弥散加权成像在肝脏占位性病变中的应用价值
作者：强永乾，郭佑民，孙兴旺，张月浪
【关键词】 弥散加权成像；表观弥散系数；癌,肝细胞；血管瘤；肝囊肿
Clinical application value of diffusionweighted imaging in the diagnosis of focal spaceoccupying lesions in liver
【Abstract】 AIM: To study the diagnosis and differential diagnosis value of diffusionweighted imaging (DWI) and apparent diffusion coefficient（ADC）in hepatocellular carcinoma(HCC), hepatic hemangiomas and hepatic cysts. METHODS: DWI was performed in 104 cases with focal spaceoccupying lesions in liver (including 35 HCC, 36 hepatic hemangiomas and 33 hepatic cysts). All ADC values were measured by using Philips soft package on the ADC imaging at the different b values. RESULTS: Most of HCC showed complex signals on DWI. The parenchyma part of HCC showed high signals, but the necrotic part showed low signals. The edge of tumors was clearly showed. The signals of the lesions were lessened when b value was increased. The hepatic cyst showed the homogenous low signals on DWI, and the signals were obviously decreased or vanished when b value was increased. Hemangiomas showed homogenous high signal on DWI, and the signal intensity was between HCC and hepatic cysts. The signal intensity on ADC was totally opposite to that on DWI. When the b value were 300, 1000 and 1500 s/mm2, the ADC values (1×10-3 mm2/s) of HCC, hemangioma and hepatic cyst were 1.163±0.206, 0.898±0.155, 0.803±0.140; 2.207±0.463, 1.723±0.303, 1.565±0.236; 3.522±0.340, 2.885±0.289, 2.332±0.237, respectively. There were significant differences among them （P<0.01）. The ADC value in the same lesion showed significant differences at different b values. When the b values was 1000 s/mm2, the ADC threshold between malignant and benign lesions was 1.274×10-3 mm2/s, the sensitivity and the specificity were 96.99% and 97.10%, respectively .The decreasing degree of the ADC value was different in different lesions. CONCLUSION: The hepatic spaceoccupying lesion can be easily diagnosed and distinguished according to DWI, ADC value and their changing characteristics. So, DWI has an important clinical value in the diagnosis of hepatic focal spaceoccupying lesion.
【Keywords】 diffusion weighted imaging (DWI); apparent diffusion coefficient (ADC); carcinoma, hepatocellular; hemangioma; hepatic Cyst
【摘要】 目的： 探讨弥散加权成像(diffusionweighted imaging, DWI)及表观弥散系数（apparent diffusion coefficient, ADC）值在原发性肝癌、肝血管瘤及肝囊肿中的诊断与鉴别诊断价值. 方法： 对104例肝脏占位性病变（其中包括35例原发性肝癌、36例肝血管瘤、33例肝囊肿）进行磁共振DWI，在ADC图上利用Philips公司数据测量软件包直接测量不同ｂ值时肝脏占位性病变的ADC值. 结果： 原发性肝癌在DWI上大多数表现为混杂信号，实质部分为高信号，坏死囊变部分为低信号，边界非常清楚，随着b值的增加病灶信号稍有下降；肝囊肿在DWI表现为均匀的低信号，随着b值的增加病灶的信号明显下降甚至消失；肝血管瘤在DWI上信号大多数表现为均匀的稍高或等信号，随着b值的增加信号强度降低介于肝癌与肝囊肿之间. ADC图上信号强度表现与DWI图正好相反. b值为300, 1000和1500 s/mm2时，原发性肝癌、肝血管瘤、肝囊肿ADC值分别为（单位×10-3 mm2/s）1.163±0.206, 2.207±0.463, 3.522±0.340; 0.898±0.155, 1.723±0.303, 2.885±0.289和0.802±0.140, 1.321±0.149, 2.332±0.237. 经统计学处理原发性肝癌、肝血管瘤、肝囊肿的ADC值差异有统计学意义（P<0.01）；不同b值下同一种病变的ADC值存在明显差异. b值为1000 s/mm2时，良恶性病变的分界值为1.274×10-3 mm2/s，敏感度96.99%，特异度97.10%；随着b值的增大，病变的ADC值下降，不同病变其ADC值下降的程度不同. 结论： 依据磁共振弥散成像的DWI图像、ADC值及其变化，能比较准确的判断肝脏占位病变的性质，对肝脏占位性病变的诊断及鉴别诊断有一定价值.
【关键词】 弥散加权成像；表观弥散系数；癌，肝细胞；血管瘤；肝囊肿
0引言
弥散加权成像(diffusion weighted imaging, DWI)是一种新的MR功能成像技术，其在中枢神经系统的应用比较成熟，对超急性期脑梗塞的诊断价值已经得到肯定［1-2］，然而DWI在腹部的应用尚处于探索阶段. 1994年Muller等认为活体测量腹部脏器的表观弥散系数（apparent diffusion coefficient, ADC）值有利于疾病的鉴别诊断. 随后，国内外学者陆续应用DWI技术对肝脏疾病的诊断进行了研究. 但是到目前为止，有关DWI及ADC值对肝脏占位性病变诊断价值的结论差异很大［3-4］. 本研究拟采用磁共振DWI技术探讨DWI及ADC值在原发性肝癌、肝血管瘤及肝囊肿诊断与鉴别诊断中的价值，为肝脏占位性病变的诊断探索新的检查方法.
1材料和方法
1.1对象200401/200505从来西安大学第一就诊的肝脏占位性患者中，选择104例作为研究对象，进行上腹部磁共振常规T1 WI, T2WI及DWI扫描. 其中原发性肝癌35（男27，女8）例，年龄33～78（中位年龄51.24）岁，30例合并肝硬化. 36例肝血管瘤46个病灶，（男17，女19）例，年龄31～67（中位年龄46.08）岁. 33例肝囊肿49个病灶，（男18，女15）例，年龄33～68（中位年龄50.52）岁. 原发性肝癌病灶大小为1.0～15.6 cm，肝血管瘤病灶大小为1.2～13.2，肝囊肿病灶大小为0.5～12.1 cm.
2001年9月第八届全国肝癌学术会议正式通过的“原发性肝癌的临床诊断与分期标准”，制定下列纳入标准： ① 原发性肝癌病例均有甲胎蛋白、临床资料、超声、CT平扫和增强扫描及MR影像资料等，其中经手术病理证实26例，穿刺活检证实4例，5例综合诊断并随诊观察. ② 肝血管瘤病例均有临床资料，DSA，超声，CT平扫和增强扫描及MR影像资料，经手术证实22例，14例综合诊断并随诊观察. ③ 肝囊肿病例均有临床资料，超声，CT平扫和增强扫描及MR影像资料，33例综合诊断并随诊观察.
1.2方法
1.2.1检查前准备磁共振机为荷兰飞利浦公司Philips Gyroscan Intera 1.5T 超导型MRI系统，配有SENSE软件. 受检者检查前进行吸气后闭气训练，仰卧于检查床上，将表面相控振线圈分成两组，围绕其上腹部，双上臂置于头上方，以头足位进入主磁场.
1.2.2扫描参数DWI采用单次激发放射状弥散加权成像（sDW/SSh）序列. 参数如下：快速图像模式： 平面回波成像（EPI）；弥散模式： SE；激发模式： 单次激发，各向同性；b值设定为三组，即: （0, 300） s/mm2; （0, 1000） s/mm2; （0, 1500） s/mm2; 最大b值: 300, 1000, 1500 s/mm2; TE: 50/68/76 ms, TR: 最短时间, FOV: 375 mm, RFOV: 70%，层厚: 8.0 mm, 平均采集次数2次；扫描时间为23.2～27.9 s.
1.2.3数据测量ADC图像由相应层面DWI图像通过影像后处理工作站自动拟合而成. 数据测量是在ADC图像上利用Philips公司数据测量软件包直接进行ADC值测量. 取病灶直径最大的层面上测ADC值，每个病灶选用同样大小的圆形的感兴趣区（ROI）在不同位置测量3次取其平均值，对于多发病灶只选用2个典型病灶进行测量.
1.2.4观察指标b值为300, 1000和1500 s/mm2时原发性肝癌、肝血管瘤、肝囊肿在DWI及ADC图像上的影像学特征及病灶ADC值.
统计学处理： 使用SPSS12.0统计软件进行统计分析，均值结果以x±s表示. 对于数据的分析均采用非参数检验，三组的比较用KruskalWallis检验，两两组间对比进行MannWhitney检验. P<0.05认为差异有统计学意义.
2结果
2.1原发性肝癌、肝血管瘤及肝囊肿DWI和ADC图表现原发性肝癌在DWI上大多数表现为混杂信号（26/35），实质部分为高信号，坏死囊变部分为低信号，边界清楚. 少部分病灶亦可表现为均匀的高信号（9/35），随着b值的增加病灶信号轻度下降，与肝实质相比仍呈高信号，ADC图像信号刚好相反（图1）. 肝囊肿在DWI表现为均匀的低信号，随着ｂ值的增加病灶的信号明显下降，ADC图像表现为高信号，而且随着b值的增加病灶信号明显增加. 36个肝血管瘤病灶在DWI上表现为均匀等或稍高信号，11个血管瘤病灶信号不均匀，其中可见坏死区. 随着b值的增加信号降低介于肝癌与囊肿之间，ADC图像表现为稍高信号，随着b值的增加病灶的信号增加.
2.2原发性肝癌、肝血管瘤、肝囊肿ADC值范围b值为300, 1000和1500 s/mm2时，原发性肝癌、肝血管瘤、肝囊肿ADC值（单位×10-3 mm2/s）分别为1.163±0.206, 2.207±0.463, 3.522±0.340; 0.898±0.155, 1.723±0.303, 2.885±0.289和0.802±0.140, 1.321±0.149, 2.332±0.237. 不同b值下同一种病变的ADC值和同一b值下三种疾病的ADC值之间差异具有统计学意义(P<0.01)；随b值的增加，原发性肝癌、肝血管瘤及肝囊肿三种疾病的病灶的ADC值下降，不同的疾病下降的程度不同，肝癌ADC值下降最少，肝囊肿下降最多. 经过统计学处理，当b值为1000 s/mm2时，良恶性病变的分界值为1.274×10-3 mm2/s，敏感度96.99%，特异度为97.10%.
A: b值为300 s/mm2时DWI图; B: b值为300 s/mm2时ADC图; C: b值为1000 s/mm2 时DWI图; D: b值为1000 s/mm2时ADC图; E: b值为1500 s/mm2 时DWI图; F: b值为1500 s/mm2时ADC图.
图1肝右叶原发性肝癌DWI图和ADC图（略）
3讨论
原发性肝癌与肝脏良性占位病变如肝脏血管瘤和肝囊肿的鉴别一直是临床非常关注的问题. DWI是基于活体内水分子弥散运动的MR功能成像技术［5-6］，DWI不仅可以通过图像反映组织器官的病理解剖特点，还可以通过ADC值等功能成像参数来准确反映组织的分化程度，可以为肝脏占位性病变的鉴别诊断提供比其它影像学检查方法更多的诊断信息.
研究结果发现原发性肝癌、肝血管瘤、肝囊肿的DWI和ADC图像表现各有其特征，而且同一b值下这三种疾病的病灶ADC值之间存在统计学差异，随着b值的增加，原发性肝癌、肝血管瘤、肝囊肿的病灶ADC值下降，不同的疾病下降的程度不同. 良性病变的ADC值明显高于恶性病变的ADC值，其机制可能与这些病变组织其自身的病理改变和生化成分差异有关［7］. 在本研究中，肝癌、肝血管瘤和肝囊肿在ｂ值为1000 s/mm2时的ADC值波动小，很少有重叠，同时发现b值这一界值略低于Kim等［8］的研究结果，造成这一差异的原因可能与所使用的扫描序列、所采用的b值多少及b值大小的不同有关，因此在临床具体运用ADC参考界值时，要注意这些影响因素. 通过观察这三种肝脏占位性病变的图像及信号变化特点、参考各种疾病的ADC值大小及良恶性病变的ADC分界值，可以对肝脏常见的三种占位性病变做出更为准确的诊断.
DWI也有其自身的缺陷，DWI图像的空间分辨率低，病灶检出率较低，直径1 cm以下肿瘤尚难以检出. 本研究中，有3例肝囊肿病例的病变较小（<0.6 cm），DWI上可以发现病灶但在ADC图像上未发现具体的病灶，难以进行数据测量. 对于较小的囊肿和血管瘤（<1.0 cm），DWI图像和ADC图像的信号特点不显著，DWI技术所提供的鉴别诊断的信息不多. 与此不同的是本组资料发现4例大小约1.0～1.5 cm的小肝癌在DWI图像得以诊断，并经手术证实符合术前诊断. 小肝癌在DWI图像上表现为小点状与结节状高信号病灶，肿瘤组织分子自由弥散运动受限，导致其DWI信号强度高于分子弥散运动未受限的正常肝组织，从而使小的病灶得以检出，提示DWI对小肝癌的诊断有一定的价值.
【参考】
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