간 영역 3차원 B-모드 초음파 영상 및 자기공명 영상간의 강인한 강체 정합 기법

Abstract

이종영상간의 정합은 최근 들어 영상 유도 시술이나 진단 등 많은 의료분야에서 이용되고 있다. 특히, 높은 화질의 MR 영상과 실시간으로 얻을 수 있는 초음파 영상을 정합하는 기법은 시술 및 진단 시에 매우 유용한 기법으로 널리 알려져 있다. 현재 사용되는 정합 방식은, 두 영상에서 혈관 분기점과 같은 몇몇 대응점을 수동으로 선택하여 초기정합에 이용하는 정합 방식을 주로 적용하고 있다. 하지만 이런 수동방식은 시간도 오래 걸릴 뿐 아니라, 호흡 차이가 있거나 두 영상의 영상 기준 축이 크게 다를 때에는 대응점을 찾는 것이 매우 어려운 단점이 있다. 게다가 환자의 상태가 좋지 않아 영상에서 대응할 특징점이 잘 보이지 않는다면 적용하기가 더욱 어렵게 된다. 따라서, 정합 알고리즘은 자동화 되어야 할 뿐 아니라, 특징점의 수나 특성에 덜 민감해야 한다. 이 논문에서는 간 영역에 대한 3차원 초음파 영상과 MR영상간의 정합에 대하여 자동으로 수행되면서 환자의 상태에 덜 민감한 강체 정합 알고리즘을 제안하고자 한다. 제안하는 알고리즘은 초기 정합과 보강 정합의 두 단계로 이루어져 있다. 알고리즘의 강인성을 높이기 위해서, 특징점으로 환자의 상태에 무관하게 영상에서 잘 보이는 편인 하대정맥과 횡격막 혹은 간 경계면을 선정 하였다. 선정된 특징점을 추출하여 기하학적 관계를 연산하여 초기 정합에 이용한다. 그리고 특징점으로부터 얻을 수 있는 정보가 적기 때문에 생기는 정합 오차는 보강 정합 단계에서 보완한다. 본 논문에서 제시하는 실험결과는 제안하는 알고리즘이 환자의 상태로 인해 영상에서 특징점이 잘 보이지 않는 경우에도 높은 정확도로 정합이 가능한 것을 보여 준다.