본 논문에서는 동적조영증강 MR 유방영상에서 종양의 관류 분석을 위한 비강체 정합 방법을 제안한다. 제안 방법은 다음과 같은 네 단계로 구성된다. 첫째, 유방 피부와 흉근을 제거함으로써 유방 영역을 분할하고 유방 영역 내 조직을 k-means 군집화 기법을 이용하여 지방과 유선조직으로 분류한다. 둘째, 밝기값 및 형태정보 기반 기법을 이용하여 종양의 위치를 자동으로 추출하고 종양 부위를 분할한다. 셋째, 조영 전 후 증강 MR영상 간 정규화된 상호정보 기반 강체 정합 후 대응되는 지방과 유선조직에 대하여 히스토그램 매칭을 통해 밝기값을 보정한다. 넷째, 종양 부위에 강성 제약과 각 조직별 정규화 가중치를 적용한 데몬기반 비강체 정합을 통해 유방의 지역적 움직임을 보정한다. 본 제안 방법의 결과를 평가하기 위하여 육안 평가, 정확성 및 수행시간 측정을 수행하였다. 실험결과 유방조직별 밝기값 보정 및 종양 강성 제약을 적용한 비강체 정합이 종양 부위의 강성 구조를 유지하면서 유방 영역을 정확하게 정합할 수 있음을 알 수 있었다.
In this paper, we propose a nonrigid registration method in dynamic contrast-enhanced MR images for the perfusion analysis of breast tumor. Our method consists of following four steps. First, breast region is segmented by eliminating breast skin and pectoral muscle, and fat and glandular tissues in the breast region are classified using k-means clustering. Second, breast tumor is automatically localized and segmented by using intensity and morphology based method. Third, breasts in pre and post contrast-enhanced MR images are aligned through normalized mutual information based rigid registration, and density difference between corresponding tissues in both MR images is corrected using histogram matching. Finally, nonrigid motion of breast in pre and post contrast-enhanced MR images is refined through demon based nonrigid registration with tumor rigidity constraint and tissue-weight-based regularization. To evaluate the result of our method, we performed the visual inspection, accuracy and processing time. The experimental results show that the nonrigid registration with density correction of breast tissue and rigidity constraint of tumor can accurately deform the breast while maintaining rigid structure of the tumor.
