擴(kuò)散加權(quán)成像在局灶性肝臟病變的臨床應(yīng)用

武漢大學(xué)恩施臨床學(xué)院(恩施土家族苗族自治州中心醫(yī)院)影像科(湖北 恩施 445000)

胡興榮 覃大明 張麗君陳華東 張 峻

擴(kuò)散加權(quán)成像在局灶性肝臟病變的臨床應(yīng)用

武漢大學(xué)恩施臨床學(xué)院(恩施土家族苗族自治州中心醫(yī)院)影像科(湖北 恩施 445000)

胡興榮 覃大明 張麗君陳華東 張 峻

目的利用磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像(DWI)對局灶性肝臟病變進(jìn)行定量分析，探討其在局灶性肝臟病變中的應(yīng)用價(jià)值。方法應(yīng)用SE-EPI DWI(b＝500s/mm2)序列，對局灶性肝臟病變111例(原發(fā)性肝細(xì)胞癌35例，周圍型膽管細(xì)胞癌7例，轉(zhuǎn)移瘤25例，局灶性結(jié)節(jié)增生3例，血管瘤22例，囊腫19例)進(jìn)行掃描，測量病變的表觀彌散系數(shù)(ADC)值，比較不同疾病ADC值的差異。結(jié)果b值選用500s/mm2時(shí)，正常肝臟的ADC值為(1.49±0.14)×10-3mm2/s，原發(fā)性肝細(xì)胞癌、膽管細(xì)胞癌、轉(zhuǎn)移瘤、局灶性結(jié)節(jié)增生、血管瘤和囊腫的ADC值分別為(0.93±0.14)×10-3mm2/s、(0.97±0.15)×10-3mm2/ s、(1.06±0.17)×10-3mm2/s、(1.53±0.29)×10-3mm2/s、(2.18±0.23)×10-3mm2/s和(3.15±0.21)×10-3mm2/s。肝癌和轉(zhuǎn)移瘤的ADC值小于正常肝臟(P＜0.01),血管瘤和囊腫的ADC值大于肝臟(P＜0.01)。局灶性結(jié)節(jié)增生與肝臟的ADC值之間、肝癌與轉(zhuǎn)移瘤的ADC值之間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)。結(jié)論磁共振彌散成像及ADC值測定，能較準(zhǔn)確的判斷局灶性肝臟病變的性質(zhì)，對其診斷及鑒別診斷有一定價(jià)值。

磁共振成像，彌散；表觀擴(kuò)散系數(shù)；肝臟局灶性病變

隨著磁共振軟件和硬件技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)學(xué)影像技術(shù)也從傳統(tǒng)的單純形態(tài)學(xué)向形態(tài)學(xué)和功能學(xué)相結(jié)合的方面發(fā)展,磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)作為目前惟一能夠無創(chuàng)檢測活體組織水分子擴(kuò)散運(yùn)動的方法[1]，近年來，在肝臟疾病的研究方面顯示出良好的應(yīng)用前景[2,3]，提高病變顯示的敏感性，對病變的診斷和鑒別診斷具有重要價(jià)值。本研究利用該技術(shù)對肝臟常見的局灶性病變進(jìn)行定性、定量分析，以探討其在檢測和評價(jià)肝臟局灶性病變良惡性診斷和鑒別診斷方面的價(jià)值。

1 材料和方法

1.1 臨床資料收集恩施州中心醫(yī)院2011年4月至2014年3月臨床資料完整且行MR-DWI掃描的肝局灶性病變111例，所有病例均經(jīng)手術(shù)、穿刺活檢及介入治療證實(shí)，對其MRI資料進(jìn)行回顧性分析。其中男74例，女37例，年齡19～73歲，平均54.8歲。原發(fā)性肝細(xì)胞癌35例，周圍型膽管細(xì)胞癌7例，轉(zhuǎn)移瘤25例，局灶性結(jié)節(jié)增生3例，血管瘤22例，囊腫19例。

1.2 磁共振掃描使用美國GE公司 Signa HDe 1.5T MR掃描儀，8通道體部表面相控陣線圈。做常規(guī)上腹部MRI檢查前準(zhǔn)備，檢查前空腹4小時(shí)以上。取仰臥位，腳先進(jìn)，應(yīng)用呼吸門控。掃描序列包括常規(guī)平掃(橫軸位T1WI IP OP,T2WI及冠狀位FIESTA)、3D-LAVA增強(qiáng)掃描和DWI序列。DWI采用單次激發(fā)SE-EPI序列，在X、Y、Z軸三個(gè)方向上施加彌散梯度，彌散敏感系數(shù)b值取0、500s/mm2，掃描參數(shù)：TR＝4075ms，TE＝73.9 ms，F(xiàn)OV＝40cm，NEX＝6.0，矩陣128×128，層厚7mm，間隔1mm。

1.3 圖像后處理、數(shù)據(jù)測量及圖像分析常規(guī)MRI及DWI掃描完成后，推入ADW 4.3工作站進(jìn)行圖像后處理，應(yīng)用Function Tool軟件包處理DWI圖像，重建偽彩圖，測量病灶的表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficeint，ADC)值的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，感興趣區(qū)通常選取約40 mm2，每個(gè)病灶測量3次，取平均值。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析使用SPSS16.0軟件包對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示。對不同病變ADC值的比較采用t檢驗(yàn)，當(dāng)P＜0.05時(shí)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P ＜0.01時(shí)，差異具有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 不同病灶DWI表現(xiàn)肝癌42例(原發(fā)性肝細(xì)胞癌35例，周圍型膽管細(xì)胞癌7例)共59個(gè)病灶，DWI病灶呈彌散受限(圖1-5)，表現(xiàn)為均勻或不均勻的結(jié)節(jié)狀、團(tuán)塊狀高信號，部分病灶較正常肝實(shí)質(zhì)信號稍高，中央液化、壞死呈低信號，原發(fā)性肝細(xì)胞癌與周圍型膽管細(xì)胞癌從DWI圖像信號上差別不明顯；肝轉(zhuǎn)移瘤25例共79個(gè)病灶，DWI亦彌散受限，以環(huán)狀高信號為主，中央稍低信號；肝局灶性結(jié)節(jié)增生3例共3個(gè)病灶，DWI彌散稍受限，表現(xiàn)為稍高信號或等信號；肝血管瘤22例共31個(gè)病灶，DWI呈均勻高信號(圖6-10)；肝囊腫19例共35個(gè)病灶，DWI信號較正常肝實(shí)質(zhì)稍高。

2.2 局灶性肝臟病變的ADC值的比較對DWI圖像進(jìn)行后處理，測量原發(fā)性肝細(xì)胞癌、周圍型膽管細(xì)胞癌、肝轉(zhuǎn)移瘤、局灶性結(jié)節(jié)增生、血管瘤、囊腫及正常肝實(shí)質(zhì)的ADC值(表1)，并對肝良、惡性病變與正常肝實(shí)質(zhì)的ADC值進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)惡性腫瘤(原發(fā)性肝細(xì)胞癌、周圍型膽管細(xì)胞癌、轉(zhuǎn)移瘤)與正常肝實(shí)質(zhì)的ADC值比較，ADC值明顯小于正常肝實(shí)質(zhì)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)，良性病變(血管瘤和囊腫)與正常肝實(shí)質(zhì)比較，ADC值大于正常肝實(shí)質(zhì)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P ＜0.01)；而局灶性結(jié)節(jié)增生與正常肝實(shí)質(zhì)，原發(fā)性肝細(xì)胞癌、周圍型膽管細(xì)胞癌及轉(zhuǎn)移瘤的ADC值之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)(表1)。

表1 當(dāng)b＝500s/mm2時(shí)肝臟局灶性病變的ADC值（單位：×10-3mm2/s）的比較（±s）

表1 當(dāng)b＝500s/mm2時(shí)肝臟局灶性病變的ADC值（單位：×10-3mm2/s）的比較（±s）

原發(fā)性肝細(xì)胞癌 周圍型膽管細(xì)胞癌 肝轉(zhuǎn)移瘤 正常肝臟 局灶性結(jié)節(jié)增生 肝血管瘤 肝囊腫ADC值 0.93±0.14 0.97±0.15 1.06±0.17 1.49±0.14 1.53±0.29 2.18±0.23 3.15±0.21 t值 0.2584 0.3607 3.3301 0.1963 4.6201 5.9735 P值 0.549 0.773 0.001 0.4236 0.000 0.000

3 討 論

3.1 DWI基本原理彌散亦稱布朗(Brownian)運(yùn)動，即組織中水分子的不規(guī)則隨機(jī)運(yùn)動。DWI是以突出水分子的彌散效應(yīng)作為圖像對比的一種成像方法，是以反映組織內(nèi)水分子活動的自由度來反映組織的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。在梯度磁場下，彌散運(yùn)動的水分子產(chǎn)生相位離散，信號降低，而靜止的水分子不受影響，信號強(qiáng)度不受影響，從而把組織由水分子或氫質(zhì)子的微觀運(yùn)動與MR信號聯(lián)系起來，產(chǎn)生MR信號，構(gòu)成彌散圖像的對比。由于在DWI時(shí)施加了運(yùn)動敏感梯度，使組織中水分子的運(yùn)動更自由，從而采集到的磁共振信號越弱。由于DWI對運(yùn)動高度敏感，在復(fù)雜的人體內(nèi)環(huán)境中，不僅受宏觀因素(如心跳、脈搏、呼吸、血液灌注等自主或不自主運(yùn)動)的干擾，同時(shí)亦受到微循環(huán)(如體液流動、細(xì)胞的滲透性、毛細(xì)血管灌注等)的影響。因此，這種彌散圖像信號變化不能完全反映真正的彌散系數(shù)。在實(shí)際臨床應(yīng)用中,常用表觀彌散系數(shù)(ADC)代替真正的彌散系數(shù)(diffusion coefficeint，DC)[4]來描述機(jī)體在彌散成像上所觀察到的表觀作用。DWI用b值來表示彌散敏感度，表觀彌散系數(shù)可通過公式ADC=[ln(S低/S高)]/(b高-b低)計(jì)算，式中S低與S高可用DWI圖像上設(shè)定感興趣區(qū)測得對應(yīng)低b值與高b值的信號強(qiáng)度值。DWI可提供擴(kuò)散加權(quán)圖像、ADC圖和GE公司設(shè)備所獨(dú)有的eADC圖值等資料, 并且ADC值和eADC值為定量指標(biāo)，對用不同病變測得不同ADC值來對疾病的診斷提供量化指標(biāo)[5,6]。研究表明b值對DWI圖像的質(zhì)量影響較大，通常b值越小，受組織微灌注的影響越大，反之，b值越大越能真實(shí)反映組織內(nèi)水分子的彌散特性[4]。綜合國內(nèi)外文獻(xiàn)研究[7,8]發(fā)現(xiàn)，選擇b值為500s/mm2時(shí)，既能保證圖像質(zhì)量，又能得到相對較穩(wěn)定、較準(zhǔn)確的ADC值。故本研究也選擇較適宜b值500s/mm2對肝臟局灶性病變進(jìn)行研究，得到了清晰的圖像,同時(shí)所測量的ADC值相對穩(wěn)定，與文獻(xiàn)報(bào)道一致[9]。

3.2 局灶性肝臟病變的DWI表現(xiàn)選擇圖像相對較穩(wěn)定、ADC值較準(zhǔn)確的b值為500s/mm2，利用不同肝臟病變有著不同的組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，活體組織中水分子的運(yùn)動受生物膜及體液中的大分子限制，不同組織結(jié)構(gòu)和分子環(huán)境對水分子運(yùn)動的限制程度也不同，從而使DWI表現(xiàn)反映一些病變的病理、生理和生化特點(diǎn)。本研究發(fā)現(xiàn)肝癌、轉(zhuǎn)移瘤、局灶性結(jié)節(jié)增生、血管瘤和肝囊腫的DWI圖像表現(xiàn)各有其特征。肝癌表現(xiàn)為均勻或不均勻的結(jié)節(jié)狀、團(tuán)塊狀高信號，部分病灶較正常肝實(shí)質(zhì)信號稍高，中央液化、壞死呈低信號，但原發(fā)性肝細(xì)胞癌與周圍型膽管細(xì)胞癌從DWI圖像信號上差別不明顯；肝轉(zhuǎn)移瘤以環(huán)狀高信號為主，中央稍低信號；肝局灶性結(jié)節(jié)增生表現(xiàn)為稍高信號或等信號；肝血管瘤呈均勻高信號；肝囊腫DWI信號較正常肝實(shí)質(zhì)稍高。反映其病變組織成分、細(xì)胞大小及血供情況。肝臟惡性腫瘤肝細(xì)胞癌，膽管細(xì)胞癌和轉(zhuǎn)移瘤的ADC值比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。局灶性結(jié)節(jié)增生為中央瘢痕向外放射形成，纖維間隔圍繞無異型性的肝細(xì)胞形成結(jié)節(jié)，其細(xì)胞大小和形態(tài)與周圍肝實(shí)質(zhì)相差不多，DWI信號強(qiáng)度與肝臟基本一致。肝良性病變血管瘤內(nèi)主要含有血液，血液較囊腫液體黏度高，因此常表現(xiàn)為較低高信號。囊腫是由液體成分構(gòu)成，水分子擴(kuò)散基本不受限制，在低b值的DWI圖像上顯示為高信號或較高信號，在高b值的DWI圖像上，肝囊腫信號衰竭幅度很明顯，信號降低甚至低于肝臟信號。

圖1-5 肝右葉巨塊型肝癌；圖1 T2WI/fs；圖2 增強(qiáng)門脈期；圖3 增強(qiáng)延遲期；圖4 SE/EPI；圖5 ADC圖。圖6-10 肝左葉血管瘤；圖6 T2WI/ fs；圖7 T1WI；圖8 增強(qiáng)動脈期；圖9 SE/EPI；圖10 ADC圖。

3.3 局灶性肝臟病變DWI鑒別診斷價(jià)值A(chǔ)DC值是描述DWI序列的一個(gè)定量參數(shù)，對肝臟局灶性病灶特點(diǎn)的描述及病灶擴(kuò)散有重要價(jià)值，一定程度反映病變的病理、生理和生化特點(diǎn)。一些研究也表明，水分子的彌散在活體組織內(nèi)與組織的空間結(jié)構(gòu)有關(guān)，細(xì)胞成分越多，間隙越小，水分子彌散運(yùn)動越受限，ADC值越??；水分子的彌散運(yùn)動越強(qiáng)，ADC值越大，ADC值有助于對局灶性肝臟病變的良惡性鑒別診斷[10,11]，因此，通過測量局灶性病變的ADC值能從微觀水平對病變的鑒別診斷提供信息。但ADC值的測量也受很多因素的影響，與使用不同廠家、機(jī)型、掃描線圈、掃描序列，特別是不同的b值選擇，導(dǎo)致測量結(jié)果的差異較大。本組研究選用b值為500s/mm2時(shí)，原發(fā)性肝細(xì)胞癌、周圍型膽管細(xì)胞癌、轉(zhuǎn)移瘤、局灶性結(jié)節(jié)增生、血管瘤和囊腫的ADC值分別為(0.93±0.14)×10-3mm2/s、(0.97±0.15)×10-3mm2/ s、(1.06±0.17)×10-3mm2/s、(1.53±0.29)×10-3mm2/s、(2.18±0.23)×10-3mm2/s和(3.15±0.21)×10-3mm2/s，正常肝臟的ADC值為(1.49±0.14)×10-3mm2/s。比較原發(fā)性肝細(xì)胞癌、周圍型膽管細(xì)胞癌與轉(zhuǎn)移瘤的ADC值均小于正常肝實(shí)質(zhì)，血管瘤和囊腫的ADC值大于正常肝實(shí)質(zhì)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；原發(fā)性肝細(xì)胞癌、周圍型膽管細(xì)胞癌與轉(zhuǎn)移瘤的ADC值之間也無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，與多數(shù)研究結(jié)果一致[12]。肝局灶性結(jié)節(jié)增生相對較少見，國內(nèi)外關(guān)于其ADC值的報(bào)道較少，本研究所測ADC值與正常實(shí)質(zhì)之間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。肝血管瘤和肝囊腫是肝臟的常見病、多發(fā)病，磁共振平掃和增強(qiáng)都很有特點(diǎn)，但在相對經(jīng)濟(jì)落后的基層單位，很多患者不愿意做增強(qiáng)掃描，給影像工作者診斷帶來一定困難，可根據(jù)DWI圖像表現(xiàn)特點(diǎn)，可以對其鑒別。因此，對肝臟局灶性占位性病變，通常惡性腫瘤(肝癌和轉(zhuǎn)移瘤)的ADC值明顯低與肝臟，良性病變(局灶性結(jié)節(jié)增生、血管瘤和囊腫)的ADC值等于或高于肝臟，良惡性病變的ADC值有明顯差異，ADC值可用于鑒別肝臟良、惡性病變。于德新等[13]應(yīng)用3.0T磁共振選擇b值為500s/mm2對正常肝臟、良性病變和惡性病變進(jìn)行檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)良惡性病變的ADC值之間有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，本研究也得到了類似結(jié)果。

總之，不同局灶性肝臟病變DWI表現(xiàn)不同，其ADC值之間也存在差異，惡性病變的ADC值小于良性病變。磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像、ADC值測定及其變化規(guī)律，能比較準(zhǔn)確的判斷局灶性肝臟病變的性質(zhì)，對其診斷及鑒別診斷有幫助。但本組研究膽管細(xì)胞癌和肝局灶性結(jié)節(jié)增生收集病例較少，統(tǒng)計(jì)結(jié)果可信度不高，有待進(jìn)一步收集病例。

[1]Kwee TC,Takahara T, Ochiai R, et al.Diffusion-weighted whole-body imaging with bachground body signal suppression(DWIBS):features and potential applications in oncology[J].Eur Radiol,2008,18:1937-1952.

[2]Chow LC, Bammer R, Moseley ME, et al.Single breath hold diffusion-weighted imaging of the abdomen.[J].Magn Reson Imaging, 2003 ,18:377-382.

[3]Boulanger Y, Amara M, Lepanto L, et al.Diffusion-weighted MR imaging of the liver of hepatitis C patients .NMR Biomed , 2003 ,16 :132-136.

[4]Yamada I, Aung W, Himeno Y, et al.Difusion Coeficients in Abdominal Organs and Hepatic Lesions: Evaluation with Intravoxel Incoherent Motion Echo-planar MR Imaging[J].Radiology.1999, 210: 617-623.

[5]Chenevert TL, Brunberg JA, Pipe JG.Anisotropic diffusion in human white matter:demonstration with MR techniques in vivo[J].Radiology ,1990 ,177: 401-405.

[6]祝新,王德杭,朱斌.磁共振彌散加權(quán)成像在肝占位病變中的應(yīng)用[J].醫(yī)學(xué)研究生學(xué)報(bào),2004, 17: 936-938.

[7]楊沛欽,鄭曉林,徐輝雄,等.肝臟擴(kuò)散加權(quán)成像方法研究[J].臨床放射學(xué)雜志,2006,25(8)：738-741.

[8]胡興榮,崔顯念,胡啟托,等.肝纖維化MRI彌散加權(quán)成像的初步研究[J].中國CT和MRI雜志，2011,9:8-10.

[9]Ichikawa T,Haradome H, Hachiya J, et al.Diffusion–weighted MR imaging with single-shot echo -p lanar imaging in the upper abdomen: p reliminary clinical experience in 61 patients[J].Abdom Imaging,1999,24:456-461.

[10]Chandarana H,Taouli B.Diffusion-weighted MRI and liver metastasees.Maqn Reson Imaging Clin N Am,2010,18:451-464.

[11]張虎,秦東京,姜興岳,等.磁共振彌散加權(quán)成像對肝臟常見占位性病變診斷應(yīng)用價(jià)值的研究[J].中華臨床醫(yī)師雜志(電子版),2012,6：81-83.

[12]Gourtsoyianni S, Papanikolaou N,Yarmenitis S, et al.Respiratory gated diffusionweighted imaging of the liver: value of apparent diffusion coefficient measurements in the differentiation between most commonly encountered benign andmalignant focal liver lesions[J].Eur Radiol.2008; 18(3) : 486-492.

[13]于德新,李傳福,張曉明,等.3.0 T磁共振彌散成像對肝臟惡性局灶性病變診斷的價(jià)值[J].山東大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版),2006,44(5): 496-500.

(本文編輯:謝婷婷)

Applications of MRI Diffusion-weighted Imaging in the Diagnosis of Focal Hepatic Lesions

HU Xing-rong, QIN Da-ming, ZHANG Li-jun, et al．, Department of Medicine Imaging, Central Hospital of Enshi Autonomous Prefecture & Enshi Clinical College of Wuhan University, Enshi 445000, Hubei Province, China

ObjectiveTo evaluate the value of diffusion-weighted imaging (DWI)in the diagnosis of focal hepatic lesions by quantitative analysis．MethodsA total of 111 patients with focal hepatic lesions(including 35 cases of hepatocellular carcinoma, 7 cases of peripheral cholangiocarcinoma,25 cases of hepatic metastatic tumors,3 cases of focal nodal hyperplasia,22 cases of hepatic hemangiomas and 19 cases of hepatic cysts)were examined by MRI SE-EPI and DWI(b=500/mm2) sequence, to measure and analyze the difference of apparent dispersion conficient(ADC) values．ResultsWhen b=500s/ mm2,the average ADC value of normal hepatic tissue was(1．49±0．14)×10-3mm2/s，the average ADC values of hepatocellular carcinoma、metastatic tumor、focal nodal hyperplasia、hemangioma and cyst were (0．93±0．14)×10-3mm2/s, (0．97±0．15)×10-3mm2/s, (1．06±0．17)×10-3mm2/s, (1．53±0．29)×10-3mm2/s, (2．18±0．23)×10-3mm2/ s and (3．15±0．21)×10-3mm2/s． The ADC value of hepatocellular carcinoma and metastatic tumor lower than that of normal hepatic tissue(P＜0．001)．The ADC value of hemangioma and cyst higher than that of normal hepatic tissue(P＜0．001)．The ADC value had no significant differences between focal nodal hyperplasia and normal hepatic tissue, hepatocellular carcinoma (P＞0．05)．ConclusionAccording to DWI and ADC values, the quality of hepatic lesions can be exactly diagnosed, which has a certain value in the diagnosis and differential diagnosis of focal hepatic leions．

Magnetic Resonance Imaging; Diffusion Weighted Imaging; Aparent Diffusion Coefficient(ADC); Focal Hepatic Lesion

R44 R73

A

10.3969/j.issn.1672-5131.2016.02.022

胡興榮

2016-01-06