多b值DWI对肝脏局灶性占位性病变的诊断价值研究

夏林峰 闫瑞芳 闫海龙 岳 巍 杨付红 王雪佳 韩东明

作者单位：新乡市新乡医学院第一附属医院核磁共振科



多b值DWI对肝脏局灶性占位性病变的诊断价值研究

夏林峰 闫瑞芳 闫海龙 岳 巍 杨付红 王雪佳 韩东明

作者单位：新乡市新乡医学院第一附属医院核磁共振科

【摘要】目的：探讨磁共振扩散加权成像（DWI）不同b值时病灶的表观扩散系数（ADC）值在肝局灶占位性病变运用中的诊断价值，并分析其信号的变化特点规律。方法 ：对50例经手术病理或者其他方式证实的肝脏局灶性占位病变行多b值扩散加权成像扫描，测量b值为20、60、100、400、600、800、1000s/mm2肝占位病变的ADC值以及相应b值时病灶与正常肝实质的信号比率Sb/Sliver。结果：在b值取20、60s/ mm2时，肝脏各种占位病变的ADC值差异均无统计学意义（P＞0.05）；b值取400、600 、800、1000s/ mm2，肝脏良性病变的ADC值大于恶性病变，差异有统计学意义（P＜0.001）。随着b值增加， 病灶信号持续减低，Sb/Sliver信号比率亦持续下降，肝囊肿Sb/Sliver下降程度最大，肝癌、肝转移瘤、肝内胆管细胞癌下降程度最小，肝海绵状血管瘤次之。结论：磁共振多b值扩散加权成像技术在肝脏局灶性占位性病变的诊断中具有重要应用价值。

【关键词】肝肿瘤；多b值DWI；ADC

中国医学计算机成像杂志，2016，22：138-142

Chin Comput Med Imag，2016，22：138-142

Department of Radiology， The First Affiliated Hospital of Xinxiang Medical University.

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肝脏局灶性占位性病变的诊断与鉴别诊断一直都给临床与影像医学带来相当大的困扰。目前，有多种新技术运用于肝脏疾病的MRI诊断，其中水分子扩散加权成像（diffusion weighted imaging， DWI）是检测活体组织内水分子扩散运动，间接反映细胞密度和组织结构等信息［1-3］，本文旨在探讨磁共振扩散加权成像不同b值病灶的表观扩散系数（ADC）值在肝脏占位性病变中的运用，并分析不同b值时不同病灶DWI信号的变化特点。

方 法

1.一般资料

收集我院2014年10月-2015年7月行磁共振检查的肝脏占位病变患者50例，其中男30例，女20例，年龄41～82岁，平均64.6岁。其中肝脏恶性病变30例，包括肝癌15例（20个病灶），肝转移瘤10例（30个病灶），肝内胆管细胞癌5例（5个病灶）；良性病变20例，包括肝血管瘤10例（14个病灶），肝囊肿10例（17个病灶）。收集了健康志愿者7例，其中男5例，女2例，均排除了任何肝脏疾病，年龄40～60岁，平均51.1岁。

2.扫描方法

采用GE公司3.0T超导磁共振仪，8通道相控阵体线圈。患者扫描前禁食6～8小时，取仰卧位，足先进，自由呼吸完成扫描。多b值DWI扩散成像b值分别选取20、60、100、400、600、800、1000s/mm2；EPI参数：回波时间34.6ms，重复时间5714ms， 层数18～20层，层厚8mm， 层间距2mm，视野40cm×32cm。

3.图像分析及数据测量

通过多b值扩散加权成像扫描获得20、60、100、400、600、800、1000s/mm2等7组图像，将各DWI原始图像在GE ADW 4.4工作站进行后处理后得到相应b值下的ADC图，测量各b值组病变感兴趣区（region of interest，ROI）的ADC值，测量相应b值下各类病灶感兴趣区（ROI）以及健康志愿者正常肝实质信号强度的平均值，分别以Sb及Sliver表示，计算相应b值下信号比率（Sb/ Sliver），并绘出相关曲线图。ROI的选择：选取范围为90～120 mm2类圆形感兴趣区，尽量避开中央出血、坏死区域，并避开胆管、血管和伪影，选取同层面相同位置，反复测量3次取其平均值。

4.统计学分析

运用SPSS19.0版软件包对各项资料进行统计、分析，肝内不同占位性病变的ADC值比较行单因素方差分析进行分析，组间有差异时，采用LSD法两两比较。肝良恶性病变间ADC值比较采用两独立样本t检验。

结 果

当b选取20、60s/mm2等较小b值的时候，肝脏各占位性病变的ADC值普遍偏大，但彼此间差异并不大，其差异并无统计学意义（P＞0.05），其中当b选取20s/mm2时，测得肝血管瘤的ADC值要大于肝囊肿的ADC值。当b选取100s/mm2时，只有肝囊肿的ADC值与其他肝脏占位性病变差异有统计学意义（P＜0.05）。而当b选取400、600、800、1000s/mm2时，肝脏良性病变与恶性病变的ADC值差异有统计学意义，且肝脏良性病变的ADC值大于恶性病变（P＜0.001）；肝脏良性病变间肝囊肿的ADC值大于肝血管瘤的ADC值，差异有统计学意义（P＜0.05）；肝脏恶性病变肝癌、肝转移瘤及胆管细胞癌之间的ADC值差异无统计学意义（P＞0.05）。肝脏不同占位病变在不同b值时的ADC值见表1，肝良恶性病变间的ADC值比较见表2。

表1 肝不同占位病变ADC值

随着b值的增加，肝脏不同占位性病变及正常肝实质的信号都是呈不断衰减的趋势，其中肝囊肿信号衰减幅度最大，b值-信号强度比率曲线图下降幅度也越大；肝细胞癌、肝转移瘤及肝内胆管细胞癌信号衰减幅度及b值-信号强度比率曲线图上走势相差不大，但都比平缓；肝血管瘤则介于它们之间。在b值为600、800、1000s/mm2时候，肝囊肿的Sb/Sliver平均值要小于肝血管瘤以及肝恶性病变，当b值为800、1000s/mm2时，肝血管瘤的Sb/Sliver平均值要小于肝恶性病变。肝占位病变与正常肝实质的信号比率Sb/Sliver的范围与平均值见表3，根据其拟合出的b值-Sb/Sliver曲线见图1。

表2 肝良恶性病变间的ADC值比较

表3 肝占位病变Sb/Sliver的范围与平均值

图1 肝不同占位性病变b值-Sb/ Sliver曲线 ，其中肝囊肿（蓝色线图）曲线图下降幅度最大，肝恶性肿瘤（黄色线图）下降幅度最小，肝海绵状血管瘤（粉红色线图）下降幅度则介于 肝囊肿和肝恶性肿瘤之间。

图2 男性， 62岁，胆囊癌肝转移。A.横轴位T2WI示肝右叶下段见实性结节状略长T2信号影（白箭） B. b值为20s/mm2的DWI图，肝右叶病变呈高信号（白箭） C. b值为800s/mm2的DWI图，肝右叶病变呈高信号，相比于b 为20s/mm2时，病变与周围肝实质对比度增强（白箭） D.b值为20s/mm2时的ADC彩图，肝右叶病变区域1处受血流灌注的影响，表现为红色区域，实测ADC值为4.74×10-3mm2/s；区域2处受血流灌注影响相对不显著，表现为绿色区域，实测ADC值为2.21×10-3mm2/s E. b值为800s/mm时的ADC彩图，肝右叶病变为蓝色区域（白箭），实测ADC值为1.02×10-3mm2/s。

图3 女性，44岁，肝囊肿。A.横轴位T2WI示肝右叶上段见类椭圆形长T2信号影，边界清晰（白箭） B.为b值为400s/mm2的DWI图，肝右叶病变呈高信号（白箭） C. 为b值为400s/mm2时的ADC彩图，肝右叶病变为红色区域（白箭），实测ADC值为3.45×10-3mm2/s 。

讨 论

磁共振扩散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）是目前观察活体水分子运动的唯一方法［4-5］。它对水分子的运动相当敏感，通过对组织结构和细胞密度等信息的间接反应，从而对于不同病变的定性诊断具有重要价值。b值是施加扩散梯度敏感因子，它决定检测组织水分子扩散运动的敏感性［6］。多b值DWI为设立不同的b值，从而探究不同b值下肝脏占位性病变的ADC值以及信号强度的变化情况，从而对病变的定性做出相应的诊断。

一般认为活体组织内组织细胞成分越多，组织间隙越小，那么水分子的扩散运动越受限，而ADC值也就越小。肝囊肿由于含有较多的水分子，其扩散几乎不受限制，所以随着b 值的增加其DWI信号衰减速率最快，在b值-信号强度比率曲线图上下降幅度最大，相应ADC值也最大；肝脏实质性肿瘤如肝细胞癌、肝转移瘤、肝内胆管细胞癌等则由于组织细胞密集，水分子扩散受限较明显，所以随着b值的增加其DWI信号衰减速率最慢，在b值-信号强度比率曲线图下降幅度最小，相应ADC值则最小；而肝血管瘤则主要由海绵状血窦组成，而血液的黏滞度较囊肿中液体的黏滞度高，但含有的水分较肝脏实质性肿瘤多，所以随着b 值的增加，DWI信号衰减速率、曲线下降幅度以及ADC值均介于肿瘤与囊肿之间。

水分子的运动主要包括水分子真实的扩散运动以及毛细血管的微血流灌注。而血流灌注也可以引起体素内质子群相位不相干，从而使测得的ADC值往往要高于实际ADC值。而在较小的b值下，往往受血流灌注的影响比较大，所测得的ADC值其真实性往往偏差很大。本研究里在较低的b值20、60s/mm2时所测得的肝不同占位病变ADC值差异并无统计学意义，可能为低b值时候受血流灌注影响，所测得的ADC值并不能反映真实水分子的扩散信息；并且在b值为20s/mm2时所测得的肝血管瘤的ADC值要大于肝囊肿，可能是由于肝血管瘤由于富含血供，在低b值时更易受血流灌注的影响，导致较高的ADC值，陈再智等［7］研究里也阐述了这一观点，但还需要进一步验证；而在b值为400、600、800、1000s/mm2时，所测得的肝不同占位病变ADC值差异具有统计学意义，这是因为此时由于受血流灌注影响较小，能真实反映水分子的运动扩散信息。Ichikawa等［8］认为，当b值＞400s/mm2时， 血流灌注对ADC值的影响较小，本实验研究符合这一观点。

本研究设立了从小到大不同的b值，相对于单一b值的模型，能提供更多层面的信息。在对较小b值（20、60、100s/mm2）下病灶ADC的数值改变也进行了进一步的研究，并且对不同病灶不同b值时信号的衰减趋势也进行了相关研究。由于病灶的信号值受很多因素的影响，笔者引用了病灶在不同b值下的信号Sb与该b值下正常肝实质信号Sliver的比值，以期减小伪影、场强不均等因素的干扰，但所得出的信号比幅度依然很大，笔者取其平均值代表该病灶该b值下的信号比，但不同病灶在随着b值的增大，其信号比下降的趋势是有较显著差异的，由此可以对病灶定性诊断提供线索。对于肝脏恶性病变肝癌、肝转移瘤及胆管细胞癌之间，无论b值选择多少，其ADC的差异均无统计学意义，它们间相互之间的鉴别诊断，则需要结合更多的信息，而基于多b值DWI的体素内不相干运动磁共振成像（introvoxel -incoherent motion MR imaging，IVIM—MRI）在体素水平分离出了“扩散”和“灌注”这两种因素［9］，在肝局灶性占位性病变的研究中，能带来更多的信息，是今后需要进一步研究的方向。

参 考 文 献

［1］Herneth AM.Diffusion weighted imaging: have we found the“ holy grail ”of diagnostic imaging or is it still a game of number.Eur J Radiology， 2003， 45 :167- 168

［2］阿丽亚•艾则孜， 王云玲，王 红，等.多b值DWI成像在肝脏感染性病变诊断的应用.中国医学计算机成像杂志，2015，21:134-138

［3］张海彬，胡道予，张 娟，等.磁共振多b值DWI对肝脏局灶性占位性病变的应用价值.放射学实践，2011，26:961-965

［4］阿丽亚•艾则孜，赛福丁，柯尤木，等.多b值DWI在肝脏良恶性肿瘤鉴别诊断中的应用研究.中国临床医学影像杂志，2014，25:860-863

［5］郑晓林，徐辉雄，吕明德，等.扩散加权MRI定性诊断肝脏局灶性病变的研究.中华放射学杂志，2005，39:173-176

［6］路 欣，徐 凯，李绍东，等.不同b值扩散加权MRI诊断肝脏局灶性病变的初步研究.中国医学计算机成像杂志，2013，19:148-151

［7］陈再智，杨正汉，吴玉林，等.肝脏局灶病变血供对表观扩散系数的影响.中华放射学杂志，2002，10:282-285

［8］Ichikawa T， Haradome H， Hachiya J， et al. Diffusion weighted MR imaging with single-shot echoplanar imaging in the upper abdomen: preliminary clinical experience in 61 patients. Abdom Imaging，1999，24: 456-461

［9］Federau C， Maeder P， O’Brien K， et al.Quantitative measurement of brain perfusion with intravoxel incoherent motion MR imaging. Radiology ，2012， 265:874-881

The Value of Multi-b-value Diffusion Weighted Imaging in the Diagnosis of Focal Hepatic Lesions

XIA Lin-feng， YAN Rui-fang， YAN Hai-long， YUE Wei，YANG Fu-hong， WANG Xue-jia ，HAN Dong-ming

【Abstract】Purpose: To evaluate multi-b-value diffusion weighted imaging in the diagnosis of focal hepatic lesions，and to analyze the DWI signal and ADC value of them. Methods: Fifty patients with focal liver lesions underwent multib-value diffusion weighted MR sequence. All the lesions were confirmed by pathology results. The ADC values of the focal hepatic lesions were measured on DWI with b-values of 20，60， 100， 400， 600， 800， 1000 s/mm². The differences of the ADC values and the ratios of the signal intensity of the lesions （Sb） and the normal liver parenchyma （Sliver）were compared and analyzed. Results: No difference of ADC values with b values of 20， 60s/mm² was found between different focal hepatic lesions （P＞0.05）， whereas ADC values with b values of 400， 600， 800， 1000 s/mm² were found with difference. The ADC values with b values of 400，600，800，1000s/mm² in benign liver lesions were greater than that in malignant lesions （P＜0.001）. When the b-value was increased， the signal intensity of the lesions were reduced， the same as the Sb/Sliver. For all the focal hepatic lesions， the signal intensity of the hepatic cysts were reduced the greatest，the slightest ones were the hepatocellular carcinoma， hepatic metastatic tumors and intrahepatic bile duct carcinoma， and the one with the degree between them were the hepatic hemangioma. Conclusion: Multi-b-value diffusion weightedbook=44,ebook=44imaging technique is of great value in the diagnosis of focal hepatic lesions.

【Key words】Liver neoplasms； Multi-b value diffusion weighted imaging； ADC

收稿时间：（2015.10.14；修回时间：2015.11.03）

基金项目：新乡医学院研究生科研创新支持计划项目（YJSCX20441Y）

通信作者：韩东明 （电子邮箱：625492590@qq.com）

通信地址：河南省新乡市卫辉市健康路88号 ，卫辉 453100

中图分类号：R445.2

文献标志码：A

文章编号：1006-5741（2016）-02-0138-05