KR101267759B1 - 화상 처리 장치, 화상 처리 방법 및 저장 매체 - Google Patents

화상 처리 장치, 화상 처리 방법 및 저장 매체 Download PDF

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Abstract

제1 화상에 있어서의 피검체의 탄성에 관한 제1 탄성 정보와, 제2 화상에 있어서의 피검체의 탄성에 관한 제2 탄성 정보가 취득되고, 제1 탄성 정보와 제2 탄성 정보 중 하나 이상에 기초하여 제1 화상과 제2 화상을 서로에 대해 위치 정렬된다.

Description

화상 처리 장치, 화상 처리 방법 및 저장 매체{INFORMATION PROCESSING APPARATUS, INFORMATION PROCESSING METHOD, AND STORAGE MEDIUM}
본 발명은 복수의 촬상 장치에 의해 촬상한 화상들의 위치 정렬을 위한 기술에 관한 것으로서, 특히, 피검체의 탄성 정보를 이용한 화상 처리 기술에 관한 것이다.
의료 분야에 있어서, 의사는 피검체의 의료용 화상을 모니터에 표시하고, 표시된 의료용 화상을 해석해서 병변부의 상태나 경시 변화를 관찰한다. 이 종류의 의료용 화상을 촬상하는 장치(모덜리티)로서는, X선 컴퓨터 단층 촬영(X선 CT) 장치, 자기 공명 영상(MRI) 장치, 핵의학 진단 장치(단일 광자 컴퓨터 단층 촬영(single-photon-emission computed tomography: SPECT) 또는 양전자 방출 단층 촬영(positron emission tomography: PET)), 및 초음파 영상(US) 장치 등을 들 수 있다. 전술한 모덜리티 각각은, 그 모덜리티에 특유한 물리량을 계측함으로써 피검체의 내부 조직의 영상을 제공할 수 있다. 상이한 모덜리티에 의해 취득되는 화상들은 상이한 특성을 갖는다. 그러므로, 의사는 일반적으로, 복수의 모덜리티를 사용해서 진단을 한다. 예를 들면, MRI 장치와 초음파 영상 장치 각각에 의해 피검체를 촬상하고, 의사는 얻어진 정보를 종합적으로 고려함으로써 진단을 행한다.
그러나, 복수의 모덜리티를 사용하여 동일한 피검체를 촬상하는 경우, 얻어진 화상들은 상이한 좌표계들에 기초한다. 따라서, 피검체 내의 특정한 지점은, 얻어진 화상들 상의 상이한 위치들에 표시될 수 있다. 종래 기술에 따르면, 상이한 모덜리티들에 의해 촬상된 화상들은 그들 간의 기하학적인 관계가 가시화되도록 해서 의사에게 제시되는 것은 아니다. 각각의 모덜리티에 의해 개별적으로 얻은 화상들의 정보에 기초하여 의사들은 그 관계를 추정한다. 따라서, 상이한 모덜리티에 의해 얻은 화상들 간의 관계가 용이하게 이해될 수 없다는 문제가 있다.
따라서, 상이한 모덜리티들에 의해 얻은 화상들을 서로에 대해 위치 정렬하고, 화상들 간의 관계를 의사가 용이하게 이해할 수 있도록 화상들을 의사에게 제시하는 기술의 개발이 시도되었다. 특히, 대화식(interactive manner)으로 촬상되는 초음파 단층상과, 다른 모덜리티에 의해 얻은 3차원 의료용 화상을 서로 연관지어 제시하는 기술을 개발하기 위한 시도가 이루어져 왔다. 특히, 특허 문헌 1에서는, 피검체의 MRI 화상을 사전에 얻어 두고, 얻고 있는 초음파 단층상에 대응하는 MRI 단층상을 생성하고, MRI 단층상을 초음파 단층상 옆에 표시하는 애플리케이션이 논의되어 있다. 이 애플리케이션에 따르면, 초음파 단층상과 MRI 화상 간의 관계를 용이하게 이해할 수 있고, 진단의 효율 및 정밀도가 향상될 수 있다. 또한, 초음파 영상 장치로는 가시화되기 어려운 정보, 예를 들면, 어떤 종류의 종양의 위치 등이 MRI 화상에서는 용이하게 가시화될 수 있는 경우가 있을 수 있다. 이러한 경우, 화상의 정보를 상보적으로 보충할 수 있다. 그 결과, 예를 들면, 천자 가이드(puncture guide) 등이 정밀하게 작동될 수 있다.
초음파 단층상과 3차원 의료용 화상을 서로에 대해 위치 정렬하기 위해, 초음파 단층상에 대응하는 단면의 위치가 결정된다. 초음파 단층상에 대응하는 단면의 위치는, 예를 들면 외부 센서를 이용해서 초음파 프로브의 위치와 방위를 계측함으로써 결정될 수 있다. 특허 문헌 1에 따르면, 자기장을 이용하여 위치와 방위를 계측하는 센서를 초음파 프로브에 부착하고, 센서에 의해 초음파 프로브의 위치와 방위를 계측한다.
개별적인 모덜리티들에 의해 구해지는 초음파 단층상과 3차원 의료용 화상을, 화상들의 정보를 이용하여, 위치 정렬하는 기술도 역시 검토되어 왔다. 그러한 기술의 예는 비특허 문헌 1에 논의되어 있다. 이 예에 따르면, 사전에 취득한 CT 화상에 기초하여 초음파 시뮬레이션 화상이 생성된다. 그리고, 실제로 초음파 영상 장치로 촬상한 초음파 단층상과 상기 초음파 시뮬레이션 화상 간의 관계를 화상 정보에 기초하여 결정한다. 이에 따라, 개별적인 모덜리티들에 의해 얻어진 화상들이 서로에 대해 위치 정렬될 수 있다.
그러나, 외부 센서를 사용하는 방법에서는, 피검체는 강체이며 형태가 변화하지 않는다는 가정이 필요하다. 그러나, 피검체가 강체라는 가정은, 피검체의 진료 부위에 따라서는 성립하기 어려울 수 있다. 예를 들면, 유선 영역이 유방암 검사를 위해 관찰되는 경우, 진료하는 부위, 즉, 유방을 강체라고 가정하는 것은 곤란하다. 특히, MRI 촬상을 피검체가 엎드려 누운(얼굴을 아래로 향한) 위치에서 행하고, 초음파 촬상을 피검체가 똑바로 누은(얼굴을 위로 향한) 위치에서 행하는 일반적인 검사 플로우에 있어서는, 중력의 영향 때문에 유방의 형상이 크게 변화되어버린다. 또한, 초음파 촬상이 프로브로 검사하는 피검 부위를 누르면서 행해지기 때문에, 프로브에 의해 작용된 압력에 기인하여 검사하는 부위의 형태가 변화하기도 한다.
한편, 화상 정보에 기초하여 화상들을 서로에 대해 위치 정렬하는 종래 기술에서는, 피검체의 검사 부위가 비강체라는 사실을 고려하여, 화상들 간에 있어서 형태의 변화를 보상함으로써 화상들을 위치 정렬할 수 있다. 그러나, 형태 변화는 매우 많은 자유도가 존재하기 때문에, 로컬 솔루션(local solution)만이 구해질 수 있다. 그러므로, 정확한 위치 정렬 결과를 얻기 어렵다.
[특허 문헌 1]
일본특허 제03871747호
[비특허 문헌 1]
W. Wein, B. Roper, 및 N. Navab, "Automatic registration and fusion of ultrasound with CT for radiotherapy," Proc. MICCAI 2005, vol. 2, pp. 303-311, 2005.
본 발명은 상기한 문제점들을 고려하여 이루어진 것이며, 두 개의 다른 화상 간의 위치 정렬의 정밀도를 향상시키는 기술을 제공한다.
본 발명의 특징에 따른 화상 처리 장치는 제1 화상과 제2 화상을 서로에 대해 위치 정렬한다. 화상 처리 장치는, 상기 제1 화상에 있어서의 피검체의 탄성에 관한 제1 탄성 정보를 취득하도록 구성된 제1 탄성 정보 취득부, 상기 제2 화상에 있어서의 상기 피검체의 탄성에 관한 제2 탄성 정보를 취득하도록 구성된 제2 탄성 정보 취득부, 및 상기 제1 탄성 정보와 상기 제2 탄성 정보 중 하나 이상에 기초하여 상기 제1 화상과 상기 제2 화상을 서로에 대해 위치 정렬하도록 구성된 위치 정렬부를 포함한다.
본 발명의 다른 특징들 및 이점들은, 동일하거나 유사한 부분들에 유사한 참조 부호들을 병기한 첨부 도면들을 참조하여 하기의 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 명세서에 결합되어 그 일부를 구성하는 첨부 도면들은 본 발명의 실시예들을 도시하며, 그 설명과 함께, 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 제1 실시예에 따른 화상 처리 장치에 접속되는 장치들의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 화상 처리 장치의 기능 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 화상 처리 장치의 기능들을, 소프트웨어를 실행함으로써 실현하는 컴퓨터의 기본 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 제1 실시예에 따른 화상 처리 장치에 의해 실행되는 처리 절차의 흐름도이다.
도 5는 제1 실시예에 따른 위치 정렬 처리부에 의해 실행되는 처리 절차의 흐름도이다.
도 6은 제2 실시예에 따른 화상 처리 장치의 기능 구성을 도시한 도면이다.
도 7은 제2 실시예에 따른 화상 처리 장치에 의해 실행되는 처리 절차의 흐름도이다.
도 8은 제3 및 제4 실시예에 따른 화상 처리 장치의 기능 구성을 도시한 도면이다.
도 9는 제3 실시예에 따른 위치 정렬 처리부에 의해 실행되는 처리 절차의 흐름도이다.
도 10은 제4 실시예에 따른 위치 정렬 처리부에 의해 실행되는 처리 절차의 흐름도이다.
이제 본 발명의 실시예들을 첨부 도면들에 따라 상세히 설명한다. 그러나, 예시된 실시예들은 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 취지는 아니다.
<제1 실시예>
본 실시예에 따른 화상 처리 장치는, 사전에 촬상한 피검체의 MRI 화상과, 조작자(기사 또는 의사)가 대화식으로 얻고 있는 해당 피검체의 초음파 단층상을 둘다 취득하고, 초음파 단층상에 대응하는 MRI 단층상을 생성해서, 생성된 MRI 단층상을 표시하는 기능을 구비한다.
도 1은 본 실시예에 따른 화상 처리 장치(10)에 접속되는 장치들의 구성을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 화상 처리 장치(10)는 초음파 영상 장치(20), 자기 공명 영상 장치(30), 및 위치/방위 센서(40)에 접속된다. 이 장치들은, 이더넷(상표명) 등에 의한 근거리 통신망(local area network: LAN)(50)을 통해 서로 접속되어 있다. 접속 방법은 이것에 한정되는 것은 아니고, 장치들은 또한 유니버셜 시리얼 버스(universal serial bus: USB) 또는 IEEE 1394에 기초한 인터페이스를 통해 서로 접속될 수 있다.
초음파 영상 장치(20)는, 1차원 어레이로 배열된 초음파 탐촉자군을 포함하는 초음파 프로브(25)에 접속된다. 초음파 영상 장치(20)는 피검체의 2차원 초음파 단층상을 촬상한다. 초음파 단층상은, 초음파 프로브(25)를 피검체(도시되지 않음)에 접촉시켜, 초음파 프로브(25)로부터 초음파 신호를 송신하여 초음파 신호가 반사되고, 반사된 초음파 신호를 해당 초음파 프로브(25)로 수신함으로써 얻어진다. 본 실시예에 따른 초음파 영상 장치(20)는, 단층상으로서, 피검체의 제1 화상으로서 역할을 하는 B 모드 화상과, 제1 탄성 정보로서 역할을 하는 탄성 화상을 생성한다. 탄성 화상(이하, "초음파 탄성 화상"이라고 부를 경우가 있음)은, B 모드 화상이 촬상되는 피검체의 탄성에 관한 정보를 나타낸다. 초음파 탄성 화상은, 예를 들어, 초음파 프로브(25)에 의해 피검체에 압력이 작용할 때 유발되는 화상의 변형량에 기초하는 방법이나, 또는 박동 등을 이용하는 방법 등으로 생성될 수 있다. 그러나, 초음파 탄성 화상을 생성하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 초음파 영상 장치(20)에 의해 생성된 화상들은, LAN(50)을 통해 화상 처리 장치(10)에 송신된다.
자기 공명 영상 장치(30)는, 피검체의 내부 조직의 자기 공명에 관한 물리적 특성에 기초하여 3차원 화상을 생성한다. 이에 따라, 제2 화상으로서 역할을 하는 3차원 MRI 화상이 얻어진다. 자기 공명 영상 장치(30)에 의해 촬상되는 화상은, 예를 들면 T1-가중 화상이다. 그러나, 필요에 따라 T2-가중 화상이나 다른 모드의 화상도 얻어질 수 있고, 조영 매체가 사용될 수도 있다. 또한, 다중 모드로 화상들을 얻을 수 있다. 자기 공명 영상 장치(30)가 생성한 MRI 화상은 LAN(50)을 통해 화상 처리 장치(10)에 송신된다.
위치/방위 센서(40)는 초음파 프로브(25)의 위치와 방위를 계측하고, LAN(50)을 통해 계측 결과를 화상 처리 장치(10)에 송신한다. 위치/방위 센서(40)로서는 임의의 종류의 센서를 사용해도 된다. 예를 들면, 자기장을 이용하는 자기 센서나, 또는 마커와 카메라를 포함하는 광학 센서를 사용할 수 있다.
도 2를 참조하여, 본 실시예에 따른 화상 처리 장치(10)의 기능 구성을 설명한다. 도 2는 화상 처리 장치(10)의 기능 블럭도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 화상 처리 장치(10)는 초음파 단층상 취득부(210), 프로브 위치/방위 취득부(220), MRI 화상 취득부(230), 탄성 정보 추정부(240), 위치 정렬 처리부(250), MRI 단층상 생성부(260), 및 표시부(270)를 포함한다.
제1 화상 취득부 및 제1 탄성 정보 취득부로서 기능하는 초음파 단층상 취득부(210)는, 초음파 영상 장치(20)에 의해 촬상되는 초음파 단층상(B 모드 화상 및 탄성 화상)을 취득한다.
프로브 위치/방위 취득부(220)는 위치/방위 센서(40)에 의해 계측되는 초음파 프로브(25)의 위치와 방위를 취득한다.
제2 화상 취득부로서 기능하는 MRI 화상 취득부(230)는, 자기 공명 영상 장치(30)에 의해 촬상되는 MRI 화상을 취득한다.
제2 탄성 정보 취득부로서 기능하는 탄성 정보 추정부(240)는, MRI 화상 취득부(230)가 취득한 MRI 화상에 기초하여, MRI 화상에서 피검체의 탄성에 관한 정보를 제2 탄성 정보로서 추정한다. 이에 따라, MRI 탄성 화상을 구한다.
위치 정렬 처리부(250)는, 초음파 단층상 취득부(210)가 취득한 초음파 단층상과, MRI 화상 취득부(230)가 취득한 MRI 화상을 서로에 대해 위치 정렬하기 위한 비강체 변형 위치 정렬 처리를 행한다. 이 처리에서는, MRI 화상의 변형 파라미터와, MRI 좌표계에 있어서의 초음파 단층상의 위치와 방위를 결정하고, 이들을 MRI 단층상 생성부(260)에 출력한다. 이하, 도 5에 도시된 흐름도를 참조하여 위치 정렬 처리부(250)가 행하는 처리를 상세히 설명한다.
MRI 단층상 생성부(260)는, 위치 정렬 처리부(250)에 의해 얻은 위치 정렬 결과에 따라, 초음파 단층상에 대응하는 MRI의 단층상을 생성한다. 더 구체적으로는, 미리 촬상된 MRI 화상으로부터 초음파 단층상에 대응하는 영역의 화상을 추출한다.
표시부(270)는, 초음파 단층상 취득부(210)가 얻은 초음파 B 모드 화상과, MRI 단층상 생성부(260)가 생성한 MRI 단층상을, 모니터상에 수평 또는 수직으로 서로 나란히 배열해서 표시한다.
도 2에 도시된 화상 처리 장치(10)에 포함된 각 부들은, 컴퓨터의 중앙 처리 장치(central processing unit: CPU)에 의해 소프트웨어가 실행될 때 각 부들의 기능들을 실현하는, 소프트웨어로서 제공될 수 있다. 본 실시예에서는, 화상 처리 장치(10)에 포함된 각 부들은 1개의 컴퓨터에 인스톨되어 있는 소프트웨어로서 제공된다.
도 3은 화상 처리 장치(10)에 포함된 각 부들의 기능들을 실현하기 위해 소프트웨어를 실행하는 컴퓨터의 기본 구성을 도시한 도면이다.
CPU(301)는 랜덤 액세스 메모리(RAM)(302)나 판독 전용 메모리(ROM)(303)에 저장된 프로그램 및 데이터를 이용해서 컴퓨터 전체 동작을 제어한다. CPU(301)는 화상 처리 장치(10)에 포함된 각 부들에 대응하는 소프트웨어의 실행을 제어함으로써, 각 부들의 기능들을 실현한다.
RAM(302)은 외부 저장 장치(304)로부터 로드된 프로그램 및 데이터를 일시적으로 저장하는 영역과, CPU(301)가 각종 처리를 행하기 위해 필요로 하는 작업 영역을 구비한다. ROM(303)은 일반적으로 컴퓨터의 기본 입/출력 시스템(BIOS) 및 설정 데이터를 저장한다. 외부 저장 장치(304)는 하드 디스크 드라이브 등의 대용량 정보 저장 장치로서 기능하며, 운영 시스템 및 CPU(301)가 실행하는 프로그램 들을 저장한다. 본 실시예의 설명에 있어서 이미 알려진 것이라고 여겨지는 정보는 외부 저장 장치(304)에 저장되어 있고, 필요에 따라 RAM(302)에 로드된다.
모니터(305)는 액정 디스플레이 등을 포함한다. 모니터(305)는, 예를 들면, 표시부(270)가 출력하는 내용을 표시할 수 있다. 키보드(306)와 마우스(307)는 입력 장치이며, 조작자에 의해 조작될 수 있어서 각종 지시를 화상 처리 장치(10)에 입력한다.
인터페이스(308)는 화상 처리 장치(10)와 외부 장치 사이에서 각종 데이터를 통신하도록 구성되고, IEEE 1394 포트, USB 포트, 또는 이더넷(상표명) 포트 등을 포함한다. 인터페이스(308)를 통해 취득한 데이터는 RAM(302)에 저장된다. 초음파 단층상 취득부(210), 프로브 위치/방위 취득부(220), MRI 화상 취득부(230) 등의 기능들은 인터페이스(308)를 통해 실현된다.
상술한 각 구성 요소들은 버스(309)에 의해 서로 접속된다.
이제, 도 4에 도시된 흐름도를 참조하여, 본 실시예의 화상 처리 장치(10)가 실행하는 처리들의 절차를 설명한다. 본 실시예에 따른 화상 처리 장치(10)에 포함된 각 부들의 기능들은, 그 기능들에 대응하는 프로그램들을 CPU(301)가 실행하게 하고, 컴퓨터의 전체 동작을 제어함으로써 실현된다. 이하 설명되는 처리들을 실행하기 전에, 이 흐름도에 대응하는 프로그램 코드가 외부 저장 장치(304)로부터 RAM(302)에 로드된다.
단계 S410
단계 S410에 있어서, MRI 화상 취득부(230)는 자기 공명 영상 장치(30)에 의해 촬상되는 MRI 화상을 취득하고, 그 MRI 화상을 탄성 정보 추정부(240), 위치 정렬 처리부(250), 및 MRI 단층상 생성부(260)에 송신한다. MRI 화상 취득부(230)는 자기 공명 영상 장치(30)로부터 직접 MRI 화상의 취득할 수 있다. 대안적으로, 자기 공명 영상 장치(30)가 촬상한 화상을 의료용 화상 기록 장치(도시되지 않음)에 기록할 수 있고, 의료용 화상 기록 장치로부터 원하는 화상을 판독할 수 있다.
단계 S420
단계 S420에 있어서, 탄성 정보 추정부(240)는, 단계 S410으로 취득한 MRI 화상에 화상 처리를 실시하고, MRI 화상에서 피검체의 탄성에 관한 정보(제2 탄성 정보)를 추정하고, 이에 의해 MRI 탄성 화상을 생성한다. 생성된 MRI 탄성 화상은 위치 정렬 처리부(250)에 송신된다.
단계 S420에 있어서의 처리는, T.J. Carter, C. Tanner, W.R. Crum, 및 D.J. Hawkes에 의한, "Biomechanical model initialized non-rigid registration for image-guided breast surgery" Proc. MICCAI 2006 Workshop on Computational Biomechanics for Medicine, pp. 104-112, 2006에 개시된 방법에 의해 실행될 수 있다. 이 방법에 따르면, 취득한 MRI 화상에 화상 처리를 실시하고, 화상을 탄성 계수들이 상이한 조직들을 나타내는 영역들(예를 들면, 유방이 검사되는 경우, 지방, 유선, 흉근 등의 영역들)로 분할한다. 그리고, 각 조직들의 탄성 파라미터들을 각각의 영역들에 대입함으로써 MRI 탄성 화상으로서 3차원 화상을 취득한다. 각 조직들의 탄성 파라미터들을 통계 정보로서 미리 저장한다.
단계 S430
단계 S430에 있어서, 초음파 단층상 취득부(210)는, 초음파 영상 장치(20)에 의해 촬상되는 초음파 단층상(B 모드 화상 및 탄성 화상)을 취득한다. B 모드 화상은 위치 정렬 처리부(250) 및 표시부(270)에 송신된다. 초음파 탄성 화상은 위치 정렬 처리부(250)에 송신된다. 초음파 단층상 취득부(210)는 초음파 영상 장치(20)에 의해 행해지는 촬상 처리와 동기해서 초음파 단층상을 직접 취득할 수 있다. 대안적으로, 초음파 영상 장치(20)가 과거에 촬상한 단층상들을 의료용 화상 기록 장치(도시되지 않음)에 기록할 수 있고, 의료용 화상 기록 장치로부터 원하는 단층상을 판독할 수 있다.
단계 S440
단계 S440에 있어서, 프로브 위치/방위 취득부(220)는 위치/방위 센서(40)에 의해 취득되는 초음파 프로브(25)의 위치와 방위의 계측값을 취득한다. 계측값들은 MRI 좌표계(단계 S410에서 취득한 MRI 화상을 정의하는 좌표계)에 있어서의 초음파 단층상의 위치와 방위로 변환된다. 이렇게 취득된 위치와 방위는 위치 정렬 처리부(250)에 송신된다.
본 실시예에 있어서, 위치/방위 센서(40)가 정하는 센서 좌표계와 MRI 좌표계 간의 관계는 미리 교정되어 있고, 그들 간의 변환은 기지의 정보로서 프로브 위치/방위 취득부(220)에 의해 미리 취득된다. 초음파 프로브(25)와 초음파 단층상 간의 관계도 미리 교정되어 있고, 그들 간의 변환은 기지의 정보로서 프로브 위치/방위 취득부(220)에 의해 미리 취득된다. 센서 좌표계에 있어서의 프로브의 위치와 방위를 MRI 좌표계에 있어서의 초음파 단층상의 위치와 방위로 변환하는 처리는, 전술한 변환들을 이용한 좌표 변환의 기지의 방법에 의해 실행될 수 있으므로, 그 상세한 설명은 생략한다.
MRI 처리시의 피검체의 자세는 초음파 프로브(25)를 사용한 촬상 처리시의 피검체의 자세와는 다르다. 피검체는 탄성체이기 때문에, 피검체는 중력의 영향을 받아, 그의 형상이 완전히 일정하지는 않다. 또한, 단계 S440에서 얻은 MRI 좌표계에 있어서의 초음파 단층상의 위치와 방위는, 피검체의 탄성에 기인한 오차를 포함한다. 따라서, 단계 S440에서 얻은 이 위치와 방위를 이용해서 MRI 단층상을 생성하면, 초음파 단층상에 완전히 대응하는 단층상을 얻는 것은 곤란하다. 단계 S450에서 행하는 위치 정렬 처리의 목적은, 화상들을 기지의 정보를 이용해서 보정 하는 것이다.
단계 S450
단계 S450에 있어서, 위치 정렬 처리부(250)는 전술한 단계에서 취득한 정보에 기초하여 비강체 변형 위치 정렬 처리를 행한다. 비강체 변형 위치 정렬 처리에 있어서, 단계 S410에서 취득한 MRI 화상과, 단계 S430에서 취득한 B 모드 화상을 서로에 대해 위치 정렬한다. 더 구체적으로는, 우선, MRI 화상의 변형 파라미터들(본 실시예에서는 MRI 좌표계에 있어서 그리드 패턴에 설정된 제어점들의 변위들)과, MRI 좌표계에 있어서의 초음파 단층상의 위치와 방위를 취득한다. 이렇게 취득된 값들은 MRI 단층상 생성부(260)에 출력된다. 단계 S450에서 실행되는 처리의 상세에 대해서는, 이하, 도 5에 도시된 흐름도를 참조해서 상세히 설명한다.
단계 S460
단계 S460에 있어서, MRI 단층상 생성부(260)는, 단계 S450에서 얻은 MRI 화상의 변형 파라미터와, MRI 좌표계에 있어서의 초음파 단층상의 위치와 방위에 기초하여 초음파 단층상에 대응하는 MRI의 단층상을 생성한다. 우선, 제어점들의 변위에 따라, B-Spline 등의 공지된 보간법을 이용하여, 변형 후의 MRI 화상을 볼륨(volume) 데이터로서 생성한다. 그리고, 초음파 단층상의 위치와 방위에 기초하여 MRI 좌표계상에 있어서의 초음파 단층상의 점들의 좌표들을 결정하고, 그 점들에서의 화소값들을, 그 점들의 근방의 위치들에 있어서의 변형 후 MRI 화상의 화소값들을 보간함으로써 산출한다. 또한, MRI 단층상은, 변형 후의 MRI 화상을 볼륨 데이터로서 생성하는 것 대신, 필요한 점들의 좌표들에서의 변형 후의 MRI 화상의 화소값들만을 산출함으로써 생성될 수도 있다.
MRI 단층상 생성부(260)가 생성하는 화상은 초음파 단층상의 위치와 방위에 대응하는 MRI의 단층상과 정확히 동일한 것일 필요는 없다. 예를 들어, MRI 단층상은, 화상의 표시에 필요한 강조 처리나 노이즈 제거 처리가 실시될 수 있다. 대안적으로, 해당 단면에 직교하는 일정 범위의 MRI 화상의 화소값들을 적분함으로써 얻어진 화상을 생성할 수도 있다. 대안적으로, 해당 단면에 대응하는 MRI 화상의 MIP(Maximum　Intensity　Projection: 최대 강도 투사)를 생성해도 된다. 화상이 해당 단면에 대응하고 화상이 MRI 화상으로부터 생성될 수 있는 한, 임의의 종류의 화상이 생성될 수 있다.
단계 S470
단계 S470에 있어서, 표시부(270)는, 단계 S430에서 취득한 초음파 B 모드 화상과, 단계 S460에서 생성한 MRI 단층상을, 모니터(305) 상에 수평 또는 수직으로 서로 나란히 배열해서 표시한다.
단계 S480
단계 S480에 있어서, 화상 처리 장치(10)는, 처리를 종료하는 지시가 조작자에 의해 입력되었는지의 여부를 판정한다. 처리를 종료하는 지시가 입력되면, 모든 처리를 종료한다. 처리를 종료하는 지시가 입력되지 않았으면, 처리는 단계 S430으로 복귀한다. 그리고, 새로운 초음파 단층상(초음파 단층상들이 시계열적으로 촬상되는 경우에는, 다음의 초음파 단층상)에 대하여 단계 S430 내지 단계 S470의 처리를 반복한다. 조작자로부터의 지시는, 예를 들면, 키보드(306)를 통해 입력될 수 있다.
이상에 의해, 화상 처리 장치(10)의 처리가 실행된다.
이제, 도 5에 도시된 흐름도를 참조하여, 단계 S450에서 위치 정렬 처리부(250)가 실행하는 비강체 변형 위치 정렬 처리의 절차를 설명한다. 하기에 설명되는 처리에 있어서, 위치 정렬 처리부(250)는, 미지의 위치 정렬 파라미터인 s1 및 s2를 추정한다. 여기에서, s1은 MRI 좌표계에 있어서의 초음파 단층상의 위치와 방위의 추정값들을 나타낸다. s1은, 예를 들면, 위치를 나타내는 3 자유도의 값과, 자세를 나타내는 3 자유도의 값(오일러 각 또는 4원수의 파라미터)를 포함한다. 한편, s2는 MRI 단층상의 변형 파라미터들의 추정값들을 나타낸다. 본 실시예에서는, 변형 파라미터들을 MRI 좌표계에 있어서 그리드 패턴에 설정된 제어점들의 변위들로서 정의한다.
단계 S505
단계 S505에 있어서, 위치 정렬 처리부(250)는, 단계 S420에서 생성된 MRI 탄성 화상에 기초하여 중력에 기초한 MRI 화상의 변형 파라미터들을 추정한다.
본 실시예에서, MRI 처리시의 피검체의 자세는 초음파 촬상 처리시의 피검체의 자세와는 다른 경우가 있다. 이에 따라, 위치 정렬에 있어서 중력 방향에서의 차이에 기인하여 생기는 피검체의 변형을 고려하는 것이 유효할 수 있다. 따라서, 우선, 초음파 촬상 처리시의 자세에서 피검체의 가상 MRI 화상을, 단계 S410에서 얻은 MRI 화상을 변형함으로써 얻는다. 이 처리에서 사용되는 변형 파라미터들을, 중력 방향에 관한 정보와 MRI 화상의 탄성 정보로부터 추정한다. 예를 들면, 공지된 유한 요소법 등을 이용한 시뮬레이션에 의해, 중력에 기초한 변형 파라미터들(제어점들의 변위들)을 추정한다. 더 구체적으로, 단계 S420에서 얻은 피검체의 탄성 정보를 이용하고, 피검체가 초음파 촬상 처리시의 자세인 경우, 피검체에 작용되는 중력을 고려해서 MRI 화상을 변형한다. 마찬가지로, 초음파 촬상 처리에 의해 얻은 화상을 변형할 수도 있다.
단계 S510
단계 S510에 있어서, 위치 정렬 처리부(250)는 미지의 위치 정렬 파라미터들을 초기값으로 설정한다. 더 구체적으로는, 단계 S440에서 얻은 MRI 좌표계에 있어서의 초음파 단층상의 위치와 방위의 계측값들이 s1의 초기값으로서 설정된다. 또한, 단계 S505에서 얻은 중력에 기초한 변형 파라미터들이 s2의 초기값으로서 설정된다.
단계 S515
단계 S515에 있어서, 위치 정렬 처리부(250)는, 단계 S510에서 설정한 초기값들에 기초하여 위치 정렬의 정합성을 평가한다. 변형 파라미터 s2에 기초하여 변형된 MRI 화상과, s1에 위치하는 초음파 단층상 간의 위치 정렬의 정합성을 평가하고, 그 평가값을 산출한다.
위치 정렬의 정합성은, MRI 화상과 초음파 단층상 간의 정합성뿐만 아니라, MRI 탄성 화상과 초음파 탄성 화상 간의 정합성도 고려해서 평가한다. 탄성 정보는 모덜리티에 상관없이 피검체에 고유한 것이다. 그러므로, 정합성 평가의 정밀도를 향상시킬 수 있다. MRI 화상과 초음파 단층상만을 사용하여 위치 정렬 처리를 실행할 경우에는, 값들이 로컬 솔루션들에 수렴할 가능성이 있다. 탄성 정보가 부가적으로 사용되면, 값들을 참값들에 수렴시킬 수 있다.
본 실시예에서는, 정합성의 평가값 e를 다음 식에 의해 산출한다.
Figure 112011048732156-pct00015
위의 수학식에서, FUS, FMRI, IUS, 및 IMRI는 각각 초음파 탄성 화상, MRI 탄성 화상, 초음파 단층상, 및 MRI 화상을 나타낸다. 또한, eF는, 파라미터들을 s1과 s2로 한 경우에 구해지는 초음파 탄성 화상과 MRI 탄성 화상 간의 정합성의 평가값을 나타내고, eI는, 파라미터를 s1과 s2로 한 경우에 구해지는 초음파 단층상과 MRI 화상 간의 정합성의 평가값을 나타낸다. 또한, α는, eF와 eI 간의 혼합 비율을 나타내는 파라미터이며, 0과 1 사이의 값으로 설정된다. 위치 정렬 처리부(250)는, 피검체의 탄성 정보에 따라 α의 값을 변경한다. 복수의 탄성 범위들이 미리 설정되고, 피검체의 탄성이 속하는 탄성 범위에 따라 α의 값을 변경한다. 이에 따라 α의 값은 피검체의 검사 부위에 따라 적절하게 정해진다. 검사 부위가, 예를 들어, 유방과 같은 연부 조직으로 구성된 경우에는, 탄성은 높은 탄성 범위에 속하고 α의 값이 증가된다. 검사 부위가 손, 발 등과 같이 골질부로 주로 구성된 경우에는, 탄성은 낮은 탄성 범위에 속하므로 α의 값이 감소된다. 또한, 피검체의 탄성 정보의 평균값, 중간값, 모드 등의 통계량에 따라 α의 값을 변경할 수도 있다. 이에 따라, 탄성에 기인한 변형이 클 경우에는, 초음파 탄성 화상과 MRI 탄성 화상 간의 정합성을 나타내는 평가값의 비율을 증가시킬 수 있다. 또한, 위치 정렬 처리부(250)는, 초음파 탄성 화상과 MRI 탄성 화상에서 피검체의 자세들에 따라 α의 값을 변경할 수도 있다. 각 화상들을 취득하는 처리들에 있어서의 피검체의 자세들이 서로 근사할 경우에는 α의 값이 감소되고, 피검체의 자세들이 서로 다른 경우에는 α의 값이 증가된다. 위치 정렬 처리부(250)는, 각 화상들을 취득하는 처리들에 있어서의 피검체의 자세들 간의 상관성을 수치화하여, 그 수치값에 따라 α의 값을 변경한다. 예를 들어, 피검체의 자세들은 수평 방향과 수직 방향 사이의 각도로 수치화될 수 있고, 각 화상들에서의 피검체의 각도들, 및 각 화상들에 있어서의 피검체의 각도들의 차분에 따라 α의 값을 변경할 수 있다.
또한, α의 값은 고정값으로서 미리 설정될 수도 있다. 대안적으로, α의 값은 화상 처리 장치(10)의 조작자가 필요에 따라 설정할 수 있다.
초음파 탄성 화상과 MRI 탄성 화상 간의 평가값 eF는 다음 식에 의해 산출된다.
Figure 112011043762514-pct00002
위의 수학식에서, F'MRI는, 위치 정렬 파라미터들이 s1과 s2라고 가정하고 초음파 단층상의 단면에 대응하는 단면으로서 MRI 탄성 화상으로부터 추출한 단층상을 나타낸다. 이 단층상은 단계 S460에서 실행된 것과 마찬가지의 처리에 의해 생성될 수 있다. 또한, e'F는, 초음파 탄성 화상과, MRI 탄성 화상으로부터 추출한 단층상 간의 정합성을 나타내는 평가값이다. e'F의 산출은 평균-제곱-오차 기준에 기초하여 다음 식에 의해 행해진다.
Figure 112011043762514-pct00003
위의 수학식에서, Ω는 초음파 탄성 화상 내의 각 점의 좌표들을 나타내고, M은 가산되는 화소 수를 나타낸다. 또한, e'F를 산출하는 방법은 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 절대값 오차 기준, 상호 상관 기준, 상호 정보 기준, 정규화 상호 정보 기준 등과 같이, 화상들 간의 정합성이나 유사도를 평가하기 위한 공지된 다른 평가 기준을 사용할 수도 있다. 대안적으로, 화상들로부터 경사 등의 특징 값들을 구한 후에 정합성을 평가할 수도 있다. 따라서, 평가값은 다양한 방법들에 의해 산출될 수 있다. 또한, 전술한 기준들 중 임의의 것과 유사한 다른 기준을 사용해도 되며, 또는 전술한 기준들을 가중 합산함으로써 조합하여 사용해도 된다.
초음파 단층상과 MRI 화상 간의 평가값 eI는 다음 식에 의해 산출된다.
Figure 112011043762514-pct00004
위의 수학식에서, I'MRI는, 위치 정렬 파라미터를 s1과 s2라고 가정하고, 초음파 단층상의 단면에 대응하는 단면으로서 MRI 화상으로부터 추출한 단층상을 나타낸다. 이 단층상은 단계 S460에서 실행된 것과 마찬가지의 처리에 의해 생성될 수 있다. 또한, e'I는 초음파 탄성 화상과, MRI 화상으로부터 추출한 단층상 간의 정합성을 나타내는 평가값이다. 또한, e'I의 산출은, e'F의 산출 방법과 마찬가지의 방법에 의해 행할 수 있다. 그러므로, 그 상세한 설명은 생략한다.
단계 S520
단계 S520에 있어서, 위치 정렬 처리부(250)는 단계 S515에서 산출한 위치 정렬의 정합성의 평가값이 충분히 높은지의 여부를 판정한다. 평가값이 미리 정한 임계값보다 클 경우에는, 위치 정렬이 충분히 정확한 것으로 판정되고, 처리는 단계 S560으로 진행한다. 평가값이 미리 정한 임계값 이하인 경우에는, 처리는 단계 S525로 진행하고, 위치 정렬 처리가 계속된다.
다음의 단계들에 있어서, 위치 정렬의 처리는, 파라미터 s1과 s2를 교대로 추정함으로써 계속된다. 우선, 단계 S525 내지 단계 S535에서, 초음파 단층상의 위치와 방위의 추정값 s1을 보정함으로써, 변형 후의 MRI 화상과 초음파 단층상 간의 강체 위치 정렬을 행한다.
단계 S525
단계 S525에 있어서, 위치 정렬 처리부(250)는 초음파 단층상의 위치와 방위의 현재의 추정값 s1에 미소한 다른 변화를 부가함으로써, 위치와 방위에 관한 몇 개의 가설을 생성한다. 그리고, 각각의 위치와 방위에 관한 가설들에 대해서, 변형 파라미터 s2(이 단계에서는 고정된 것으로 간주함)에 기초하여 변형된 MRI 화상과 초음파 단층상 간의 위치 정렬의 정합성을 평가하고, 그 평가값을 산출한다. 위치 정렬의 정합성의 평가값은 각각의 가설에 대해 단계 S515에서 사용된 것과 마찬가지의 방법에 의해 산출된다.
단계 S530
단계 S530에 있어서, 위치 정렬 처리부(250)는 단계 S525에서 얻은 최대 평가값을 선택한다. 그리고, 그 최대 평가값이 구해진 가설(즉, 최선의 가설)의 위치와 방위를 초음파 단층상의 위치와 방위의 새로운 추정값 s1으로서 설정한다. 그러나, 최대 추정값이 현재의 추정값에 의해 구해진 평가값보다 작을 경우에는, 추정값은 갱신되지 않는다.
단계 S535
단계 S535에 있어서, 위치 정렬 처리부(250)는 초음파 단층상의 위치와 방위의 추정값이 수렴하는지의 여부를 판정한다. 추정값이 아직 수렴하지 않는다고 판정된 경우에는, 처리는 단계 S525로 진행하여, 몇 개의 가설들을 생성하고 최선의 가설을 선택하는 처리를 반복한다. 추정값이 수렴한다고 판정된 경우에는, 처리는 단계 S540으로 진행한다. 예를 들면, 단계 S530에서 구한 평가값의 개선량이 미리 정한 임계값 이하라면, 추정값은 수렴한다고 판정된다. 대안적으로, 새로운 추정값과 구 추정값 간의 차분이 미리 정한 임계값 이하인 경우에, 추정값이 수렴한다고 판정될 수 있다. 또한, 이 판정은 다른 방법들에 의해 행해도 된다. 대안적으로, 전술한 처리를 반복하는 횟수를 카운트할 수 있고, 그 횟수가 미리 정한 횟수에 도달할 때 처리의 반복을 정지시키도록 판정될 수 있다. 이러한 경우, 특정 시간 이내에 반복 계산이 종료될 것을 기대할 수 있고, 시스템 전체의 실시간 요건을 충족시킬 수 있다.
다음으로, 단계 S540 내지 단계 S550에서, MRI 화상의 변형 파라미터 s2(제어점들의 변위들)를 보정함으로써, 변형 후의 MRI 화상과 초음파 단층상 간의 비강체 위치 정렬을 행한다.
단계 S540
단계 S540에 있어서, 위치 정렬 처리부(250)는 변형 파라미터의 추정값 s2에 미소한 다른 변화를 부가하여, 변형 파라미터들에 관한 몇 개의 가설을 생성한다. 그리고, 각각의 가설에 대해, 그 가설에 기초하여 변형된 MRI 화상과, s1(이 단계에서는 고정된 것으로서 간주함)에 위치하는 초음파 단층상 간의 위치 정렬의 정합성을 평가하고, 평가값을 산출한다. 위치 정렬의 정합성의 평가값은 각각의 가설에 대해 단계 S515에서 사용된 것과 마찬가지의 방법에 의해 산출된다.
가설들은, 현재의 파라미터들의 정합성의 평가 단계에서, 제어점들 부근의 국소 영역들 각각에 있어서의 위치 정렬의 정합성을 산출하고, 그런 다음 결정된 정합성들에 따라 제어점들의 변위들을 변경함으로써, 생성될 수 있다. 더 구체적으로, 특정 국소 영역에 있어서의 위치 정렬의 정합성이 확보되는(평가값이 높음) 경우에는, 그 국소 영역에 영향을 미치는 제어점의 변위는 정확하다고 간주된다. 이에 따라, 보정할 제어점들의 변위들에만 미소한 변화가 부가된다. 대안적으로, 평가값들에 따라 제어점들의 변위들에 부가되는 미소한 변화량을 조정할 수 있다. 이러한 경우, 가설의 조합 폭발을 방지할 수 있고, 처리 속도를 증가시킬 수 있다.
변형 파라미터들인 제어점들의 변위들에 부가되는 변위의 미소한 변화의 범위는, 제어점들 부근의 영역들에서 MRI 탄성 화상의 값에 따라 조정될 수 있다. 더 구체적으로, 제어점 부근의 영역에서 탄성이 클 경우에는 각 제어점이 변위될 수 있는 범위를 증가시킬 수 있고, 제어점 부근의 영역에서 탄성이 작을 경우에는 각 제어점이 변위될 수 있는 범위를 감소시킬 수 있다.
단계 S545
단계 S545에 있어서, 위치 정렬 처리부(250)는, 단계 S540에서 구한 최대 평가값을 선택한다. 그리고, 그 최대 평가값이 구해진 가설(즉, 최선의 가설)의 변형 파라미터를 변형 파라미터의 새로운 추정값 s2로서 설정한다. 그러나, 최대 평가값이 현재의 추정값에 의해 구해진 평가값보다 작을 경우에는, 평가값은 갱신되지 않는다.
단계 S550
단계 S550에 있어서, 위치 정렬 처리부(250)는, 변형 파라미터의 추정값이 수렴하는지의 여부를 판정한다. 추정값이 아직 수렴하지 않는다고 판정되는 경우에는, 처리는 단계 S540으로 진행하고, 몇 개의 가설을 생성하고 최선의 가설을 선택하는 처리를 반복한다. 추정값이 수렴한다고 판정되는 경우에는, 처리는 단계 S555로 진행한다. 예를 들면, 단계 S545에서 구한 평가값의 개선량이 미리 정한 임계값 이하인 경우, 추정값이 수렴한다고 판정된다. 대안적으로, 새로운 변형 파라미터들과 구 변형 파라미터들 간의 차분이 미리 정한 임계값 이하인 경우에, 추정값들이 수렴한다고 판정될 수 있다. 또한, 이 판정은 다른 방법들에 의해 행해도 된다. 대안적으로, 전술한 처리를 반복하는 횟수를 카운트할 수 있고, 그 횟수가 미리 정한 횟수에 도달할 때 처리의 반복을 정지시키도록 판정될 수 있다. 이러한 경우, 특정 시간 이내에 반복 계산이 종료될 것을 기대할 수 있고, 시스템 전체의 실시간 요건을 충족시킬 수 있다.
단계 S555
단계 S555에 있어서, 위치 정렬 처리부(250)는 전술한 처리를 반복할지의 여부를 판정한다. 전술한 단계들을 반복해야 할 경우에는, 처리는 단계 S525로 진행하고, 현재의 파라미터들은 더 갱신된다. 전술한 단계들을 반복할 필요가 없는 경우에는, 처리는 단계 S560으로 진행한다. 판정은, 예를 들면 처리의 최대 반복 횟수를 미리 설정하고, 단계 S525 내지 단계 S550의 반복 횟수가 최대 횟수에 도달했는지의 여부를 판정함으로써 행할 수 있다. 이때, 위치 정렬의 정합성의 평가값이 충분히 클 경우에는, 현재 반복 횟수에 상관없이 반복이 정지될 수 있다. 대안적으로, 단계 S530과 단계 S545 중 어디에서도 추정값이 갱신되지 않는 상태가 얻어질 때까지, 반복이 계속될 수도 있다.
단계 S560
단계 S560에 있어서, 위치 정렬 처리부(250)는 전술한 단계들에서 구한 MRI 화상의 변형 파라미터 s2와 초음파 단층상의 위치와 방위 s1을, 위치 정렬의 결과로서 MRI 단층상 생성부(260)에 출력한다.
전술한 바와 같이, 단계 S450에서 비강체 변형 위치 정렬 처리가 실행된다.
이상의 처리들을 실행함으로써, 본 실시예에 따른 화상 처리 장치(10)는, 위치 정렬 파라미터를 추정하는 처리에 있어서 상이한 모덜리티들에 의해 얻은 탄성 정보들 간의 정합성을 고려함으로써, MRI 화상과 초음파 단층상 간의 위치 정렬을 고정밀도로 행할 수 있다.
<제2 실시예>
본 실시예에 따른 화상 처리 장치는, 피검체의 MRI 화상과 피검체의 3차원 초음파 화상을 둘다 취득하고, 이 화상들을 서로에 대해 위치 정렬해서 표시하는 기능을 제공한다.
본 실시예에 따른 화상 처리 장치는 제1 실시예와 다른 제2 탄성 정보 취득부를 포함한다. 제1 실시예에 있어서는, MRI 화상으로부터 조직 구조를 추정하고, 통계량으로부터 MRI 화상의 탄성 정보를 추정한다. 이에 대해, 본 실시예에서는, 피검체가 상이한 자세들로 있는 동안 취득한 MRI 화상들을 이용해서 해당 MRI 화상의 피검체의 탄성 정보를 추정한다. 이 경우, 피검체의 실제의 변형에 기초한 탄성 정보를 취득할 수 있다. 그러므로, 탄성 정보의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
제1 실시예에서는, 1차원 어레이로 배열된 초음파 탐촉자군을 포함하는 초음파 프로브(25)에 접속되어, 2차원 초음파 단층상을 취득하는 초음파 영상 장치(20)를 제1 모덜리티로서 이용한다. 이에 대해, 본 실시예에서는, 2차원 어레이로 배열된 초음파 탐촉자군을 포함하는 초음파 프로브(25)에 접속되고, 3차원의 초음파 화상을 취득하는 초음파 영상 장치(20)를 제1 모덜리티로서 사용한다. 이에 따라, 위치 정렬 처리에 이용되는 정보량이 증가한다. 그러므로, 위치 정렬 처리의 애매함이 감소될 수 있고, 위치 정렬의 정확도가 향상될 수 있다.
본 실시예에 따른 화상 처리 장치(600)에 접속되는 장치들의 구성은 도 1에 도시된 것과 유사하다. 제1 실시예에 따른 화상 처리 장치(10)와 마찬가지로, 화상 처리 장치(600)는 초음파 영상 장치(20), 자기 공명 영상 장치(30), 및 위치/방위 센서(40)에 LAN(50)을 통해 접속된다.
초음파 영상 장치(20)는, 2차원 어레이로 배열된 초음파 탐촉자군을 포함하는 초음파 프로브(25)에 접속된다. 초음파 영상 장치(20)는 피검체의 3차원 초음파 단층상(B 모드 화상 및 초음파 탄성 화상)을 촬상한다. 초음파 영상 장치(20)가 생성한 화상은 LAN(50)을 통해 화상 처리 장치(600)에 송신된다.
제1 실시예와 마찬가지로, 자기 공명 영상 장치(30)는 피검체의 MRI 화상을 촬상한다. 그러나, 제1 실시예와는 달리 본 실시예에서는, 피검체가 상이한 자세들(이하의 설명에서는, 똑바로 누운 위치와 엎드려 누운 위치)로 있는 동안 복수의 MRI 화상을 촬상한다. 피검체가 각각의 자세로 있는 동안 촬상된 MRI 화상은 LAN(50)을 통해 화상 처리 장치(600)에 송신된다.
위치/방위 센서(40)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 초음파 프로브(25)의 위치와 방위를 계측하고, LAN(50)을 통해 계측 결과를 화상 처리 장치(600)에 송신한다.
도 6은 화상 처리 장치(600)의 기능 블럭도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 화상 처리 장치(600)는 초음파 화상 취득부(610), 프로브 위치/방위 취득부(620), MRI 화상 취득부(630), 탄성 정보 추정부(640), 위치 정렬 처리부(650), 표시 화상 생성부(660), 및 표시부(670)을 포함한다.
초음파 화상 취득부(610)는 초음파 영상 장치(20)에 의해 촬상되는 3차원 초음파 화상(B 모드 화상 및 탄성 화상)을 취득한다.
프로브 위치/방위 취득부(620)는 위치/방위 센서(40)에 의해 계측되는 초음파 프로브(25)의 위치와 방위를 취득한다.
MRI 화상 취득부(630)는 피검체가 상이한 자세들로 있는 동안 자기 공명 영상 장치(30)에 의해 촬상한 복수의 MRI 화상을 취득한다.
탄성 정보 추정부(640)는, MRI 화상 취득부(630)가 취득한 복수의 MRI 화상에 기초하여, MRI 화상들 중 하나(이하의 설명에서는, 엎드려 누운 위치의 피검체의 MRI 화상)를 기초로 피검체의 탄성에 관한 정보(제2 탄성 정보)를 추정한다. 이에 의해, MRI 탄성 화상이 얻어진다.
위치 정렬 처리부(650)는, 초음파 화상 취득부(610)가 취득한 초음파 화상과, MRI 화상 취득부(630)가 취득한 MRI 화상 중 하나(이하의 설명에서는, 엎드려 누운 위치의 피검체의 MRI 화상)를 서로에 대해 위치 정렬하기 위한 비강체 변형 위치 정렬 처리를 행한다. 이 처리에 있어서, 엎드려 누운 위치의 피검체의 MRI 화상의 변형 파라미터들과, MRI 좌표계에 있어서의 초음파 화상의 위치와 방위를 결정하고, 이들을 표시 화상 생성부(660)에 출력한다.
표시 화상 생성부(660)는, 위치 정렬 처리부(650)에 의해 얻어진 위치 정렬 결과에 따라 표시 화상들을 생성한다. 표시부(670)는, 표시 화상 생성부(660)가 생성한 표시 화상을 모니터에 표시한다.
도 6에 도시된 화상 처리 장치(600)에 포함된 각 부들은, 컴퓨터의 CPU에 의해 소프트웨어가 실행될 때 각 부들의 기능들을 실현하는 소프트웨어로서 제공될 수 있다. 본 실시예에서는, 화상 처리 장치(600)에 포함된 각 부들은 1개의 컴퓨터에 인스톨되는 소프트웨어로서 제공된다. 화상 처리 장치(600)에 포함된 각 부들의 기능들을 실현하기 위해 소프트웨어를 실행하는 컴퓨터의 기본 구성은 도 3에 도시된 것과 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.
이제, 도 7에 도시된 흐름도를 참조하여, 본 실시예의 화상 처리 장치(600)가 실행하는 처리들의 절차를 설명한다. 본 실시예에 따른 화상 처리 장치(600)에 포함된 각 부들의 기능들은, 그 기능들에 대응하는 프로그램들을 CPU(301)가 실행하게 하고, 컴퓨터 전체 동작을 제어함으로써 실현된다. 하기에서 설명하는 처리들을 실행하기 전에, 흐름도에 대응하는 프로그램 코드는, 외부 저장 장치(304)로부터 RAM(302)에 로드된다.
단계 S710
단계 S710에 있어서, MRI 화상 취득부(630)는 자기 공명 영상 장치(30)에 의해 촬상되는 복수의 MRI 화상을 취득한다. 취득한 MRI 화상들은 탄성 정보 추정부(640), 위치 정렬 처리부(650), 및 표시 화상 생성부(660)에 송신된다. MRI 화상 취득부(630)는 자기 공명 영상 장치(30)로부터 직접 MRI 화상을 취득할 수 있다. 대안적으로, 자기 공명 영상 장치(30)가 촬상한 화상들을 의료용 화상 기록 장치(도시되지 않음)에 기록할 수 있고, 의료용 화상 기록 장치로부터 원하는 화상들을 판독할 수 있다.
단계 S720
단계 S720에 있어서, 탄성 정보 추정부(640)는, 단계 S710에서 취득한 복수자세(본 예에서는 똑바로 누운 위치와 엎드려 누운 위치)에 대응하는 MRI 화상들의 위치 정렬 처리를 행한다. 그리고, 위치 정렬 결과에 기초하여, MRI 화상들 중 하나(본 예에서는 엎드려 누운 위치의 피검체의 MRI 화상)에 기초한 피검체의 탄성에 관한 정보를 추정하고, MRI 탄성 화상을 생성한다. 생성된 MRI 탄성 화상은 위치 정렬 처리부(650)에 송신된다.
더　구체적으로는, 우선, 엎드려 누운 위치의 피검체의 MRI 화상과 똑바로 누운 위치의 피검체의 MRI 화상을 서로에 대해 위치 정렬하기 위한 비강체 변형 위치 정렬 처리를, 휘도 정보의 유사성에 기초하는 공지된 방법을 이용하여 실행한다. 예를 들면, 엎드려 누운 위치의 피검체의 MRI 화상에 있어서 그리드 패턴에 화소들 간의 점들을 설정할 수 있고, 그런 다음, 휘도 정보의 유사성을 이용하여, 똑바로 누운 위치의 피검체의 MRI 화상에 있어서의 대응 점들의 위치들을 추정한다. 이 처리는 T.W. Sederberg에 의한 "Free-form deformation of solid geometric models," Proc. SIGGRAPH'86, vol. 20, no. 4, pp.151-160, 1986에 개시된 FFD(free form deformation)법을 이용하여 실행할 수 있다. 그리고, 서로 대응하는 화소들에 대해, 근방의 제어점들까지의 거리들의 평균을 산출하고, 이렇게 구한 값은 그 점에 있어서의 탄성을 나타내는 수치값으로서 정의된다. 이 수치값은 탄성 계수이고, 유연성이 증가할수록 탄성 계수는 증가한다. 그런 다음, 대응 화소점들 이외의 좌표들에 있어서의 탄성 계수를 보간에 의해 산출함으로써 MRI 탄성 화상을 생성한다. 이 단계에서, 위치 정렬 처리를 받는화상들은 동일한 모덜리티에 의해 취득된다. 그러므로, 휘도 정보만을 이용한 경우라도 비교적 정확한 위치 정렬 결과를 얻을 수 있다.
단계 S730
단계 S730에 있어서, 초음파 화상 취득부(610)는 초음파 영상 장치(20)에 의해 촬상되는 3차원 초음파 화상(B 모드 화상 및 탄성 화상)을 취득한다. B 모드 화상은 위치 정렬 처리부(650) 및 표시 화상 생성부(660)에 송신된다. 초음파 탄성 화상은 위치 정렬 처리부(650)에 송신한다. 초음파 화상 취득부(610)는 초음파 영상 장치(20)에 의해 실행되는 촬상 처리와 동기해서 3차원 초음파 화상을 직접 취득할 수 있다. 대안적으로, 초음파 영상 장치(20)가 과거에 촬상한 화상들을 의료용 화상 기록 장치(도시되지 않음)에 기록할 수 있고, 해당 의료용 화상 기록 장치로부터 원하는 화상을 판독할 수 있다.
단계 S740
단계 S740에 있어서, 프로브 위치/방위 취득부(620)는, 제1 실시예의 단계 S440과 마찬가지로, 위치/방위 센서(40)에 의해 얻은 초음파 프로브(25)의 위치와 방위의 계측값을 취득한다. 계측값들은, MRI 좌표계(단계 S710에서 취득된 엎드려 누운 위치의 피검체의 MRI 화상을 정의하는 좌표계)에 있어서의 3차원 초음파 화상의 위치와 방위로 변환된다. 이렇게 얻은 위치와 방위는 위치 정렬 처리부(650)에 송신된다.
단계 S750
단계 S750에 있어서, 위치 정렬 처리부(650)는, MRI 화상들 중 하나(본 예에서는 엎드려 누운 위치의 피검체의 MRI 화상)를, 단계 S730에서 취득한 3차원 초음파 화상에 대해 위치 정렬하기 위한 비강체 변형 위치 정렬 처리를 실시한다. 더 구체적으로는, 우선, 엎드려 누운 위치의 피검체의 MRI 화상의 변형 파라미터들(본 실시예에서는 MRI 좌표계에 있어서 그리드 패턴에 설정된 제어점들의 변위들)과, MRI 좌표계에 있어서의 3차원 초음파 화상의 위치와 방위를 취득한다. 이렇게 얻은 값들은 표시 화상 생성부(660)에 출력된다.
단계 S750에서 행해지는 위치 정렬 처리는 제1 실시예에 따른 단계 S450의 처리와 마찬가지로 실행될 수 있다. 이 처리의 상세한 내용은 도 5의 흐름도에 도시된다. 그러나, 초음파 화상이 3차원 데이터로서 얻어지므로, 단계 S515, S525, 및 S540에 있어서 정합성의 평가값들을 산출하는 방법은 제1 실시예의 것과는 다르다. 더 구체적으로, 수학식 3에 있어서의 탄성 화상의 각 점들을 나타내는 Ω는 2차원 평면으로부터 3차원 공간으로 확장된다.
제1 실시예에 있어서는, MRI 탄성 화상을 이용해서 변형 파라미터 s2의 초기값을 결정한다(단계 S505). 그러나, 본 실시예에서는, 단계 S505의 처리를 생략할 수 있고, 단계 S720에서 실행되는 위치 정렬 처리의 결과로부터 엎드려 누운 위치로부터 똑바로 누운 위치로의 변형 파라미터가 s2의 초기값으로서 사용될 수 있다. 이에 따라, 예를 들면, 똑바로 누운 위치의 피검체의 MRI 화상을 촬상하는 처리에서의 피검체의 자세가 초음파 화상 취득 처리에서의 피검체의 자세에 근사할 경우에는, 초기값의 정확도가 증가될 수 있다.
단계 S760
단계 S760에 있어서, 표시 화상 생성부(660)는 단계 S750에서 얻은 MRI 화상의 변형 파라미터들과, MRI 좌표계에 있어서의 3차원 초음파 화상의 위치와 방위에 기초하여 표시 화상을 생성한다. 표시 화상은, 초음파 화상의 좌표계를 기초로 3차원 초음파 화상의 3개의 단면 화상과, 3차원 초음파 화상의 3개의 단면 화상에 대응하는 MRI 화상의 3개의 단면 화상을 포함한다. MRI 화상의 3개의 단면 화상을 취득하기 위해, 우선, 제어점들의 변위들에 따라 엎드려 누운 위치의 피검체의 MRI 화상을 변형시킨다. 그런 다음, 3차원 초음파 화상의 위치와 방위에 기초하여, 변형 후의 MRI 화상으로부터 추출되는 단면들이 초음파 화상의 단면들에 대응하도록, MRI 화상으로부터 단면들이 추출된다. 표시 화상은 3차원 초음파 화상 및 MRI 화상 각각의 3개의 단면 화상에 한정되지 않고, MRI 화상은, 예를 들면, 각각의 화상의 MIP 화상을 포함할 수도 있다. 또한, 표시 모드는, 예를 들면, 키보드(306)를 통해 유저 인터페이스에 의해 선택될 수 있도록 장치가 구성될 수 있다.
단계 S770
단계 S770에 있어서, 표시부(670)는 단계 S760에서 생성된 표시 화상들을 모니터(305)에 서로 나란히 배열해서 표시한다.
단계 S780
단계 S780에 있어서, 화상 처리 장치(600)는, 처리를 종료하는 지시가 조작자에 의해 입력되었는지의 여부를 판정한다. 처리를 종료하는 지시가 입력된 경우에는, 모든 처리를 종료한다. 처리를 종료하는 지시가 입력되지 않은 경우에는, 처리는 단계 S730으로 복귀한다. 그리고, 새로운 3차원 초음파 화상(3차원 초음파 화상들이 시계열적으로 촬상되고 있는 경우에는, 다음 프레임의 3차원 초음파 화상)에 대하여 단계 S730 내지 단계 S770의 처리들을 반복한다. 조작자로부터의 지시는, 예를 들면, 키보드(306)를 통해 입력될 수 있다.
이상에 의해, 화상 처리 장치(600)의 처리들이 행해진다.
본 실시예에서는, MRI 화상을 변형시킴으로써 위치 정렬 처리를 실시한다. 그러나, 상이한 모덜리티들에 의해 얻은 양방의 화상들이 3차원인 경우에는, 각각의 모덜리티에 의해 얻은 화상들 중 어느 것이라도 위치 정렬 처리에서 변형시킬 수 있다.
본 실시예에서는, 2차원 어레이로 배열된 탐촉자들을 구비한 초음파 프로브를 이용해서 3차원 초음파 화상을 얻는다. 그러나, 3차원 초음파 화상을 취득하는 방법은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 1차원 어레이로 배열된 탐촉자들을 구비하는 초음파 프로브를 이용하여, 상이한 위치들에서 취득된 2차원의 초음파 단층상들을 결합함으로써 3차원 초음파 화상을 취득할 수도 있다. 3차원 초음파 화상 데이터는 조밀할 필요는 없고, 이산적인 위치들에서 취득된 초음파 단층상군과, MRI 화상 간의 위치 정렬을 행할 수도 있다. 이러한 경우, 상이한 위치들에서 취득된 초음파 단층상군을 성긴 3차원 초음파 화상으로서 간주하고, 단계 S750에서 실행된 처리에서 초음파 단층상군의 점들을 Ω로서 정의한다.
<제3 실시예>
본 실시예에 따른 화상 처리 장치는, 사전에 촬상한 피검체의 MRI 화상과, 조작자(기사나 의사)가 대화식으로 취득하고 있는 피검체의 초음파 단층상 양자를 취득하고, 초음파 단층상에 대응하는 MRI의 단층상을 생성하고, 생성된 MRI의 단층상을 표시하는 기능을 구비한다.
본 실시예에 따른 화상 처리 장치(800)에 접속되는 장치들의 구성은 도 1에 도시된 것과 유사하다. 즉, 제1 실시예에 따른 화상 처리 장치(10)와 마찬가지로, 화상 처리 장치(800)는 초음파 영상 장치(20), 자기 공명 영상 장치(30), 및 위치/방위 센서(40)에 LAN(50)을 통해 접속된다. 이 장치들은 제1 실시예에서 설명한 것과 마찬가지이므로, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 8은 화상 처리 장치(800)의 기능 블럭도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 화상 처리 장치(800)는 초음파 단층상 취득부(210), 프로브 위치/방위 취득부(220), MRI 화상 취득부(230), 탄성 정보 추정부(240), 위치 정렬 처리부(850), MRI 단층상 생성부(260), 및 표시부(270)를 포함한다. 위치 정렬 처리부(850) 이외의 각 부들의 기능은 제1 실시예와 동일하므로, 그 설명은 생략한다.
위치 정렬 처리부(850)는, 제1 실시예에 따른 위치 정렬 처리부(250)와 마찬가지로, 초음파 단층상 취득부(210)가 취득한 초음파 단층상과, MRI 화상 취득부(230)가 취득한 MRI 화상을 서로에 대해 위치 정렬하기 위한 비강체 변형 위치 정렬을 실행한다. 이 처리에서, MRI 화상의 변형 파라미터와, MRI 좌표계에 있어서의 초음파 단층상의 위치와 방위를 결정하고, 이들을 MRI 단층상 생성부(260)에 출력한다. 또한, 본 실시예에 따른 위치 정렬 처리부(850)는, 탄성 정보 추정부(240)로부터 입력된 MRI 화상에 관한 탄성 정보를, 변형 파라미터의 추정 처리에 있어서 갱신한다는 점에서, 제1 실시예에 따른 위치 정렬 처리부(250)와는 다르다.
위치 정렬 처리부(850)는 가정된 변형 파라미터에 기초하여 MRI 화상의 피검체의 탄성에 관한 정보(제2 탄성 정보)를 갱신하는 탄성 정보 갱신부(852)(제2 탄성 정보 추정부)를 포함한다. 위치 정렬 처리부(850)는 또한 탄성 정보의 정합성을 이용해서 위치 정렬 처리를 평가하는 평가부(854)를 포함한다. 전술한 각 부들의 기능들을 구비하는 위치 정렬 처리부(850)에 의해 행해지는 처리를 도 9에 도시된 흐름도를 참조하여 후술한다.
도 8에 도시된 화상 처리 장치(800)에 포함되는 각 부들은, 소프트웨어가 컴퓨터의 CPU에 의해 실행될 때 각 부들의 기능들을 실현하는 소프트웨어로서 제공될 수 있다. 본 실시예에서, 화상 처리 장치(800)에 포함되는 각 부들은 1개의 컴퓨터에 인스톨되는 소프트웨어로서 제공된다. 화상 처리 장치(800)에 포함된 각 부들의 기능들을 실현하기 위해 소프트웨어를 실행하는 컴퓨터의 기본 구성은 도 3에 도시된 것과 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.
본 실시예의 화상 처리 장치(800)가 실행하는 처리의 절차는, 도 4의 흐름도에 도시된 것과 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다. 본 실시예에서는, 단계 S450에서 위치 정렬 처리부(850)가 실행하는 위치 정렬 처리가 제1 실시예와는 다르다.
이제, 도 9에 도시된 흐름도를 참조하여, 단계 S450에서 위치 정렬 처리부(850)가 실행하는 위치 정렬 처리의 절차를 설명한다. 본 실시예에 따른 위치 정렬 처리에서는, 전술한 실시예들과 마찬가지로, MRI 좌표계에 있어서의 초음파 단층상의 위치와 방위 s1과, MRI 화상의 변형 파라미터 s2를 결정한다.
단계 S905
단계 S905에 있어서, 위치 정렬 처리부(850)는, 단계 S420에서 생성한 MRI 탄성 화상에 기초하여 중력에 기초한 MRI 화상의 변형 파라미터를 추정한다. 단계 S905에서 실행되는 처리는, 제1 실시예에 있어서의 단계 S505에서 행해지는 처리와 마찬가지이므로, 그 상세한 설명은 생략한다.
단계 S910
단계 S910에 있어서, 위치 정렬 처리부(850)는 미지의 위치 정렬 파라미터들을 초기값으로 설정한다. 단계 S910에서 실행되는 처리는, 제1 실시예에 있어서의 단계 S510에서 실행되는 처리와 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략한다.
제1 실시예와 마찬가지로 본 실시예에 있어서도, 위치 정렬 처리는, 파라미터 s1과 s2를 교대로 추정함으로써 실행된다.
우선, 단계 S915 내지 단계 S925에서, 초음파 단층상의 위치와 방위의 추정값 s1을 보정하여, 변형 후의 MRI 화상과, 초음파 단층상 간의 강체 위치 정렬을 행한다. 단계 S915, S920, 및 S925에서 실행되는 처리들은 각각 제1 실시예에 있어서의 단계 S525, S530, 및 S535에서 실행되는 처리들과 마찬가지이므로, 그 상세한 설명은 생략한다.
다음으로, 단계 S930 내지 단계 S950에서, MRI 화상의 변형 파라미터 s2(제어점들의 변위들)를 보정하여 MRI 화상과 초음파 단층상 간의 비강체 위치 정렬을 행한다.
단계 S930
단계 S930에 있어서, 탄성 정보 갱신부(852)는 변형 파라미터의 추정값 s2에 미소한 다른 변화를 부가함으로써, 변형 파라미터들에 관한 몇 개의 가설을 생성한다.
이 처리는, 현재의 파라미터들의 정합성의 평가 단계에서, 제어점들 부근의 국소 영역들 각각에 대해 위치 정렬의 정합성을 산출한 다음, 결정된 정합성들에 따라 제어점들의 변위들을 변경함으로써, 실행될 수 있다. 더 구체적으로, 특정 국소 영역에 있어서의 위치 정렬의 정합성이 확보되는(평가값이 높음) 경우에는, 그 국소 영역에 영향을 미치는 제어점의 변위는 정확하다고 간주된다. 이에 따라, 보정할 제어점들의 변위들에만 미소한 변화가 부가된다. 대안적으로, 평가값들에 따라 제어점들의 변위들에 부가되는 미소한 변화량을 조정할 수 있다. 이러한 경우, 가설의 조합 폭발을 방지할 수 있고, 처리 속도를 증가시킬 수 있다.
단계 S935
단계 S935에 있어서, 탄성 정보 갱신부(852)는, 단계 S930에서 생성한 변형의 가설들 각각에 기초하여 MRI 화상의 탄성 정보를 추정(현재의 MRI 탄성 화상을 갱신)한다. 예를 들면, 각각의 제어점에 대해, 근방의 제어점들까지의 거리들의 평균을 산출하고, 이렇게 구한 값을 그 점에 있어서의 탄성 계수를 나타내는 수치값으로서 정의한다. 이 수치값은 탄성 계수이고, 유연성이 증가할수록 탄성 계수는 증가한다. 그리고, 제어점들 이외의 좌표들에 있어서의 탄성 계수를 보간에 의해 산출함으로써, MRI 탄성 화상을 생성한다.
단계 S940
단계 S940에 있어서, 평가부(854)는, 단계 S930에서 생성한 각각의 가설들에 기초하여 s1(이 단계에서는 고정된 것으로서 간주함)에 위치하는 초음파 단층상의 위치 정렬의 정합성을 평가하고, 각 가설들에 대한 평가값을 산출한다. 위치 정렬의 정합성의 평가값은, 각각의 가설에 대해, 제1 실시예에 있어서의 단계 S515에서 사용된 것과 마찬가지의 방법으로 산출된다. 본 실시예는, 평가값의 산출에 이용하는 MRI 탄성 화상으로서, 각각의 가설에 대해 단계 S935에서 생성된 화상을 이용하는 것이 특징이다.
단계 S945
단계 S945에 있어서, 평가부(854)는, 단계 S940에서 구한 최대 평가값을 선택한다. 그리고, 그 최대 평가값이 구해진 가설(즉, 최선의 가설)의 변형 파라미터가 그 변형 파라미터의 새로운 추정값 s2로서 설정된다. 그러나, 최대 평가값이 현재의 추정값에 의해 구한 평가값보다 작을 경우, 추정값은 갱신되지 않는다.
단계 S950
단계 S950에 있어서, 위치 정렬 처리부(850)는, 변형 파라미터들의 추정값들이 수렴하는지의 여부를 판정한다. 추정값이 아직 수렴하지 않는다고 판정되는 경우에는, 처리는 단계 S930으로 진행하고, 몇 개의 가설을 생성하고 최선의 가설을 선택하는 처리를 반복한다. 추정값이 수렴한다고 판정되는 경우에는, 처리는 단계 S955로 진행한다. 단계 S950에서 실행되는 처리는, 제1 실시예에 있어서의 단계 S550에서 실행되는 처리와 마찬가지이므로, 그 상세한 설명은 생략한다.
단계 S955
단계 S955에 있어서, 위치 정렬 처리부(850)는, 전술한 단계들을 반복할지의 여부를 판정한다. 전술한 단계들을 반복해야 할 경우에는, 처리는 단계 S915로 진행하고, 현재의 파라미터들을 더 갱신한다. 전술한 단계들을 반복할 필요가 없는 경우에는, 처리는 단계 S960으로 진행한다. 단계 S955에서 실행되는 처리는, 제1 실시예에 있어서의 단계 S555에서 실행되는 처리와 마찬가지이므로, 그 상세한 설명은 생략한다.
단계 S960
단계 S960에 있어서, 위치 정렬 처리부(850)는, 전술한 단계들에서 구한 MRI 화상의 변형 파라미터 s2와 초음파 단층상의 위치와 방위 s1을, 위치 정렬의 결과로서 MRI 단층상 생성부(260)에 출력한다.
이상에 의해, 단계 S450에 있어서의 비강체 변형 위치 정렬의 처리가 실행된다.
본 실시예에서는, 탄성 정보 추정부(240)로 추정한 탄성 화상을 초기 탄성 화상으로서 이용한다. 그러나, 이 탄성 화상이 반드시 초기 탄성 화상으로서 이용될 필요는 없다. 예를 들면, 피검체의 평균 탄성 계수가 통계적으로 결정되는 경우에는, 평균 탄성 계수가 초기값으로서 이용될 수 있다. 탄성에 관한 사전 정보가 구해지지 않은 경우에는, 탄성 정보 추정부(240)에 의해 실행되는 처리와 단계 S905에서 실행되는 처리는 생략될 수 있고, 변위 파라미터들의 초기값들(제어점들의 변위들)을 0으로 설정하면서 이후의 단계들을 실행해도 된다.
이상의 처리들을 실행함으로써, 본 실시예에 따른 화상 처리 장치(800)는, 위치 정렬 파라미터들을 추정하는 처리에 있어서 탄성 정보들 간의 정합성을 고려함으로써 MRI 화상과 초음파 단층상 간의 위치 정렬을 고정밀도로 행할 수 있다. 본 실시예에서는, 또한, 변형의 추정에 따라 탄성 화상을 갱신하기 때문에, 탄성 정보들 간의 비교의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
종래 기술에 따른 방법들에서는, 서로에 대해 위치 정렬이 행해지는 2개의 화상 간에는 변형이 없는 것이 바람직하다. 이에 대해, 본 실시예에 따르면, 2개의 화상 간에 변형이 있다는 사실을 이용한다. 더 구체적으로, 위치 정렬의 처리에서 2개의 화상 간의 변형으로부터 도출되는 탄성의 정보를 위치 정렬 처리에 활용한다. 이 점이 본 실시예의 특징이다.
<제4 실시예>
본 실시예에 따른 화상 처리 장치는, 사전에 촬상한 피검체의 MRI 화상과, 조작자(기사나 의사)가 대화식으로 취득하고 있는 피검체의 초음파 단층상 양방을 취득하고, 초음파 단층상에 대응하는 MRI 단층상을 생성하고, 생성된 MRI 단층상을 표시하는 기능을 구비한다.
본 실시예에 따른 화상 처리 장치(1000)에 접속되는 장치들의 구성은 도 1에 도시된 것과 마찬가지이다. 제1 실시예에 따른 화상 처리 장치(10)와 마찬가지로, 화상 처리 장치(1000)는 초음파 영상 장치(20), 자기 공명 영상 장치(30), 및 위치/방위 센서(40)에 LAN(50)을 통해 접속된다. 이 장치들은 제1 실시예에서 설명한 것과 마찬가지이므로, 그 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 화상 처리 장치(1000)의 기능 블럭도는 도 8에 도시된 것과 마찬가지이다. 그러나, 위치 정렬 처리부의 동작이 제3 실시예와는 다르다. 본 실시예에서는, 위치 정렬 처리부를 위치 정렬 처리부(1050)로서 참조한다. 위치 정렬 처리부(1050) 이외의 각 부들의 기능은 제3 실시예와 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.
위치 정렬 처리부(1050)는, 제3 실시예에 따른 위치 정렬 처리부(850)와 마찬가지로, 초음파 단층상 취득부(210)가 취득한 초음파 단층상과, MRI 화상 취득부(230)가 취득한 MRI 화상을 서로에 대해 위치 정렬하기 위한 비강체 변형 위치 정렬 처리한다. 이 처리에서, MRI 화상의 변형 파라미터와, MRI 좌표계에 있어서의 초음파 단층상의 위치와 방위를 결정하고, 이들을 MRI 단층상 생성부(260)에 출력한다.
위치 정렬 처리부(1050)는, 가정한 탄성 정보(제2 탄성 정보)에 기초하여 변형 파라미터들을 추정하는 탄성 정보 갱신부(1052)(제2 탄성 정보 추정부)와, 탄성 정보의 정합성을 이용해서 위치 정렬 처리를 평가하는 평가부(1054)를 포함한다. 전술한 각 부들의 기능들을 구비하는 위치 정렬 처리부(1050)에 의해 실행되는 처리를, 도 10에 도시된 흐름도를 참조하여 후술한다.
화상 처리 장치(1000)에 포함되는 각 부들은, 소프트웨어가 컴퓨터의 CPU에 의해 실행될 때 각 부들의 기능들을 실현하는 소프트웨어로서 제공될 수 있다. 본 실시예에서, 화상 처리 장치(1000)에 포함되는 각 부들은 1개의 컴퓨터에 인스톨되는 소프트웨어로서 제공된다. 화상 처리 장치(1000)에 포함되는 각 부들의 기능들을 실현하기 위해 소프트웨어를 실행하는 컴퓨터의 기본 구성은 도 3에 도시된 것과 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.
본 실시예의 화상 처리 장치(1000)가 실행하는 처리들의 절차는, 도 4의 흐름도에 도시된 것과 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다. 본 실시예에서는, 단계 S450에서 위치 정렬 처리부(1050)가 실행하는 위치 정렬 처리가 제1 및 제3 실시예와는 다르다.
이제, 도 10에 도시된 흐름도를 참조하여, 단계 S450에서 위치 정렬 처리부(1050)가 실행하는 위치 정렬 처리의 절차를 설명한다. 본 실시예에 따른 위치 정렬 처리에서는, 전술한 실시예들과 마찬가지로, MRI 좌표계에 있어서의 초음파 단층상의 위치와 방위 s1과, MRI 화상의 변형 파라미터 s2를 결정한다.
단계 S1005
단계 S1005에 있어서, 위치 정렬 처리부(1050)는, 단계 S420에서 생성한 MRI 탄성 화상에 기초하여 중력에 기초한 MRI 화상의 변형 파라미터를 추정한다. 단계 S1005에서 실행되는 처리는, 제1 실시예에 있어서의 단계 S505에서 실행되는 처리와 마찬가지이므로, 그 상세한 설명은 생략한다.
단계 S1010
단계 S1010에 있어서, 위치 정렬 처리부(1050)는, 미지의 위치 정렬 파라미터들을 초기값들로 설정한다. 단계 S1010에서 실행되는 처리는, 제1 실시예에 있어서의 단계 S510에서 실행되는 처리와 마찬가지이므로, 그 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 있어서도, 위치 정렬의 처리는 파라미터 s1과 s2 교대로 추정함으로써 실행된다.
우선, 단계 S1015 내지 단계 S1025에서, 초음파 단층상의 위치와 방위의 추정값 s1을 보정하여 변형 후의 MRI 화상과 초음파 단층상 간의 강체 위치 정렬을 행한다. 단계 S1015, S1020, 및 S1025에서 실행되는 처리들은, 제1 실시예에 있어서의 단계 S525, S530, 및 S535에서 실행되는 처리와 마찬가지이므로, 그 설명은 생략한다.
다음으로, 단계 S1030 내지 단계 S1050에서, MRI 화상의 변형 파라미터 s2(제어점들의 변위들)를 보정하여 MRI 화상과 초음파 단층상 간에 비강체 위치 정렬을 행한다.
단계 S1030
단계 S1030에 있어서, 탄성 정보 갱신부(1052)는, 현재의 MRI 탄성 화상의 보정에 대한 몇 개의 가설을 생성한다. 더 구체적으로, 탄성 화상에 설정되는 제어점들의 탄성 계수에 미소한 변화를 부가한다. 그리고, 보간에 의해 화상 전역의 탄성 계수를 구한다.
이 처리는, 현재의 파라미터들의 정합성의 평가 단계에서, 제어점들 부근의 국소 영역들 각각에 대해 위치 정렬의 정합성을 산출한 다음, 결정된 정합성들에 따라 제어점들의 변화량을 변경함으로써, 실행될 수 있다. 더 구체적으로, 특정 국소 영역에 있어서의 위치 정렬의 정합성이 확보되는(평가값이 높음) 경우에는, 그 국소 영역에 영향을 미치는 제어점의 탄성 계수는 정확하다고 간주된다. 이에 따라, 보정할 제어점들의 탄성 계수들에 대해서만 새로운 가설이 생성된다. 대안적으로, 평가값들에 따라, 가설을 생성하기 위해 부가되는 변화량들을 조정할 수 있다. 이러한 경우, 가설의 조합 폭발을 방지할 수 있고, 처리 속도를 증가시킬 수 있다.
단계 S1035
단계 S1035에 있어서, 탄성 정보 갱신부(1052)는, 단계 S1030에서 생성한 각각의 가설들에 기초하여 단계 S1005에서 실행된 것과 마찬가지의 처리에 의해 중력에 기인한 변형 파라미터들을 추정한다. 이렇게 추정된 변형 파라미터들을 변형 파라미터 s2의 후보군으로서 정의한다.
단계 S1040
단계 S1040에 있어서, 평가부(1054)는, 단계 S1035에서 생성된 변형 파라미터의 후보군에 기초하여 s1(이 단계에서는 고정된 것으로서 간주함)에 위치하는 초음파 단층상의 위치 정렬의 정합성을 평가하고, 각각의 가설에 대한 평가값을 산출한다. 위치 정렬의 정합성의 평가값은, 각각의 가설에 대해, 제1 실시예에 있어서의 단계 S515에서 사용된 것과 마찬가지의 방법에 의해 산출된다. 단계 S1030에서 생성된 가설들 각각이 평가값을 산출하기 위한 MRI 탄성 화상으로서 이용되는 점이, 본 실시예의 특징이다.
단계 S1045
단계 S1045에 있어서, 평가부(1054)는, 단계 S1040에서 구한 최대 평가값을 선택한다. 그리고, 최대 평가값에 대응하는 변형 파라미터 s2의 후보들이, 변형 파라미터들의 새로운 추정값 s2로서 설정된다. 그러나, 최대 평가값이 현재의 추정값에 의해 구해진 평가값보다 작을 경우에는, 추정값은 갱신되지 않는다.
단계 S1050
단계 S1050에 있어서, 위치 정렬 처리부(1050)는, 변형 파라미터의 추정값이 수렴하는지의 여부를 판정한다. 추정값이 아직 수렴하지 않는다고 판정되는 경우에는, 처리는 단계 S1030으로 진행하여, 몇 개의 가설을 생성하고 최선의 가설을 선택하는 처리를 반복한다. 추정값이 수렴한다고 판정되는 경우에는, 처리는 단계 S1055로 진행한다. 단계 S1050에서 실행되는 처리는, 제1 실시예에 있어서의 단계 S550에서 실행되는 처리와 마찬가지이므로, 그 상세한 설명은 생략한다.
단계 S1055
단계 S1055에 있어서, 위치 정렬 처리부(1050)는, 전술한 단계들을 반복할지의 여부를 판정한다. 전술한 단계들을 반복할 경우에는, 처리는 단계 S1015로 진행하고, 현재의 파라미터들이 더 갱신된다. 전술한 단계들을 반복할 필요가 없는 경우에는, 처리는 단계 S1060으로 진행한다. 단계 S1055에서 실행되는 처리는, 제1 실시예에 있어서의 단계 S555에서 실행되는 처리와 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략한다.
단계 S1060
단계 S1060에 있어서, 위치 정렬 처리부(1050)는, 전술한 단계들에서 취득한 MRI 화상의 변형 파라미터 s2와 초음파 단층상의 위치와 방위 s1을, 위치 정렬의 결과로서 MRI 단층상 생성부(260)에 출력한다.
이상에 의해, 단계 S450에 있어서의 비강체 변형 위치 정렬의 처리가 실행된다.
본 실시예에서는 탄성 정보 추정부(240)로 추정한 탄성 화상을 초기 탄성 화상으로서 이용한다. 그러나, 이 탄성 화상은 반드시 초기 탄성 화상으로서 이용될 필요는 없다. 예를 들면, 피검체의 평균 탄성 계수가 통계적으로 결정되는 경우에는, 평균 탄성 계수가 초기값으로서 이용될 수 있다. 탄성에 관한 사전 정보가 없는 경우에는, 탄성 정보 추정부(240)에 의해 실행되는 처리와 단계 S1005에서 실행되는 처리를 생략해도 되고, 변형 파라미터의 초기값(제어점들의 변위들)을 0으로 설정하면서 이후의 단계들을 실행해도 된다.
또한, 본 실시예에서는 중력에 기초한 변형만을 고려한다. 그러나, 실제의 변형이 중력뿐만 아니라 다른 요인들에 의해서도 유발되는 경우, 중력에 의해 유발된 변형 이외의 변형을 고려해도 된다. 예를 들면, 단계 S1045의 처리 후에, 제1 실시예의 단계 S540 및 단계 S545에서 실행되는 것에 상당하는 처리들을 실행해도 된다. 이에 따라, 중력에 기인한 변형에 기초하여 표현될 수 없는 변형 파라미터들을 추정할 수 있다.
본 실시예에서도, 제3 실시예에 의해 얻은 것과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
<제1 변형 예>
제1 및 제2 실시예에서는 도 5에 도시된 흐름도에 따라 비강체 변형 위치 정렬의 처리가 실행된다. 그러나, 위치 정렬 처리부(250)(650)가 실행하는 처리의 절차는 그 흐름도로 한정되는 것은 아니다. 이는 제3 및 제4 실시예에 대해서도 적용된다.
예를 들면, 변형이 중력에 의해서만 유발된다고 가정할 수 있는 경우에는, 피검체에 대한 MRI 처리시의 중력 방향과 피검체에 대한 초음파 영상 처리시의 중력 방향을, 변형 파라미터 e2로서 추정할 수 있다. 기지의 값으로서 제공되는 중력 방향은, s2의 초기값으로서 이용될 수 있다. 그리고, 비강체 변형 위치 정렬에 관한 단계 S540 내지 단계 S550에서 단계 S540을 다음과 같이 변경할 수 있다. 즉, 우선, 현재의 s2(즉, 중력 방향의 추정값)에 미소한 다른 변화를 부가함으로써, 몇 개의 가설을 생성한다. 그리고, 각각의 가설에 대해, 단계 S505에서 실행된 것과 마찬가지의 처리에 의해 제어점들의 변위들을 추정한다. 그리고, 추정된 변위들에 기초하는 변형을 실시한 MRI 화상과, s1(이 단계에서는 고정된 것으로서 간주됨)에 위치하는 초음파 단층상 간의 위치 정렬의 정합성을 평가하고, 그 평가값을 산출한다. 그런 다음, 최선의 가설의 선택(S545)과 수렴의 판정(S550)을, 전술한 바와 같이 행할 수 있다.
2 종류의 변형 파라미터, 즉, 중력의 방향과, 중력 방향으로는 표현할 수 없는 제어점들의 변위를 양방 모두 추정할 수 있다. 이 경우, 단계 S535와 단계 S540 사이에, 중력 방향을 추정하는 전술한 처리를 추가할 수 있다.
피검체의 자세를 정확하게 제어할 수 있을 경우에는, 변형 파라미터의 추정은 단계 S505에서만 행하고, 단계 S505 이후에는 강체 위치 정렬만을 행하도록(즉, 단계 S540 내지 단계 S550의 처리들은 생략됨), 처리가 구성될 수도 있다. 또한, 중력에 기인한 피검체의 변형이 작을 경우에는, 단계 S505의 처리를 생략할 수 있다. 또한, 피검체의 변형이 충분히 작을 경우에는, 피검체가 강체라고 가정할 수 있고, 단계 S505 및 단계 S540 내지 단계 S550의 처리들을 생략할 수 있다. 이 경우, 위치 정렬의 처리로서 강체 위치 정렬만 실행된다. 즉, 추정되는 파라미터는 MRI 좌표계에 있어서의 초음파 단층상의 위치와 방위뿐이다.
생성된 가설들 각각에 대해 평가값을 결정하고, 최선의 가설을 선택하는 전술한 시도는 다른 방법으로 치환될 수 있다. 예를 들면, 다음과 같은 방법으로 위치 정렬 처리를 행할 수도 있다. 우선, 초음파 단층상(초음파 탄성 화상)을 복수의 블록으로 분할한다. 그 다음, 각각의 블록과, 그 블록에 대응하는 영역 근방에 설정된 탐색 영역으로부터 추출된 MRI 화상(MRI 탄성 화상)의 각각의 부분 간의 정합성을 평가한다. 그런 다음, 최대 정합성을 제공하는 MRI 화상(MRI 탄성 화상) 부분의 위치(대응 점)를 각 블록마다 선택한다. 그리고, 전술한 바와 같이 얻은 대응 점들의 군에 기초하여 초음파 단층상의 위치와 방위를 갱신한다. MRI 탄성 화상과 초음파 탄성 화상 간의 정합성과, MRI 화상과 초음파 단층상 간의 정합성을 기초로, 정합성 평가가 행해진다.
위치 정렬 처리부(250)가 실행하는 처리의 절차는 전술한 절차로 한정되는 것은 아니고, 위치 정렬 파라미터를 추정하는 처리에 있어서 상이한 모덜리티들로부터 얻은 탄성 정보들 간의 정합성을 고려하는 한, 어떠한 방법이라도 사용될 수 있다.
<제2 변형예>
제1, 제3, 및 제4 실시예에서, 탄성 정보 추정부(240)는 MRI 화상으로부터 조직 구조를 추정하고, 조직 구조에 기초하여 MRI 화상의 탄성 정보를 추정한다. 제2 실시예에서는, 피검체가 상이한 자세들로 있는 동안 취득한 복수의 MRI 화상을 이용해서 MRI 화상의 피검체의 탄성 정보를 추정한다. 그러나, 탄성 정보의 취득 방법은 이것으로 한정되는 것은 아니고, 탄성 정보는 다른 방법들에 의해서도 취득할 수 있다. 예를 들면, 피검체가 특정 자세로 있는 동안 취득한 MRI 화상으로부터 추출된 조직 구조에 기초하여 탄성 정보를 추정할 수 있고, 이렇게 얻은 탄성 정보를, 그 MRI 화상과, 피검체가 다른 자세로 있는 동안 얻은 다른 MRI 화상을 서로에 대해 위치 정렬하기 위한 위치 정렬 처리에 사용할 수 있다. 그리고, 그 위치 정렬 처리의 결과에 기초하여 탄성 정보를 다시 추정할 수 있다. 자기 공명 영상 장치(30)가 MRI 탄성 화상을 생성하는 기능을 구비한 경우에는, 화상 처리 장치(10)는 자기 공명 영상 장치(30)로부터 MRI 탄성 화상을 수신할 수도 있다.
<제3 변형예>
전술한 실시예들에서는, 위치 정렬 처리의 결과를 이용해서 초음파 단층상에 대응하는 MRI 단층상을 생성하고, 이렇게 얻은 MRI 단층상을 초음파 단층상 옆에 표시한다. 그러나, 반드시 이 처리를 행할 필요는 없다. 예를 들어, 생성된 MRI 단층상을 외부 저장 장치(304)에 기록할 수 있다. 대안적으로, 생성된 MRI 단층상을 인터페이스(308)를 통해 외부에 출력할 수 있다. 대안적으로, 생성된 MRI 단층상과 초음파 단층상을 서로 중합시켜서 표시할 수 있다.
MRI 단층상을 생성하는 것 대신, MRI 화상에서 식별되는 주목 부위(예를 들면, 종양)의 3차원적 위치를 결정할 수 있고, 초음파 단층상에 있어서의 해당 주목 부위의 위치는 위치 정렬 처리의 결과를 이용하여 결정할 수 있다. 또한, 초음파 단층상에서 취득된 정보를 중첩시키는 애플리케이션을 제공할 수 있다. 또한, MRI 화상의 변형 파라미터와, 초음파 단층상의 위치와 방위, 즉, 위치 정렬 처리의 결과를 RAM(302)이나 외부 저장 장치(304)에 저장할 수 있어서, 위치 정렬 처리의 결과를 다른 애플리케이션이 이용할 수 있다. 또한, 위치 정렬 처리의 결과를 인터페이스(308)를 통해 외부 장치에 출력할 수도 있다.
<제4 변형예>
전술한 실시예들에서는, 3차원 의료용 화상을 취득하는 제2 모덜리티로서 MRI 장치를 설명한다. 그러나, 제2 모덜리티는 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, X선 CT 장치, SPECT 장치, 또는 PET 장치 등의 3차원 의료용 화상을 생성하는 다른 모덜리티가 제2 모덜리티로서 사용될 수도 있다. 마찬가지로, 제1 모덜리티도 초음파 영상 장치로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 레이저 광원과, 초음파 탐촉자들을 포함하는 프로브를 이용해서 피검체의 화상을 취득하는 광음향 단층 촬영(Photo-acoustic Tomography: PAT) 장치가 사용될 수도 있다. 또한 제1 모덜리티와 제2 모덜리티는 반드시 다른 모덜리티들일 필요는 없고, 다른 조건 하에서 동일한 모덜리티에 의해 취득한 화상들에도 위치 정렬 처리를 실시할 수 있다. 예를 들면, 동일한 모덜리티의 별개 장치(예를 들면, 상이한 제조사들에 의해 제조된 장치들)로 취득한 화상들, 또는 동일한 장치로 다른 조건들에서 취득한 화상들에도 위치 정렬 처리를 실시할 수 있다.
<그 밖의 실시예들>
본 발명은, 또한 상술한 실시예의 기능들을 실현하는 소프트웨어 프로그램 코드를 저장한 기록 매체(또는 저장 매체)를, 시스템 또는 장치에 공급하고, 그 시스템 또는 장치의 컴퓨터(CPU 또는 MPU)가 기록 매체에 저장된 프로그램 코드를 판독하여 실행하도록 함으로써도, 실시될 수 있다. 이 경우, 기록 매체로부터 판독된 프로그램 코드 자체가 전술한 실시예들의 기능들을 실현하여, 그 프로그램 코드를 저장한 기록 매체는 본 발명을 구성한다.
전술한 실시예들의 기능들은, 컴퓨터가 판독한 프로그램 코드를 실행함으로써 실현할 수 있는 것 외에도, 그 프로그램 코드의 지시에 응답하여, 컴퓨터에서 가동하고 있는 운영 시스템(OS)이 실제의 처리들의 일부 또는 전부를 실행하도록 함으로써도 실현할 수 있는 것은 물론이다.
또한, 전술한 실시예들의 기능들은, 기록 매체로부터 판독된 프로그램 코드를 컴퓨터에 삽입된 기능 확장 카드나 컴퓨터에 접속된 기능 확장 유닛의 메모리에 저장하고, 그 프로그램 코드의 지시에 응답하여, 그 기능 확장 카드나 기능 확장 유닛에 포함되는 CPU가 실제의 처리들의 일부 또는 전부를 실행하도록 함으로써, 실현할 수 있는 것은 물론이다.
본 발명을 전술한 바와 같이 기록 매체에 적용할 경우, 전술한 흐름도들에 대응하는 프로그램 코드는 기록 매체에 저장된다.
실시예들의 설명은 본 발명에 따른 화상 처리 장치의 예들을 도시하며, 본 발명은 전술한 실시예들로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 명백히 광범위하게 다양한 많은 상이한 실시예들이 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고서 만들어질 수 있으므로, 본 발명은 청구항들에 정의되는 것을 제외하고, 그 특정 실시예들로 한정되지 않는다는 것을 이해해야 한다.
본 발명은 예시적인 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시예들로 한정되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 하기의 청구항들의 범위는 그러한 모든 변형들과 등가의 구성 및 기능을 포괄하도록 최광의의 해석에 따라야 한다.
본 출원은 2008년 11월 20일자로 출원된 일본특허출원 제2008-296698호의 우선권을 주장하며, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 포함된다.

Claims (11)

  1. 피검체에 대한 제1 화상과 동일한 피검체에 대한 제2 화상을 서로에 대해 위치 정렬하는 화상 처리 장치이며,
    상기 제1 화상에 있어서의 피검체의 조직의 탄성에 관한 제1 탄성 정보를 취득하도록 구성된 제1 탄성 정보 취득부,
    상기 제2 화상에 있어서의 상기 피검체의 조직의 탄성에 관한 제2 탄성 정보를 취득하도록 구성된 제2 탄성 정보 취득부, 및
    상기 제1 탄성 정보와 상기 제2 탄성 정보 중 하나 이상에 기초하여 상기 제1 화상과 상기 제2 화상을 서로에 대해 위치 정렬하도록 구성된 위치 정렬부를 포함하는 화상 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 위치 정렬부는 상기 제2 탄성 정보에 기초하여 상기 제2 화상을 중력에 따라 변형시키는, 화상 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 탄성 정보 취득부는, 상기 피검체가 복수의 자세로 있는 동안 촬상된 복수의 화상들에 있어서의 대응 화소들 간의 거리에 기초하여 각 화소에서 탄성 계수를 계산함으로써 상기 제2 탄성 정보를 취득하는, 화상 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 탄성 정보와 상기 제2 탄성 정보 간의 정합성을 평가하도록 구성된 평가부를 더 포함하고,
    상기 위치 정렬부는, 상기 평가부에 의해 산출된, 상기 제1 화상과 상기 제2 화상 사이의 정합성을 나타내는 값이 특정값에 도달할 때까지, 상기 제1 화상과 상기 제2 화상 중 하나 이상을 변형시키는, 화상 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 평가부는, 상기 제1 탄성 정보와 상기 제2 탄성 정보 간의 정합성 외에, 상기 제1 화상과 상기 제2 화상 간의 정합성도 평가하고, 상기 제1 탄성 정보와 상기 제2 탄성 정보 간의 정합성과, 상기 제1 화상과 상기 제2 화상 간의 정합성 간의 평가의 비율을 상기 피검체의 탄성이 속하는 탄성 범위에 따라 변경하는, 화상 처리 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 평가부는, 상기 제1 탄성 정보와 상기 제2 탄성 정보 간의 정합성 외에, 상기 제1 화상과 상기 제2 화상 간의 정합성도 평가하고, 상기 제1 탄성 정보와 상기 제2 탄성 정보 간의 정합성과, 상기 제1 화상과 상기 제2 화상 간의 정합성 간의 평가의 비율을 촬상 처리에서의 상기 피검체의 자세에 기초하여 변경하는, 화상 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 화상은 초음파 영상 장치로 촬상되는, 화상 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 화상은 자기 공명 영상 장치로 촬상되는, 화상 처리 장치.
  9. 피검체에 대한 제1 화상과 동일한 피검체에 대한 제2 화상을 서로에 대해 위치 정렬하는 화상 처리 방법이며,
    상기 제1 화상에 있어서의 피검체의 조직의 탄성에 관한 제1 탄성 정보를 취득하는 단계,
    상기 제2 화상에 있어서의 상기 피검체의 조직의 탄성에 관한 제2 탄성 정보를 취득하는 단계, 및
    상기 제1 탄성 정보와 상기 제2 탄성 정보 중 하나 이상에 기초하여 상기 제1 화상과 상기 제2 화상을 서로에 대해 위치 정렬하는 단계를 포함하는 화상 처리 방법.
  10. 제9항의 화상 처리 방법을 컴퓨터에 실행시키는 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  11. 삭제
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