磁共振扩散加权成像对肝占位性病变的临床诊断价值

柳 健 丁耀军 张 捷 谢安明

磁共振扩散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)是一种无创性反映活体组织功能状态的检查技术，其对水分子布朗运动十分敏感，真实反映人体病理生理状态下各组织成分之间水分子交换功能。DWI在超急性期脑梗塞诊断中的应用价值已经得到公认，随着磁共振快速成像技术的发展，国内外学者［1－2］逐渐应用DWI技术对肝脏病变进行研究探索，但结论差异较大。本文通过对肝脏常见病变进行DWI检查，探讨其对肝脏占位性病变鉴别诊断的应用价值，试图为临床提供一种新的无创有效检测肝脏病变的影像诊断方法。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2013年6月至2014年10月我院磁共振检查的肝脏占位性病变89例(男性61例，女性33例，年龄26～78岁，平均48.3岁)，其中肝囊肿14例，肝血管瘤19例，肝细胞肝癌30例，肝转移瘤26例(原发灶胃癌7例，肺癌5例，结肠癌4例，胰腺癌3例，直肠癌3例，胆管癌2例，胆囊癌1例，卵巢癌1例)。

30例原发性肝癌中经手术病理证实18例，经穿刺活检证实8例，综合临床确诊4例。肝转移瘤病例均发现原发病灶，转移灶具有典型的影像学表现。血管瘤及肝囊肿病例均根据临床及影像资料综合诊断，并随诊观察至少3个月。

1.2 检查方法

采用SIEMENS Symphony 1.5 Tesla超导型磁共振扫描仪。信号采集用相控阵表面线圈。患者均行肝常规MR扫描以确定并选择适合测量ADC值的病灶，部分患者行动态增强扫描，患者均在增强扫描前进行扩散加权成像，以免造影剂对ADC值测量的影响。

DWI采用SE－EPI序列采集成像，扫描参数:TR 1600 ms，TE随b值调整，层厚8 mm，距离因子30%，激励次数(NEX)4次。采用4个b值(0，100，500和800 s/mm2)，扩散加权梯度同时施加于互相垂直的频率编码R(x轴)、相位编码P(y轴)、层面选择S(z轴)方向，一次扫描每层形成5幅图像，每个b值1幅图像，并拟合成一幅ADC图。

1.3 ADC值测量与计算

取病灶最大直径层面测信号强度值;每个病灶测3个感兴趣区，取平均值;为避免误差，尽量避开胆管、血管及伪影;在不同b值图像的同一层面同一位置上取同样大小的感兴趣区进行测量;如有明显坏死则测量病灶周边实质部分;因直径小于1 cm的病灶ADC值测量不准确，故对直径小于1 cm的病灶不测定。

ADC 值的计算方法:ADC 值 =［ln(S低/S高)］/(b高－b低)，公式中ln为自然对数，S低与S高分别代表低b值与高b值时感兴趣区的信号强度值，b高为高b值，b低为低b值。

1.4 病灶计数

DWI上病灶的计数以b值=500 s/mm2图像为标准。检出率以所有影像学资料综合分析所能发现的病灶数为准。由于DWI不利于良性病灶(肝囊肿及肝血管瘤)的检出，因此良性病灶不在计数范围。

1.5 统计学分析

采用SPSS Window 13.0版本统计软件进行分析，各数据以均数±标准差表示，各组数据进行方差齐性分析。对于肝占位性病变的ADC值及瘤/肝比值的统计分析采用 q检验，两两比较采用 Student－Newman－Keuls法进行;DWI与T2WI对恶性病灶检出率的比较采用χ2检验;P＜0.05时认为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 肝脏主要占位性病变的ADC值测量结果

ADC值最大的是肝囊肿，其次为肝血管瘤、肝转移瘤、肝细胞肝癌。各组病变的平均ADC值经过方差分析的F检验，F=62.426，为方差齐性，两两比较采用 Student－Newman－Keuls法，结果表明，肝细胞癌与肝转移瘤无差别，其它各组间均有显著性差异(P＜0.05);恶性肿瘤(肝癌、肝转移瘤)与良性肿瘤(肝囊肿、肝血管瘤)之间有显著性差异，见表1。

表1 肝主要占位性病变不同b值的ADC值及平均ADC值(s，×10－3mm2/s)

表1 肝主要占位性病变不同b值的ADC值及平均ADC值(s，×10－3mm2/s)

注:ADC1、ADC2、ADC3分别为b值=100 s/mm2、b值=500 s/mm2、b值=800 s/mm2时各主要肝占位性病变ADC值。

病变 例数 病灶 ADC1值 ADC2值 ADC3值 平均ADC值肝囊肿 14 18 3.47 ±1.20 3.42 ±0.44 3.32 ±0.42 3.40 ±0.57肝血管瘤 19 22 2.97 ±1.38 2.22 ±0.45 2.03 ±0.34 2.41 ±0.67肝转移瘤 26 48 1.96 ±0.97 1.54 ±0.44 1.43 ±0.36 1.64 ±0.54肝细胞癌 30 30 1.99 ±0.64 1.30 ±0.27 1.20 ±0.24 1.50 ±0.34

2.2 病变ADC值/肝ADC值测量结果

对病灶的ADC值与自身的肝实质相比数值首先进行方差齐性分析，F=145.374，为方差齐性，两两比较采用 Student－Newman－Keuls法，肝脏各种占位性病变之间均有统计学差异(P＜0.05)。见表2。

表2 肝主要占位性病变ADC值/肝ADC值

2.3 DWI成像对恶性占位的显示情况

56例恶性占位中，综合分析所有影像学资料发现134个病灶，T2WI与b值=500 s/mm2的DWI对恶性病灶的检出率分别为 84.3%(113/134)和 94.8%(127/134)，两者有统计学差异(χ2=7.82，v=1，P=0.005＜0.05)，可以认为DWI对恶性病灶的检出率高于T2WI序列，其在图像上主要体现为提高了对直径小于1.5 cm病灶的检出。

3 讨论

3.1 肝脏占位性病变的DWI表现

常规CT及MR平扫加增强扫描对肝脏占位性病变的定性诊断有一定作用，但也存在一定限度。DWI从分子水平提供组织的代谢信息，分析水分子的运动状态及运动受限状态。当肝脏发生病变时，其细胞功能和代谢情况发生改变，水分子的扩散运动受到影响，因此可被DWI检出。肝脏占位性病变的DWI表现取决于成像物质及其内部分子的空间分布［3］，由于不同病变组织的细胞空间分布和构成不一，扩散系数亦不相同，因此有助于肝脏占位性病变的鉴别。有学者证实，DWI能够提供许多常规MR所不能提供的信息，对明确人体生理病理变化具有重要意义［4］。

在b值=100 s/mm2时DWI图像上，肝囊肿、肝血管瘤、肝癌、肝转移瘤等均呈高信号，但囊性病灶信号强度明显高于实性病灶，随着b值的增加，DWI图像上信号发生了变化，上述各种病灶信号强度不同程度减低，在b值=800 s/mm2时DWI图像上，肝囊肿信号降低最明显，甚至接近背景信号，很难发现病变;血管瘤信号降低不如肝囊肿，以低信号为主，其间夹杂少许稍高信号;实体性肿瘤信号的降低程度小于正常肝实质信号，随着肝实质信号的衰减，肿瘤病灶呈现相对高信号，肝癌与肝转移瘤信号相近，但肝癌坏死囊变部分信号降低较明显。我们发现恶性肿瘤的这种相对高信号在b值=500 s/mm2时DWI图像显示最清晰，我们认为，在b值=100 s/mm2时扩散梯度较小，病灶受到血流灌注的影响较大，并且T2因素不能完全剔除，因此不能很好反映水分子的扩散运动;当b值=500 s/mm2时，血流灌注及T2因素的影响明显减少，DWI图像能较真实地反映水分子的扩散运动，由于肝实质细胞密度低于实性肿瘤，其信号衰减高于实性肿瘤，使两者间信号差异增大，有利于病灶清楚显示;当b值=800 s/mm2时，扩散梯度太大，肝实质和病灶的信号强度均明显衰减，信号差异有所减小，并且因为图像信噪比的明显下降及严重的伪影，图像质量较差，至使病灶显示不清。

3.2 ADC值在肝占位性病变中的价值

肝脏扩散加权成像不仅能通过病灶DWI图像上的信号变化来判断组织成分，还可通过表观扩散系数ADC值，来量化表达病变组织成分和状态，对各病变的诊断及鉴别诊断从定量的角度提供全新的信息［5－6］。

组织或病变内部分子的空间分布决定了ADC值的大小。肝囊肿由于含有丰富自由水，水分子扩散受限较小，其ADC值最大;肝血管瘤内部主要含血液，血液相对囊肿液体黏度较高，且其间夹有纤维间隔、瘢痕及出血等，因此ADC值低于肝囊肿;肝恶性肿瘤含自由水少，肿瘤细胞密度较大，组织细胞成分多，水分子运动明显受限，因此其ADC值最低。肝转移瘤略高于肝癌，但两者间多有重叠［7－8］。本研究通过肝占位性病灶的ADC值测量及统计学分析发现肝脏恶性肿瘤(肝细胞癌和肝转移瘤)、肝囊肿及肝血管瘤平均ADC值之间存在显著性差异(P＜0.05)。肝转移瘤与肝癌之间无显著性差异，肝癌的平均ADC值稍低于肝转移瘤。因此，肝占位性病变ADC值的测定有助于鉴别肝实性肿瘤、囊肿及血管瘤，但对肝癌和肝转移瘤的鉴别诊断仍比较困难［9］。本研究利用病灶ADC值与本身肝实质ADC值的比值进行统计分析，结果显示肝癌的瘤/肝比值与肝转移瘤的瘤/肝比值之间存在显著差异，肝转移瘤 ADC/肝 ADC比值高于肝癌 ADC/肝ADC比值。因此，我们认为，利用病灶ADC值与肝实质ADC值的比值，可以进行肝转移瘤与肝癌的鉴别，分析其原因可能是肝转移瘤少有肝硬化基础，而我国大部分肝癌都与肝硬化密切相关。

3.3 DWI对检出肝脏恶性小病灶的价值

本组研究发现，当b值为500 s/mm2时，DWI对恶性病灶的检出率明显高于T2WI序列，其主要原因在于DWI对直径小于1.5 cm病灶的检出明显提高。分析其原因为以下两方面:①当T2WI图像上病灶信号较高且体积较小时，与胆管断面信号相似，不仔细观察容易漏诊，而在b=500 s/mm2的DWI图像上，含自由液体的胆管信号明显衰减为低信号，实性肿瘤的信号强度衰减则不明显，相对于胆管呈较高信号，因此增加了病灶的检出率;②当T2WI图像上病灶信号与肝实质相近且体积较小时，也不易被检出。在b=500 s/mm2的DWI图像上，实性肿瘤信号衰减程度明显小于肝实质，呈相对高信号，易于被肉眼发现。其主要原因是扩散敏感梯度使肝脏信号减弱至接近背景噪声，而肝脏实性肿瘤由于较长的T2值，受扩散敏感梯度的影响则较小，因此增加了病灶与肝脏的对比度，从而有利于更好显示肝脏的恶性小病灶［10］。本组在b=500 s/mm2的DWI图像上，清晰显示127个恶性病灶的大小及部位，但仍有7个病灶未显示，分析其原因是病灶体积太小，病灶直径多小于0.5 cm，且病灶多位于易受磁敏感性伪影的严重干扰肝左叶或顶叶。我们发现，DWI除有利于肝脏恶性小病灶的检出外，还有利于被腹水掩盖的腹膜转移结节及腹膜后肿大淋巴结的检出。

总之，肝脏MRI扩散加权成像技术作为一种无创性简单可行的检查方法，有利于发现肝脏恶性小病灶，且能进行量化分析，从而有利于肝脏占位性病变的诊断与鉴别诊断，因此可作为肝脏常规MRI检查的补充手段。

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