三维断层相位显微镜(tomographic phase microscopy,TPM)是在定量相位显微镜(quantitative phase microscopy,QPM)的基础上发展起来的对生物样本的折射率分布进行活体测量的一种新型显微镜系统。TPM通过相位投影以及多角度旋转扫描的方式,利用一定的算法重建出生物样本的三维折射率分布。重建算法的选择是影响图像的空间分辨率和折射率表达准确性的一个重要因素。随着样本内细胞数量的增加或者样品结构变得更加复杂时,样品对光波的衍射也将变得非常明显,并在很大程度上影响着图像的质量,因此必须采用对光的衍射效应有更好的适应性的重建算法。本文针对上述问题,基于Born一级近似和Rytov一级近似在图像重建中分别对样本厚度以及折射率梯度变化等因素敏感的特点,引入了Born一级近似和Rytov一级近似的混合近似,通过调整两种近似的权重来最大化这两种重建算法的优点,从而提高图像重建的精度。本文的主要内容及贡献如下:1、为了验证这种混合近似算法对复杂样本重建的有效性,本文进行了仿真实验,通过合成三维修正Shepp-Logan S-L模型的散射场数据来模拟细胞对光波的衍射情况,为图像处理算法研究提供了量化的基础。随后,分别采用Born一级近似、Rytov一级近似以及一级混合近似对其进行图像重建并比较基于这三种近似的重建图像算法的质量。2、为了进一步讨论混合近似对真实实验数据的适应性,本文分别对单个聚苯乙烯微珠样本和单层多个聚苯乙烯微珠样本的真实的实验数据进了三维图像重建,并对三种近似下的重建结果进行了评价。