IVIM扩散加权成像在肝硬化背景下小肝癌诊断中的应用价值

何柳，张林，王成伟

(1.石河子大学医学院，新疆 石河子 832003；2.石河子大学医学院第一附属医院CT&MRI室，新疆 石河子 832008)

IVIM扩散加权成像在肝硬化背景下小肝癌诊断中的应用价值

何柳1，张林2，王成伟2

(1.石河子大学医学院，新疆 石河子 832003；2.石河子大学医学院第一附属医院CT&MRI室，新疆 石河子 832008)

目的 探讨MRI对比增强联合体素内不相干运动扩散加权成像(IVIM-DWI)技术对肝硬化背景下小肝癌的诊断价值。方法选择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个病灶)，均行常规MRI(包括T1WI、T2WI及LAVA多期增强扫描)和IVIM-DWI序列扫描，分析比较常规MRI、两者联合（常规MRI+IVIM-DWI序列扫描）对肝硬化背景下小肝癌的诊断价值；根据IVIM-DWI参数图测量小肝癌及瘤周肝硬化实质平均ADC值(Stand ADC值)、慢速表观扩散系数(D值)、快速表观扩散系数(D*值)和快速扩散成分所占比例(f值)并进行统计学分析。结果联合应用IVIM-DWI技术得出的检出率和诊断符合率分别为100%、96.88%，优于常规MRI的97%、87.50%，但两种方法比较差异均无统计学意义(P＞0.05)；IVIM-DWI参数图上所测的小肝癌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)%]均低于瘤周肝硬化实质[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)%]，两者比较差异均有统计学意义(P＜0.05)。结论常规MRI联合应用IVIM-DWI技术有助于提高对肝硬化背景下小肝癌的诊断能力。

磁共振成像；扩散加权成像；肝硬化；小肝癌；诊断

目前，肝癌的发病率在全球范围内逐年上升，其在常见癌症的死亡率中居于第三位，仅次于肺癌和胃癌[1]。有文献报道，肝癌的发生与肝硬化具有相关性，慢性病毒性肝炎可逐渐演变为肝硬化，而其中90%左右的肝硬化患者晚期可合并肝癌[2]。所以，提高对肝癌特别是小肝癌(small hepatocellular carcinoma，SHCC)的早期检出率和诊断的正确率就显得甚为重要，从而延长生存期和提高生活质量。其中，MR扩散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)是现阶段唯一能对生物活体组织内水分子微观运动进行无创性检测的影像方法，最早用于神经系统疾病的诊断[3]，伴随着MR软硬件技术的发展其在体部的应用亦越来越广泛[4-6]。而体素内不相干运动(intravoxel incoherent motion，IVIM)双指数模型是对DWI研究的发展和延伸，不仅可反映活体组织的水分子扩散，还能反映微循环的灌注情况。本研究通过回顾性分析27例小肝癌患者MRI资料，探讨常规MRI联合应用IVIM-DWI技术在肝硬化背景下小肝癌诊断中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择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，年龄30～66岁，中位年龄47岁。所有患者均经病理组织学或针刺细胞学证实。MRI检查前均未接受手术、放化疗等任何治疗，且均无幽闭恐惧症等其他可能影响MRI检查的因素。

1.2 检查方法 采用GE Disocvery MR750 3.0T磁共振仪8通道体部专用相控阵线圈进行检查。扫描前训练患者呼吸，嘱其在扫描期间呼吸幅度及频率保持均匀。患者取平卧位，足先进，扫描范围自肝上缘至肝下缘。先行常规平扫(T1WI、T2WI)，再进行LAVA多期动态增强扫描。增强扫描时，采用双管高压注射器以3 mL/s的速率注入钆喷酸酸葡胺(Gd-DTPA)12～18 mL，然后同速率注入20 mL生理盐水。在注射对比剂后15～20 s、55～60 s、180～300 s分别采集动脉期(两期)、门脉期和延迟期(两期)图像。IVIM-DWI成像序列：采用多个b值的自旋回波平面成像(SE-EPI)序列，共选用13个b值，b值分别为0、10、20、30、50、80、100、200、400、600、800、1 000、2 000 s/mm2，当b值为0～600 s/mm2时采集次数为1次，b值为800、1 000、2 000 s/mm2时采集次数分别为3、4、5次，TR：5 600 ms，TE：66 ms，FOV：36 cm×36 cm～48 cm×48 cm，矩阵256×128，层厚为5 mm，层间距为1 mm。

1.3 图像获取与分析 扫描数据同步传输到GE AW4.6工作站，使用Functool MADC软件进行图像后处理。由两名高年资影像诊断医师对常规MRI图像进行分析判定，分别确定小肝癌病灶大小、数目及其强化特点。然后结合常规扫描序列，选择瘤体实性最大层面设定感兴趣区(region of interest，ROI)，利用IVIM-DWI伪彩参数图分别测量小肝癌和瘤周肝硬化实质Stand ADC值、D值、D*值及f值。每处测量3次求其平均值，应尽量避开血管和胆管走行区。

1.4 统计学方法 所有数据用SPSS 17.0统计软件包进行统计学处理。将两种方法得到的诊断结果与病理结果对照，采用χ2检验比较两者检出率及诊断符合率；对计算出的StandADC值、D值、D*值及f值比较采用配对样本t检验；检验水准为α=0.05，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 小肝癌影像学特征及检出情况 27例小肝癌患者共发现32个病灶，单发病灶22例，2个病灶5例，其中肝左叶10个，肝右叶22个；肿瘤最大径＜1.0 cm 4个，1.0～2.0 cm 20个，2.1～3.0 cm 8个，平均(1.6±0.7)cm。MRI对比增强显示23个病灶呈“快进快出”强化，4个病灶动脉期仅轻度强化，3个病灶动脉期、门脉期及平衡期均未见强化，2个环形强化；4个病灶DWI呈等或稍低信号，余均呈稍高或高信号(图1A)。常规MRI、两者联合后对小肝癌的检出率分别为97%、100%，但两者比较差异无统计学意义(χ2=0.000，P＞0.05)。

2.2 联合应用IVIM-DWI序列对肝硬化背景上小肝癌定性诊断价值 本研究由两名高年资影像诊断医师分别对常规MRI和IVIM-DWI序列的影像资料进行研究并对病灶进行定性诊断，常规MRI扫描中3个病灶倾向于结节性增生，1个倾向于小血管瘤，与病理结果对照，得出的诊断符合率为87.50%，两者联合后仍有1个未能准确定性，得出的诊断符合率为96.88%，联合应用IVIM-DWI序列后诊断符合率提高，但两者比较差异无统计学意义(χ2=0.868，P＞0.05)。

2.3 小肝癌与瘤周肝硬化实质各ADC值比较 小肝癌与瘤周肝硬化实质Stand ADC值分别为(1.09± 0.15)×10-3mm2/s、(1.27±0.14)×10-3mm2/s；D值分别为(0.91±0.11)×10-3mm2/s、(1.05±0.16)×10-3mm2/s；D*值分别为(31.29±8.14)×10-3mm2/s、(61.27±12.59)×10-3mm2/s；f值分别为(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实质(图1B～1E)，两者比较差异均有统计学意义(t值分别为-7.000、-4.559、-14.947、-8.877，P＜0.05)。

图1 患者男，48岁，肝硬化合并小肝癌

3 讨 论

肝细胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是慢性肝病患者病情进展最严重的后果，严重危害人类健康。因此提高对肝硬化背景下小肝癌的早期诊断、早期治疗可以明显改善患者预后及提高患者5年生存率[7]。MR对比增强扫描是一种安全无创的影像检查手段，目前采用的LAVA技术较常规具有采集时间短、扫描层厚薄、可以有效地控制各时相数据采集时间等优点，但对缺少肝动脉供血的肝硬化恶变结节及小肝癌则不易检出[8]。在本组研究中，32个小肝癌中23个病灶在常规MRI增强扫描中呈“快进快出”强化特征，4个病灶动脉期仅轻度强化，3个病灶动脉期、门脉期、平衡期均未见强化，2个环形强化，分析原因可能为瘤灶组织坏死，瘤灶内的血管被肿瘤压迫、血管变迂曲甚至被癌栓堵塞，血流速度相应变慢。此外，由于肝硬化门脉高压可致肝血流分流到侧支血管，肝实质对比剂减少，亦不利于病灶检出[9]。

DWI能通过组织中水分子扩散运动受限制的方向及程度等信息的检测，间接反映组织微观结构的生理、病理特点，当病变组织的水分子离散程度与正常组织不一致，其信号减低的程度就与正常组织存在差别，从而有利于发现病变[10]，如肝癌组织由于细胞密度增加，使组织中水分子的扩散受到限制，在DWI上就呈现相应的高信号。据文献报道，肝脏部分良性结节状病灶，由于影像表现不典型，并与小肝癌存在某些相似之处，容易导致误诊[11]。本研究结果显示，联合应用DWI图像对肝硬化背景下小肝癌的检出率要高于单独使用常规MRI。在本组研究中，23个病灶呈典型小肝癌强化特点，依据其血流动力学特点可明确诊断，部分非典型强化小肝癌结合DWI亦可对病灶定性。与病理结果对照后发现，常规MRI得出的诊断符合率为87.50%，联合应用DWI图像后诊断符合率为96.88%，表明两者联合后诊断符合率有所提高。

IVIM是通过使用足够多的低b值以及高b值并用双指数拟合函数(双指数模型)可在体素内不相干运动技术的前提下将人体内的血管内水与血管外水相分离[12-13]，血管外水是指细胞内液和组织间液，流动速度较缓慢，此种水运动称为表观扩散，血管内水是指人体血液中的流动的水，流动速动相对于血管外水较快，此种水运动称为假性扩散即灌注[14]。1999年Yamada等[15]将IVIM技术首次运用到体部检查中，以评估体部脏器及肝脏病变的扩散系数，发现慢速扩散系数D与灌注相关体积分数f是表示肝脏病灶特征的有用参数，说明灌注效应会影响测得的体部脏器和肝脏病灶的ADC值。本组研究结果显示，小肝癌与瘤周肝硬化实质Stand ADC值分别为(1.09±0.15)×10-3mm2/s、(1.27±0.14)× 10-3mm2/s，小肝癌组织的Stand ADC小于瘤周肝硬化实质，分析原因为癌组织细胞密度增加，使组织中水分子的扩散受到限制，故ADC值减低。由于D值反应单纯的扩散效应，使得微循环灌注方面的影响降低，故无论是小肝癌组织还是瘤周肝硬化实质D值均较Stand ADC值低。小肝癌由形态和结构显著差异的癌细胞组成，细胞核大而胞浆少，细胞数目多且密集，导致水分子扩散明显受限，从而使代表单纯扩散效应的D值亦降低。D*主要是通过对组织局部微循环血流灌注速度进行检测，从而反映局部组织血流灌注状态，而f反映的是毛细血管的容量[16]。在本组研究中发现，小肝癌D*值和f值均较瘤周肝硬化实质低。小肝癌组织D*值较低是因肿瘤组织的血管结构扭曲，致毛细血管长度减小，且肿瘤新生血管血液流动缓慢时，是通过扩散效应而非灌注效应被检测到的。肝硬化导致的门脉高压的形成使正常门静脉供血能力减低，从而影响肝灌注，D*值亦相应减低。另外，肿瘤新生血管基底膜不完整且管径小而细，致使毛细血管血流速度不同程度的变慢，而流动快速的血液量又较少，因此小肝癌组织的f值减低[17]。

综上所述，MR对比增强联合IVIM-DWI技术对肝硬化背景下小肝癌早期检出与准确定性优于常规MRI，为肝硬化背景下小肝癌的早期诊断、治疗以及预后判定提供新的理论依据。

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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)

张林。E-mail：zl123ct@sina.com