骨质疏松症作为一个世界性的健康问题,已引起了越来越多的关注。骨质疏松症患者的骨骼不仅骨量减少,骨微结构也发生了改变,导致骨的脆性增高及骨折危险性增加。世界卫生组织(WHO)预测,在今后的50年内,骨质疏松性骨折的发生人数也将继续增多,其中的一半发生在亚洲。医学上用骨矿密度作为检查标准,但是近几年来逐渐认识到了骨小梁微结构对骨质疏松的影响,随着CT技术的发展,进一步推动了这一方面的研究。　　 骨小梁(trabecular bone,简称TB)是由相互连接的板状和杆状组成的一个复杂伪随机网络,通过骨吸收(破骨细胞)和骨形成(成骨细胞)之间复杂的相互作用,TB持续重新塑造以动态适应它所承受的压力(Wolff定律)。在骨质疏松症中,这种动态平衡被打破了,导致骨流失和结构形变,这些都增加了骨折的风险。骨矿密度只能部分说明骨的机械强度,TB强度的决定因素是TB微结构。基于μCT的图像分析可以直接从三维角度对骨的形态和结构进行分析和评价。　　 本文首先提出了一种基于局部拓扑参数的线细化算法,在保持拓扑性质和几何性质的同时,它能有效地提取三维图像中的线骨架,并用于后面的体拓扑分析中以提取中轴体素;其次分析了一种称为体拓扑分析(VTA)的方法,并把它应用于骨质疏松的病理分析上。方法能够对TB拓扑进行区域量化,在每一个TB区域,该方法唯一确定板状和杆状骨小梁连续体的拓扑分类,有助于根据己知的病因学对TB的形变进行早期诊断。并以此理论为基础,分析和实现了VTA算法,包括了面骨架化,数字拓扑分类,测地距离变换,测地标度计算和特征扩展等。并用颜色编码的方式(如绿色表示板,红色表示杆)直观地显示出来。同时把本方法应用到实际的骨头样本上,用三个参数rod％、SCR和EI来评价实验结果,并取得了预期的结果。