IVIM擴(kuò)散加權(quán)成像在肝硬化背景下小肝癌診斷中的應(yīng)用價(jià)值

何柳，張林，王成偉

(1.石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院，新疆 石河子 832003；2.石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院CT&MRI室，新疆 石河子 832008)

IVIM擴(kuò)散加權(quán)成像在肝硬化背景下小肝癌診斷中的應(yīng)用價(jià)值

何柳1，張林2，王成偉2

(1.石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院，新疆 石河子 832003；2.石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院CT&MRI室，新疆 石河子 832008)

目的 探討MRI對(duì)比增強(qiáng)聯(lián)合體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散加權(quán)成像(IVIM-DWI)技術(shù)對(duì)肝硬化背景下小肝癌的診斷價(jià)值。方法選擇2014年11月至2016年1月在本院收治的肝硬化合并小肝癌患者27例(共32個(gè)病灶)，均行常規(guī)MRI(包括T1WI、T2WI及LAVA多期增強(qiáng)掃描)和IVIM-DWI序列掃描，分析比較常規(guī)MRI、兩者聯(lián)合（常規(guī)MRI+IVIM-DWI序列掃描）對(duì)肝硬化背景下小肝癌的診斷價(jià)值；根據(jù)IVIM-DWI參數(shù)圖測(cè)量小肝癌及瘤周肝硬化實(shí)質(zhì)平均ADC值(Stand ADC值)、慢速表觀擴(kuò)散系數(shù)(D值)、快速表觀擴(kuò)散系數(shù)(D*值)和快速擴(kuò)散成分所占比例(f值)并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。結(jié)果聯(lián)合應(yīng)用IVIM-DWI技術(shù)得出的檢出率和診斷符合率分別為100%、96.88%，優(yōu)于常規(guī)MRI的97%、87.50%，但兩種方法比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)；IVIM-DWI參數(shù)圖上所測(cè)的小肝癌Stand ADC值[(1.09±0.15)×10-3mm2/s]、D值[(0.91±0.11)×10-3mm2/s]、D*值[(31.29±8.14)×10-3mm2/s]和f值[(23.23±7.17)%]均低于瘤周肝硬化實(shí)質(zhì)[Stand ADC值：(1.27±0.14)×10-3mm2/s、D值(1.05±0.16)×10-3mm2/s、D*值(61.27±12.59)×10-3mm2/s和f值(32.83±5.71)%]，兩者比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。結(jié)論常規(guī)MRI聯(lián)合應(yīng)用IVIM-DWI技術(shù)有助于提高對(duì)肝硬化背景下小肝癌的診斷能力。

磁共振成像；擴(kuò)散加權(quán)成像；肝硬化；小肝癌；診斷

目前，肝癌的發(fā)病率在全球范圍內(nèi)逐年上升，其在常見(jiàn)癌癥的死亡率中居于第三位，僅次于肺癌和胃癌[1]。有文獻(xiàn)報(bào)道，肝癌的發(fā)生與肝硬化具有相關(guān)性，慢性病毒性肝炎可逐漸演變?yōu)楦斡不?，而其?0%左右的肝硬化患者晚期可合并肝癌[2]。所以，提高對(duì)肝癌特別是小肝癌(small hepatocellular carcinoma，SHCC)的早期檢出率和診斷的正確率就顯得甚為重要，從而延長(zhǎng)生存期和提高生活質(zhì)量。其中，MR擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)是現(xiàn)階段唯一能對(duì)生物活體組織內(nèi)水分子微觀運(yùn)動(dòng)進(jìn)行無(wú)創(chuàng)性檢測(cè)的影像方法，最早用于神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷[3]，伴隨著MR軟硬件技術(shù)的發(fā)展其在體部的應(yīng)用亦越來(lái)越廣泛[4-6]。而體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)(intravoxel incoherent motion，IVIM)雙指數(shù)模型是對(duì)DWI研究的發(fā)展和延伸，不僅可反映活體組織的水分子擴(kuò)散，還能反映微循環(huán)的灌注情況。本研究通過(guò)回顧性分析27例小肝癌患者M(jìn)RI資料，探討常規(guī)MRI聯(lián)合應(yīng)用IVIM-DWI技術(shù)在肝硬化背景下小肝癌診斷中的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2014年11月至2016年1月在本院收治的肝硬化背景下小肝癌患者27例，其中男20例，女7例，年齡30～66歲，中位年齡47歲。所有患者均經(jīng)病理組織學(xué)或針刺細(xì)胞學(xué)證實(shí)。MRI檢查前均未接受手術(shù)、放化療等任何治療，且均無(wú)幽閉恐懼癥等其他可能影響MRI檢查的因素。

1.2 檢查方法 采用GE Disocvery MR750 3.0T磁共振儀8通道體部專用相控陣線圈進(jìn)行檢查。掃描前訓(xùn)練患者呼吸，囑其在掃描期間呼吸幅度及頻率保持均勻?；颊呷∑脚P位，足先進(jìn)，掃描范圍自肝上緣至肝下緣。先行常規(guī)平掃(T1WI、T2WI)，再進(jìn)行LAVA多期動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描。增強(qiáng)掃描時(shí)，采用雙管高壓注射器以3 mL/s的速率注入釓噴酸酸葡胺(Gd-DTPA)12～18 mL，然后同速率注入20 mL生理鹽水。在注射對(duì)比劑后15～20 s、55～60 s、180～300 s分別采集動(dòng)脈期(兩期)、門(mén)脈期和延遲期(兩期)圖像。IVIM-DWI成像序列：采用多個(gè)b值的自旋回波平面成像(SE-EPI)序列，共選用13個(gè)b值，b值分別為0、10、20、30、50、80、100、200、400、600、800、1 000、2 000 s/mm2，當(dāng)b值為0～600 s/mm2時(shí)采集次數(shù)為1次，b值為800、1 000、2 000 s/mm2時(shí)采集次數(shù)分別為3、4、5次，TR：5 600 ms，TE：66 ms，F(xiàn)OV：36 cm×36 cm～48 cm×48 cm，矩陣256×128，層厚為5 mm，層間距為1 mm。

1.3 圖像獲取與分析 掃描數(shù)據(jù)同步傳輸?shù)紾E AW4.6工作站，使用Functool MADC軟件進(jìn)行圖像后處理。由兩名高年資影像診斷醫(yī)師對(duì)常規(guī)MRI圖像進(jìn)行分析判定，分別確定小肝癌病灶大小、數(shù)目及其強(qiáng)化特點(diǎn)。然后結(jié)合常規(guī)掃描序列，選擇瘤體實(shí)性最大層面設(shè)定感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，利用IVIM-DWI偽彩參數(shù)圖分別測(cè)量小肝癌和瘤周肝硬化實(shí)質(zhì)Stand ADC值、D值、D*值及f值。每處測(cè)量3次求其平均值，應(yīng)盡量避開(kāi)血管和膽管走行區(qū)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 所有數(shù)據(jù)用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。將兩種方法得到的診斷結(jié)果與病理結(jié)果對(duì)照，采用χ2檢驗(yàn)比較兩者檢出率及診斷符合率；對(duì)計(jì)算出的StandADC值、D值、D*值及f值比較采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)；檢驗(yàn)水準(zhǔn)為α=0.05，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 小肝癌影像學(xué)特征及檢出情況 27例小肝癌患者共發(fā)現(xiàn)32個(gè)病灶，單發(fā)病灶22例，2個(gè)病灶5例，其中肝左葉10個(gè)，肝右葉22個(gè)；腫瘤最大徑＜1.0 cm 4個(gè)，1.0～2.0 cm 20個(gè)，2.1～3.0 cm 8個(gè)，平均(1.6±0.7)cm。MRI對(duì)比增強(qiáng)顯示23個(gè)病灶呈“快進(jìn)快出”強(qiáng)化，4個(gè)病灶動(dòng)脈期僅輕度強(qiáng)化，3個(gè)病灶動(dòng)脈期、門(mén)脈期及平衡期均未見(jiàn)強(qiáng)化，2個(gè)環(huán)形強(qiáng)化；4個(gè)病灶DWI呈等或稍低信號(hào)，余均呈稍高或高信號(hào)(圖1A)。常規(guī)MRI、兩者聯(lián)合后對(duì)小肝癌的檢出率分別為97%、100%，但兩者比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=0.000，P＞0.05)。

2.2 聯(lián)合應(yīng)用IVIM-DWI序列對(duì)肝硬化背景上小肝癌定性診斷價(jià)值 本研究由兩名高年資影像診斷醫(yī)師分別對(duì)常規(guī)MRI和IVIM-DWI序列的影像資料進(jìn)行研究并對(duì)病灶進(jìn)行定性診斷，常規(guī)MRI掃描中3個(gè)病灶傾向于結(jié)節(jié)性增生，1個(gè)傾向于小血管瘤，與病理結(jié)果對(duì)照，得出的診斷符合率為87.50%，兩者聯(lián)合后仍有1個(gè)未能準(zhǔn)確定性，得出的診斷符合率為96.88%，聯(lián)合應(yīng)用IVIM-DWI序列后診斷符合率提高，但兩者比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=0.868，P＞0.05)。

2.3 小肝癌與瘤周肝硬化實(shí)質(zhì)各ADC值比較 小肝癌與瘤周肝硬化實(shí)質(zhì)Stand ADC值分別為(1.09± 0.15)×10-3mm2/s、(1.27±0.14)×10-3mm2/s；D值分別為(0.91±0.11)×10-3mm2/s、(1.05±0.16)×10-3mm2/s；D*值分別為(31.29±8.14)×10-3mm2/s、(61.27±12.59)×10-3mm2/s；f值分別為(23.23±7.17)%、(32.83±5.71)%，小肝癌Stand ADC值、D值、D*值及f值均小于瘤周肝硬化實(shí)質(zhì)(圖1B～1E)，兩者比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t值分別為-7.000、-4.559、-14.947、-8.877，P＜0.05)。

圖1 患者男，48歲，肝硬化合并小肝癌

3 討 論

肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是慢性肝病患者病情進(jìn)展最嚴(yán)重的后果，嚴(yán)重危害人類健康。因此提高對(duì)肝硬化背景下小肝癌的早期診斷、早期治療可以明顯改善患者預(yù)后及提高患者5年生存率[7]。MR對(duì)比增強(qiáng)掃描是一種安全無(wú)創(chuàng)的影像檢查手段，目前采用的LAVA技術(shù)較常規(guī)具有采集時(shí)間短、掃描層厚薄、可以有效地控制各時(shí)相數(shù)據(jù)采集時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)缺少肝動(dòng)脈供血的肝硬化惡變結(jié)節(jié)及小肝癌則不易檢出[8]。在本組研究中，32個(gè)小肝癌中23個(gè)病灶在常規(guī)MRI增強(qiáng)掃描中呈“快進(jìn)快出”強(qiáng)化特征，4個(gè)病灶動(dòng)脈期僅輕度強(qiáng)化，3個(gè)病灶動(dòng)脈期、門(mén)脈期、平衡期均未見(jiàn)強(qiáng)化，2個(gè)環(huán)形強(qiáng)化，分析原因可能為瘤灶組織壞死，瘤灶內(nèi)的血管被腫瘤壓迫、血管變迂曲甚至被癌栓堵塞，血流速度相應(yīng)變慢。此外，由于肝硬化門(mén)脈高壓可致肝血流分流到側(cè)支血管，肝實(shí)質(zhì)對(duì)比劑減少，亦不利于病灶檢出[9]。

DWI能通過(guò)組織中水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)受限制的方向及程度等信息的檢測(cè)，間接反映組織微觀結(jié)構(gòu)的生理、病理特點(diǎn)，當(dāng)病變組織的水分子離散程度與正常組織不一致，其信號(hào)減低的程度就與正常組織存在差別，從而有利于發(fā)現(xiàn)病變[10]，如肝癌組織由于細(xì)胞密度增加，使組織中水分子的擴(kuò)散受到限制，在DWI上就呈現(xiàn)相應(yīng)的高信號(hào)。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，肝臟部分良性結(jié)節(jié)狀病灶，由于影像表現(xiàn)不典型，并與小肝癌存在某些相似之處，容易導(dǎo)致誤診[11]。本研究結(jié)果顯示，聯(lián)合應(yīng)用DWI圖像對(duì)肝硬化背景下小肝癌的檢出率要高于單獨(dú)使用常規(guī)MRI。在本組研究中，23個(gè)病灶呈典型小肝癌強(qiáng)化特點(diǎn)，依據(jù)其血流動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)可明確診斷，部分非典型強(qiáng)化小肝癌結(jié)合DWI亦可對(duì)病灶定性。與病理結(jié)果對(duì)照后發(fā)現(xiàn)，常規(guī)MRI得出的診斷符合率為87.50%，聯(lián)合應(yīng)用DWI圖像后診斷符合率為96.88%，表明兩者聯(lián)合后診斷符合率有所提高。

IVIM是通過(guò)使用足夠多的低b值以及高b值并用雙指數(shù)擬合函數(shù)(雙指數(shù)模型)可在體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)技術(shù)的前提下將人體內(nèi)的血管內(nèi)水與血管外水相分離[12-13]，血管外水是指細(xì)胞內(nèi)液和組織間液，流動(dòng)速度較緩慢，此種水運(yùn)動(dòng)稱為表觀擴(kuò)散，血管內(nèi)水是指人體血液中的流動(dòng)的水，流動(dòng)速動(dòng)相對(duì)于血管外水較快，此種水運(yùn)動(dòng)稱為假性擴(kuò)散即灌注[14]。1999年Yamada等[15]將IVIM技術(shù)首次運(yùn)用到體部檢查中，以評(píng)估體部臟器及肝臟病變的擴(kuò)散系數(shù)，發(fā)現(xiàn)慢速擴(kuò)散系數(shù)D與灌注相關(guān)體積分?jǐn)?shù)f是表示肝臟病灶特征的有用參數(shù)，說(shuō)明灌注效應(yīng)會(huì)影響測(cè)得的體部臟器和肝臟病灶的ADC值。本組研究結(jié)果顯示，小肝癌與瘤周肝硬化實(shí)質(zhì)Stand ADC值分別為(1.09±0.15)×10-3mm2/s、(1.27±0.14)× 10-3mm2/s，小肝癌組織的Stand ADC小于瘤周肝硬化實(shí)質(zhì)，分析原因?yàn)榘┙M織細(xì)胞密度增加，使組織中水分子的擴(kuò)散受到限制，故ADC值減低。由于D值反應(yīng)單純的擴(kuò)散效應(yīng)，使得微循環(huán)灌注方面的影響降低，故無(wú)論是小肝癌組織還是瘤周肝硬化實(shí)質(zhì)D值均較Stand ADC值低。小肝癌由形態(tài)和結(jié)構(gòu)顯著差異的癌細(xì)胞組成，細(xì)胞核大而胞漿少，細(xì)胞數(shù)目多且密集，導(dǎo)致水分子擴(kuò)散明顯受限，從而使代表單純擴(kuò)散效應(yīng)的D值亦降低。D*主要是通過(guò)對(duì)組織局部微循環(huán)血流灌注速度進(jìn)行檢測(cè)，從而反映局部組織血流灌注狀態(tài)，而f反映的是毛細(xì)血管的容量[16]。在本組研究中發(fā)現(xiàn)，小肝癌D*值和f值均較瘤周肝硬化實(shí)質(zhì)低。小肝癌組織D*值較低是因腫瘤組織的血管結(jié)構(gòu)扭曲，致毛細(xì)血管長(zhǎng)度減小，且腫瘤新生血管血液流動(dòng)緩慢時(shí)，是通過(guò)擴(kuò)散效應(yīng)而非灌注效應(yīng)被檢測(cè)到的。肝硬化導(dǎo)致的門(mén)脈高壓的形成使正常門(mén)靜脈供血能力減低，從而影響肝灌注，D*值亦相應(yīng)減低。另外，腫瘤新生血管基底膜不完整且管徑小而細(xì)，致使毛細(xì)血管血流速度不同程度的變慢，而流動(dòng)快速的血液量又較少，因此小肝癌組織的f值減低[17]。

綜上所述，MR對(duì)比增強(qiáng)聯(lián)合IVIM-DWI技術(shù)對(duì)肝硬化背景下小肝癌早期檢出與準(zhǔn)確定性優(yōu)于常規(guī)MRI，為肝硬化背景下小肝癌的早期診斷、治療以及預(yù)后判定提供新的理論依據(jù)。

[1]Song DS,Bae SH.Changes of guidelines diagnosing hepatocellular carcinoma during the last ten-year period[J].Clin Mol Hepatol, 2012,18(3):258-267.

[2]梁麗,范恒,唐慶,等.慢性乙型病毒性肝炎病毒復(fù)制與肝癌的相關(guān)性研究[J].中西醫(yī)結(jié)合研究,2011,3(2):57-61.

[3]Le Bihan D,Breton E,Lallemand D,et al.MR imaging of intravoxel incoherent motions:application to diffusion and perfusion inneurologic disorders[J].Radiology,1986,161(2):401-407.

[4]Taouli B.Diffusion-weighted MR imaging for liver lesion characterization:a critical look[J].Radiology,2012,262(2):378-380.

[5]Filipe JP,Curvo-Semedo L,Casalta-Lopes J,et al.Diffusion-weighted imaging of the liver:usefulness of ADC values in the differential diagnosis of focal lesions and effect of ROI methods on ADC measurements[J].MAGMA,2013,26(3):303-312.

[6]陳鑫,梁長(zhǎng)虹,劉再毅.磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像在肝臟中的應(yīng)用[J].磁共振成像,2013,4(1):76-80.

[7]從文銘,吳孟超.小肝癌臨床病理學(xué)研究進(jìn)展和展望[J].中華肝膽外科雜志,2011,17:353-356.

[8]倪明立,王玉慧,湯艷萍,等.DWI結(jié)合LAVA技術(shù)在肝臟占位性病變中的應(yīng)用價(jià)值[J].放射學(xué)實(shí)踐,2010,25(12):137-1374.

[9]趙虹,姚晉,周康榮,等.MRI與多層螺旋CT動(dòng)態(tài)增強(qiáng)檢測(cè)小肝細(xì)胞癌:受試者特性曲線分析[J].中華放射學(xué)雜志,2005,39(7): 705-709.

[10]Chan JH,Tsui EY,Luk SH,et al.Diffusion weighted MR imaging of the liver:distinguishing hepaticabscess from cystic ornecrotic tumor [J].Abdom Imaging,2001,26(2):1612-1651.

[11]姜川.肝臟良性占位性病變誤診為肝癌分析[J].實(shí)用腫瘤雜志, 2010,25(4):457-458.

[12]任靜,宦怡,常英娟,等.前列腺癌多b值擴(kuò)散加權(quán)成像研究[J].實(shí)用放射學(xué)雜志,2008,24(4):502-504,576.

[13]Giannarini G,Petralia G,Thoeny HC.Potential and limitations of diffusion-weighted magnetic resonance imaging in kidney,prostate,and bladder cancer including pelvic lymph node staging:a critical analysis of the literature[J].Eur Urol,2012,61(2):326-340.

[14]Riches SF,Hawtin K,Charles-Edwards EM,et al.Diffusion-weighted imaging of the prostate and rectal wall:comparison of biexponential and monoexponential modelled diffusion and associated perfusion coefficients[J].NMR Biomed,2009,22(3):318-325.

[15]Yamada I,Aung W,Himeno Y,et al.Diffusion coefficients in abdominal organs and hepatic 1esions:evaluation with intravoxel incoherent motion echo-planar MR imaging[J].Radiology,1999,210 (3):617-623.

[16]Le Bihan D,Tumer R.The capillary network:a link between IVIM and classical perfusion[J].Magn Reson Med,1992,27(1):171-178.

[17]Moteki T.Horikoshi H.Evaluation of hepatic lesions and hepatparencbyma using diffusion-weighted echo planar MR with the values of gradient b-factor[J].J Magn Reson Imaging,2006,24(3): 637-645.

Value of intravoxel incoherent motion diffusion-weighted imaging in diagnosis of small hepatocellular carcinoma in liver cirrhosis.

HE Liu1,ZHANG Lin2,WANG Cheng-wei2.1.Medical College,Shihezi University,Shihezi 832003, Xinjiang,CHINA;2.CT&MRI Room,the Affiliated Hospital of the Medical College,Shihezi University,Shihezi 832008, Xinjiang,CHINA

ObjectiveTo investigate the value of intravoxel incoherent motion diffusion-weighted imaging (IVIM-DWI)and magnetic resonance imaging(MRI)in detection and qualitative diagnosis of small hepatocellular carcinoma(SHCC)in liver cirrhosis.MethodsFrom November 2014 to January 2016,27 patients of liver cirrhosis combined with SHCC(32 lesions)who admitted to our hospital were selected,which all underwent conventional MRI (T1WI+T2WI+LAVA dynamic contrast enhancement)and IVIM-DWI.The value of conventional MRI and their combination(conventional MRI+IVIM-DWI)in diagnosis of SHCC was comparatively analyzed.Based on IVIM-DWI parametric diagrams,the apparent diffusion coefficient(Stand ADC value),slow apparent diffusion coefficient(D value), fast apparent diffusion coefficient(D*value)and fraction of fast ADC(f value)of the region of interest in the tumor section and the non-tumor section were acquired and compared.ResultsThe detection rate and diagnostic coincidence rate of combination(conventional MRI+IVIM-DWI)for SHCC were 100%and 96.88%respectively,which were higher than those of conventional MRI(97%and 87.50%,respectively),but there was no significant difference between the two groups(P＞0.05).The Stand ADC value,D value,D*value and f values in the tumor section were(1.09±0.15)×10-3mm2/s, (0.91±0.11)×10-3mm2/s,(31.29±8.14)×10-3mm2/s,(23.23±7.17)%,respectively,which were lower than those of the non-tumor section of(1.27±0.14)×10-3mm2/s,(1.05±0.16)×10-3mm2/s,(61.27±12.59)×10-3mm2/s,(32.83±5.71)%,with statistically significant differences(P＜0.05).ConclusionThe combination of conventional MRI and IVIM-DWI can help to improve the diagnostic ability of small hepatocellular carcinoma in liver cirrhosis.

Magnetic resonance imaging;Diffusion-weighted imaging;Liver cirrhosis;Small hepatocellular carcinoma;Diagnosis

R 735.7

A

1003—6350（2016）22—3693—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2016.22.028

2016-05-20)

張林。E-mail：zl123ct@sina.com