细胞作为生命体结构和生命活动的基本单元，其研究一直是生命科学、临床医学等领域的研究热点。目前，对于细胞的研究正从定性分析向定量研究发展，在这过程中涌现了许多有用的科学方法。而相位成像技术凭借其非侵入、无损伤和可定量的优点，成为生物细胞定量研究的众多方法中很有竞争力的一员。近十多年来，各种基于数字全息的定量相位显微技术被相继提出，并可对细胞进行清晰的定量相位成像。然而关于细胞研究和疾病诊断治疗的细胞参数往往不能直接从定量相位信息中获得，基于定量相位成像技术的细胞定量检测工作还处于起步阶段，有待于进一步提高和完善。　　基于此，本文以中国国家自然科学基金(No.11374130，NO.11302086)和高等学校博士学科点专项科研基金联合资助项目(NO.20113227110018)为支撑，在对各种定量相位成像理论深入分析的基础上，并着重对层析显微技术进行了研究，结合现有层析显微方法、图像重建方法、优化方法等，提出了生物细胞两正交方向相位成像层析熵方法，通过求取各细胞亚结构的平均折射率以及物理厚度来确定细胞亚结构的三维轮廓。并根据已有的红细胞和单核细胞参数信息，在VirtualLab光学仿真软件上建立了红细胞和单核细胞模型，并分别以红细胞和单核细胞模型为例，应用生物细胞两正交方向相位成像层析熵方法对其进行三维形态重建。数据分析表明，重建图像与模型具有很高的相似度。这验证了该方法对均质细胞和非均质细胞的可行性与有效性。　　本文提出的生物细胞两正交方向相位成像层析熵方法仅需两幅相位图像，就可实现对生物细胞的三维形态重建，不需要对细胞进行层析成像，完全区别于其他的相位显微技术。这为三维形态重建提供了一个很好的思路。该方法可用于细胞亚结构的研究分析中，具有很高的科研价值。