擴散加權(quán)成像在肝細胞癌中的應(yīng)用

唐艷華 葉慧義

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擴散加權(quán)成像在肝細胞癌中的應(yīng)用

唐艷華 葉慧義

【關(guān)鍵詞】肝腫瘤；磁共振成像，彌散；擴散加權(quán)成像；綜述

擴散加權(quán)成像（DWI）是采用MRI無創(chuàng)檢測活體組織功能狀態(tài)的一種技術(shù)［1］，目前已成熟應(yīng)用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)影像診斷、鑒別診斷和定量評估中。在平面回波成像快速序列的應(yīng)用下，DWI越來越多地應(yīng)用于腹部影像檢查中，尤其是在肝臟影像方面［2］。肝細胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）是最常見、最主要的肝臟惡性腫瘤，發(fā)病率和死亡率均很高［3］。本文就DWI在HCC中的臨床應(yīng)用和進展進行綜述。

1　DWI在HCC鑒別診斷的應(yīng)用

DWI序列信號強度取決于水分子擴散，水分子擴散的越多，信號丟失越多；擴散越少，則信號丟失越少［2］。惡性腫瘤細胞密度較高，細胞核多，細胞外間隙少，水分子擴散受限明顯［4］，這為DWI序列幫助鑒別HCC和其他肝臟局灶性病變提供了一定的理論支持。Lee等［5］比較了MRI釓塞酸增強肝細胞期和高b值DWI（b值為0、800 s/mm2）在區(qū)分慢性肝病患者中高分化HCC和肝細胞良性結(jié)節(jié)方面的評估能力，結(jié)果表明DWI序列單一應(yīng)用和聯(lián)合釓塞酸增強肝細胞期信號對比應(yīng)用均可以很好地幫助鑒別高分化HCC和肝細胞良性結(jié)節(jié)。

DWI可以無創(chuàng)性地反映組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)和特點，而表觀擴散系數(shù)（ADC）值是在DWI序列上測得的可用于對病變進行水分子擴散活動量化分析的一個定量指標，其受水分子流動性和毛細血管灌注情況的影響，可反映組織的細胞密度和細胞膜完整性情況［6］。鄭輝等［7］納入40例HCC、20例肝血管瘤、20例肝囊腫和20例正常肝臟對照組，分別比較ADC值，結(jié)果表明DWI對HCC病灶具有特異性檢驗，可與肝血管瘤和肝囊腫相區(qū)分。Sandrasegaran等［8］比較了57個肝硬化背景患者中HCC和良性肝細胞結(jié)節(jié)的ADC值差異，結(jié)果表明良性肝細胞結(jié)節(jié)的ADC值較HCC的ADC值更高，提示ADC值有助于鑒別HCC和良性肝細胞結(jié)節(jié)。

2　DWI對HCC的檢出效能

DWI序列可以幫助提高HCC診斷檢出率和診斷準確性，尤其是在病灶≤2 cm的小HCC方面。Xu等［9］對37例慢性肝病患者進行肝臟MRI檢查，包括b值為500 s/mm2的屏氣DWI序列、T1、T2和常規(guī)動態(tài)增強掃描，結(jié)果顯示聯(lián)合DWI序列的常規(guī)動態(tài)增強掃描較單獨應(yīng)用常規(guī)動態(tài)增強掃描能明顯提高慢性肝病患者中的小HCC病灶檢出靈敏度。Park等［10］研究了108例患者，102個HCC病灶和29個肝臟良性結(jié)節(jié)（21個癌前結(jié)節(jié)和2個大的再生結(jié)節(jié)），40例無HCC病灶患者進行DWI掃描和釓塞酸增強掃描，結(jié)果表明聯(lián)合DWI和釓塞酸MRI增強掃描的HCC診斷標準，能夠可靠地診斷小HCC（包括少血供的HCC）。

此外，DWI也可以幫助監(jiān)測肝細胞結(jié)節(jié)轉(zhuǎn)化為HCC的進展。Di Pietropaolo等［11］分析了DWI在評估HCC和有高風險轉(zhuǎn)化為HCC的肝細胞結(jié)節(jié)方面的作用，結(jié)果表明DWI上高信號顯示與進展為HCC相關(guān)。

3　DWI與HCC病理分級的相關(guān)性

低級別HCC提示預(yù)后較差、腫瘤復(fù)發(fā)率較高［12-13］，許多外科醫(yī)師認為應(yīng)該相應(yīng)地修改低分化HCC的治療方式［14-15］，因此治療前預(yù)測HCC病理分級對于治療方法策略的選擇和指導(dǎo)預(yù)后非常重要［1,16］。2015年，Chen等［17］的Meta分析指出，在眾多影像學(xué)指標無創(chuàng)地預(yù)測HCC病理分級的方法中，DWI是最可靠的無創(chuàng)性定量指標。

An等［18］采用分析DWI圖像上病變是否擴散受限（是否為高信號）、MRI釓塞酸動態(tài)增強掃描動脈期與預(yù)掃圖像減影情況判斷腫瘤動脈血供情況及肝膽期肝細胞損傷（肝細胞不攝取對比劑呈低信號）情況與病理學(xué)分級相關(guān)性進行分析，結(jié)果表明采用DWI或動脈期血供減影方法有助于預(yù)測HCC病理分級，尤其是兩種方法協(xié)同使用時有更高的陽性預(yù)測值（100%）。

除通過采用DWI信號強度來判斷HCC病理分級外，ADC值也越來越多地應(yīng)用于定量評估HCC病理分級。既往研究［19-20］表明，低分化HCC與高分化和中分化HCC相比有更低的ADC值。Nasu等［1］研究表明，盡管低分化HCC的ADC值低于高分化HCC，但是ADC值與所有的HCC病理學(xué)分級之間的相關(guān)性并不明確。腫瘤分級不是簡單地與細胞間質(zhì)相關(guān)［21］，HCC細胞數(shù)不總是隨著腫瘤分化程度的減低而增多。此外，b值的個數(shù)和非布朗水運動過程中假擴散（如血流因素）的影響［22］，這些均可能是造成ADC值與HCC病理分級相關(guān)性不明確的原因。

此外，Le Moigne等［23］進行了T2和DWI與病灶≤2 cm的小HCC的病理分級相關(guān)性研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)DWI（b值為50、400、800 s/mm2）和T2測量的病灶和肝實質(zhì)的相對增強比（relative contrast ratio，RCR）能明顯區(qū)分出高分化和中分化的小肝癌，RCR計算方法見公式（1）。因此，DWI的RCR測量也許也可以幫助無創(chuàng)性預(yù)測小HCC的病理分級。

4　DWI評估HCC治療的效能

目前HCC的治療方法有手術(shù)切除、經(jīng)動脈導(dǎo)管化療栓塞（TACE）、射頻消融、微波消融、肝移植、靶向藥物治療、放射治療等［24-28］。實性腫瘤療效反映標準、WHO標準、歐洲肝臟研究協(xié)會標準［29-32］等傳統(tǒng)治療后反應(yīng)評估標準是根據(jù)腫瘤大小作為腫瘤負荷測量，因腫瘤大小容易在影像資料上測量。而在新的靶向治療和肝臟定向治療中，簡單的腫瘤解剖改變常落后于生物學(xué)改變。因此在治療早期階段，通過測量腫瘤生存能力和（或）灌注情況監(jiān)測治療反應(yīng)逐漸受到關(guān)注［28］。DWI和ADC圖能通過反映水分子在組織中的熱運動情況而進一步了解腫瘤組織微觀結(jié)構(gòu)改變［33］。與治療前相比，腫瘤壞死后細胞膜破裂，水分子擴散程度增加，進而反映為DWI上病灶信號減低（圖1）和ADC值升高［34］。Yuan等［35］綜述了針對DWI在當前HCC局部性治療的臨床療效評估中的作用，發(fā)現(xiàn)基于腫瘤大小作為腫瘤負荷測量的影像測量簡單易行而繼續(xù)應(yīng)用于臨床，而靶向藥物和區(qū)域性治療的評估方面，DWI越來越廣泛地應(yīng)用于HCC療效的評估中。

圖1 男，57歲，肝細胞癌。T2WI示肝右葉前上段病變呈稍高信號（箭，A）；射頻消融后3個月復(fù)查，T2WI上病變呈低和稍高信號（箭，B）；治療前DWI病變呈高信號（箭，C）；治療后DWI病變呈低信號（箭，D），提示DWI可以幫助評估肝細胞癌射頻消融療效

Sahin等［36］采用DWI序列對HCC的TACE術(shù)后療效進行評估，結(jié)果表明術(shù)前及術(shù)后腫瘤平均直徑無明顯改變，而術(shù)后ADC值（1.27×10-3mm2/s）明顯高于術(shù)前（1.10×10-3mm2/s），表明ADC值可以幫助評估HCC的TACE療效。此外，Mannelli等［37］納入36例HCC患者共47個癌灶，比較TACE前后ADC值發(fā)現(xiàn)，TACE術(shù)前評估ADC值可以幫助預(yù)測HCC的療效。

隨著經(jīng)皮穿刺局部消融治療HCC在臨床上的應(yīng)用逐漸開展，消融后早期治療灶周邊的炎性反應(yīng)與可能殘存的腫瘤均可以表現(xiàn)出強化，因此CT和MRI常規(guī)檢查和動態(tài)增強掃描無法很好地評估治療后的早期療效［33,38-39］。潘晶晶等［40］采用DWI對熱消融（射頻消融和微波消融）的HCC療效進行探討評估，21個HCC病灶消融前、消融后24 h內(nèi)進行了不同b值下的DWI檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)相同b值下腫瘤消融后的ADC值均較消融前升高，b值為1000 s/mm2時，ADC界值為1.09×10-3mm2/s時診斷腫瘤壞死的靈敏度為89.5%，特異度為63.2%，而ADC界值為1.26×10-3mm2/s時診斷腫瘤壞死的靈敏度為52.6%，特異度為89.5%，表明DWI對早期評估熱消融HCC的療效有幫助。

5　最新的進展：體素內(nèi)不相干運動擴散加權(quán)成像（IVIM-DWI

由于傳統(tǒng)單b值DWI不能很好地區(qū)分出組織擴散情況和組織微血管灌注影響，而近幾年關(guān)于IVIM-DWI在肝臟中的應(yīng)用越來越多，也開始應(yīng)用于HCC研究。IVIM是一種采用DWI的更先進的方法，可以分開擴散和灌注影響，而IVIM理論指出，毛細血管內(nèi)的血液流動會導(dǎo)致施加擴散梯度時血液磁化失相位［41］。Le Bihan等［42］通過公式（2）來描述信號產(chǎn)生的衰減。其中S是體素內(nèi)信號強度；Sb是取某個b值（b≠0）時的信號強度；S0為b=0時的信號強度；f是擴散分數(shù)，與組織微循環(huán)灌注有關(guān)，毛細血管越豐富，f值越大；D是真擴散系數(shù)；D*是假擴散系數(shù)，描述了由于不相干的毛細血管內(nèi)血流造成的無效信號。得到上述參數(shù)要至少采用4個不同的擴散加權(quán)b值（包括b=0 s/mm2）。

李玉博等［22］進行了IVIM對HCC術(shù)前分級的應(yīng)用研究結(jié)果表明高級別HCC組D值低于低級別組，其原因可能是由于HCC分化程度越差，其細胞增殖越多，細胞小而數(shù)目密集，細胞核大而細胞質(zhì)少，細胞間隙明顯減少導(dǎo)致的腫瘤組織內(nèi)水分子擴散受限更明顯。D*值取決于腫瘤組織內(nèi)毛細血管密度，而腫瘤組織惡性度高時，毛細血管密度高，組織微循環(huán)灌注越豐富。除應(yīng)用于HCC術(shù)前病理分級外，目前也有IVIM關(guān)于應(yīng)用于TACE術(shù)后HCC療效評估中的嘗試［43］

然而，在IVIM的可重復(fù)性方面可能存在一定的問題Kakite等［44］評估了HCC和肝實質(zhì)的IVIM擴散參數(shù)和ADC值的短期試驗-復(fù)試驗和觀察者間的可重復(fù)性，計算了D值D*值、灌注分數(shù)值（PE）和ADC值，結(jié)果表明HCC和肝實質(zhì)的D值和ADC值可重復(fù)性良好，而D*/PF值可重復(fù)性較差

綜上所述，DWI在HCC中的應(yīng)用廣泛，未來還需要進一步研究，以更好地幫助臨床進行HCC的診斷分類、治療前評估病理分級和療效評估。

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（本文編輯 張春輝

書評

由阜外心血管病醫(yī)院趙世華教授主編的《心血管磁共振診斷學(xué)》已于2011年5月由人民軍醫(yī)出版社出版發(fā)行該書的出版得到劉玉清院士和胡大一教授的充分肯定和高度評價，并親自作序。該書系統(tǒng)闡述了心臟MR成像技術(shù)及其在常見心血管疾病中的診斷價值、優(yōu)勢及不足。本書全部內(nèi)容是作者根據(jù)自己的臨床經(jīng)驗以及多年來所總結(jié)的心得歷盡心血凝練而成，病種全面，內(nèi)容翔實，具有較強的臨床實用性，是該領(lǐng)域具有國內(nèi)領(lǐng)先水平的參考書可供醫(yī)學(xué)影像學(xué)醫(yī)師，心臟內(nèi)、外科醫(yī)師閱讀參考。

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【中圖分類號】R735.7；R730.42

【作者單位】解放軍總醫(yī)院放射科MRI室 北京 100853

【通訊作者】葉慧義 E-mail： 13701100368@163.com

Doi：10.3969/j.issn.1005-5185.2016.03.023

【收稿日期】2016-01-08 【修回日期】2016-03-06