）為代表的三維無損成像技術可以在不破壞化石標本的前提下,同時獲得標本外觀形態和內部結構的信息,相比傳統的可見光成像手段有著明顯優勢。為推動化石三維無損成像技術在國內古生物學領域的發展,本文系統介紹一種新型顯微CT技術——三維X射線顯微術（Three-Dimensional X-ray Microscopy）。與基于幾何放大和吸收襯度成像的傳統顯微CT技術相比,該技術有若干優勢：（1）將同步輻射X射線顯微斷層成像的光學成像系統引入基于實驗室X射線源的顯微CT系統中,在幾何放大的基礎上增加了光學放大,優化了傳統顯微CT的系統架構,彌補了傳統顯微CT單純依靠幾何放大的不足,提高了空間分辨率;（2）采用可移動的X射線源和優化的光學成像系統,實現了低能X射線相位襯度成像,可以三維重構傳統顯微CT技術無法有效探測的、低吸收襯度的化石標本;（3）基于新的成像架構和成像算法,實現了厘米-分米級較大標本內部“感興趣區域”（Region of Interest）精確導航和局部高分辨率（微米-亞微米空間分辨）成像;（4）可以實現小型扁平標本（寬厚比〉4,寬〈10cm）高效率、高分辨率成像和長條形微體標本長軸方向自動分段無縫拼接的微米至亞微米級高分辨率重建,彌補了傳統工業顯微CT針對小型扁平標本和長條形微體標本高分辨成像效果不佳的缺陷。這些優勢使得基于實驗室X射線源的顯微CT成像技術可以獲得接近同步輻射X射線源的成像質量,從而有效推動化石生物學研究。