IVIM-DWI鉴别诊断肝细胞癌和肝局灶性结节增生

何梦琪，许乙凯，张 静，郑泽宇，雷李智，侯美蓉

(南方医科大学附属南方医院影像中心，广东 广州 510515)

IVIM-DWI鉴别诊断肝细胞癌和肝局灶性结节增生

何梦琪，许乙凯*，张 静，郑泽宇，雷李智，侯美蓉

(南方医科大学附属南方医院影像中心，广东 广州 510515)

目的 探讨体素内不相干运动扩散加权成像(IVIM-DWI)鉴别肝细胞癌(HCC)与肝局灶性结节增生(FNH)的价值。方法 对407例临床疑似HCC或FNH的患者行常规上腹部MR平扫、动态增强及IVIM-DWI扫描，60例患者(40例HCC，20例FNH)入组。IVIM采用单、双指数模型获得表观扩散系数(ADC)、慢速表观扩散系数(D)、快速表观扩散系数(D*)及快速扩散成分所占比例(f)。结果 FNH组的ADC、D、D*及f值分别为(1.60±0.25)×10-3mm2/s、(1.12±0.17)×10-3mm2/s、(44.89±18.23)×10-3mm2/s和(34.80±9.68)%；HCC组分别为(1.32±0.21)×10-3mm2/s、(0.82±0.21)×10-3mm2/s、(49.82±20.11)×10-3mm2/s和(28.72±13.84)%。2组间的ADC、D值差异有统计学意义(P均<0.001),而D*、f值差异无统计学意义(P>0.05)。D值相应ROC曲线下面积为0.90，以0.96×10-3mm2/s为阈值诊断HCC的敏感度、特异度分别为84.44%、90.02%。结论 IVIM-DWI有助于鉴别诊断HCC和FNH，其中双指数模型计算的D值诊断效能更高。

体素内不相干运动；扩散磁共振成像；癌，肝细胞；局灶性结节增生

肝细胞肝癌(hepatocellular carcinoma， HCC)是肝脏最常见的恶性肿瘤，多发生于肝硬化基础上，进展迅速，确诊时多数患者已经为局部晚期或发生远处转移。肝局灶性结节增生(focal nodular hyperplasia， FNH)是肝细胞来源的良性占位性病变，约占原发性肝肿瘤的8%[1]，发病率仅次于肝血管瘤，由正常肝细胞、血管、胆管及库普弗细胞组成。HCC和FNH均为富血供占位性病变，动态增强扫描动脉期均呈明显强化，且FNH无特异性临床症状，导致术前诊断困难，易与HCC混淆。而HCC与FNH的治疗方案不同，对于无症状FNH可随访观察，定期行影像学检查[2]，而对HCC则通常采用手术切除或介入治疗方案[3]。因此，准确地鉴别两种病变具有重要意义。DWI目前多用于肝脏疾病的诊断、评估预后及疗效等领域，但其作为定量分析的方法存在一定的局限性。ADC值包含了水分子扩散运动和微循环灌注两种成分，其数值应高于慢速表观扩散系数(slow apparent diffusion coefficient， D)值[4]。Le Bihan等[5]提出的体素内不相干扩散加权成像(intravoxel incoherent motion DWI， IVIM-DWI)通过定量参数分别评估组织的扩散运动与微循环灌注。目前，IVIM-DWI在肝脏病变定性及疗效评估方面研究较多，但对于肝脏局灶性病变的鉴别诊断价值，各研究[6-8]报道存在分歧。本研究旨在探讨IVIM-DWI鉴别诊断FNH与HCC的价值，并得出各有效参数的阈值。

1 资料与方法

1.1一般资料 收集2015年7月—2016年9月在我院就诊的经超声及CT拟诊为FNH或HCC的患者407例，其中HCC患者320例、FNH患者87例。患者均接受上腹部MR平扫、多期增强扫描及IVIM-DWI检查，排除缺乏诊断FNH或HCC依据、正在进行或接受过肝肿瘤治疗的患者及除FNH或HCC以外的其他肝脏疾病病例。最终选取图像质量满意且经穿刺活检、手术病理证实的60例患者(65个病灶)入组：FNH组，20例(20个病灶)，男6例，女14例，年龄19～52岁，平均(37.9±8.1)岁，其中7例经手术、13例经穿刺活检确诊；HCC组，40例(45个病灶，多发病变者取最大病灶纳入研究)，男28例，女12例，年龄27～88岁，平均(53.5±10.7)岁，其中29例经手术、11例经穿刺活检确诊。本研究经本院伦理委员会的批准，所有患者均签署知情同意书。

1.2仪器与方法 采用Philips Achieva 3.0T MR扫描仪，8通道相控阵体部线圈。检查序列有呼吸触发脂肪抑制轴位T2WI、mDIXON(包括同反相位、脂相及水相)序列、IVIM-DWI序列。IVIM-DWI扫描采用呼吸门控单次激发平面回波序列，TR 1 872 ms，TE 63 ms，矩阵256×256，FOV 365 mm×372 mm，层厚5 mm，层间距0。IVIM-DWI共选用9个b值(b=0、10、20、40、80、200、400、600和1 000 s/mm2)。增强扫描采用e-Thrive的脂肪抑制T1加权梯度回波序列，使用高压注射器经手背静脉注入对比剂Gd-DTPA(0.2 ml/kg体质量，40例HCC和11例FNH)或Gd-EOB-DTPA(0.1 ml/kg体质量，9例FNH)，流率2 ml/s，随后用相同流率注射 20 ml生理盐水，于对比剂注入后18～25 s、55～60 s及 3 min获得动脉早期和动脉晚期、门静脉期、延迟期图像，采用Gd-EOB-DTPA的患者于注药后20 min获得肝胆管期图像(图1)。

1.3图像后处理及数据采集 采用GE AW4.6工作站及FuncTool软件包中MADC软件处理所采集的IVIM-DWI图像，结合脂肪抑制T2WI及增强扫描图像，在IVIM-DWI图像上选择肿瘤坏死较少及图像伪影较小的病变层面，于肿瘤最大实性区域手工勾画ROI(图2)，避开出血、坏死、囊变区，获得单、双指数模型的参数，包括ADC、D、快速表观扩散系数(fast apparent diffusion coefficient， D*)及快速扩散成分所占比例(fraction of fast apparent diffusion coefficient， f)，测量3次取平均值。

2 结果

2.12组参数值的比较 FNH与HCC组IVIM-DWI各参数的测量值见表1。2组病变的ADC、D值的差异均有统计学意义(P均<0.001)，两组间D*、f值差异无统计学意义(P均>0.05)。

表1 FNH组与HCC组IVIM-DWI各参数值比较

图1 患者女，42岁，FNH A.MR增强扫描(对比剂为Gd-EOB-DTPA)肝胆管期示肝右前叶一类圆形占位，病灶正常摄取对比剂，病灶实质呈稍高信号，中央可见“星芒状”低信号瘢痕； B.DWI图像(b=1 000 s/mm2)示病灶未见明显弥散受限，呈等信号

2.2诊断效能 ADC、D值的ROC曲线下面积为0.81、0.90(P均<0.000 1，图3)。当ADC、D的阈值分别为1.31×10-3mm2/s、0.96×10-3mm2/s时，诊断HCC敏感度为53.33%、84.44%，特异度为89.07%、90.02%。

3 讨论

DWI有助于肝脏局灶性病变的检出、定性及疗效评估，并在肝脏弥漫性病变的诊断中也有应用。但是ADC值的测量很大程度取决于b值的选取[9]，低b值受灌注影响大，高b值能更真实地反映水分子的扩散运动，减少ADC值的重叠，但图像伪影大，信噪比低，影响小病灶的检出。运用IVIM双指数模型可同时得到扩散参数D和灌注相关参数(D*、f)，可量化评估DWI中的两种运动成分。D值代表体素内水分子缓慢的扩散运动，D*值代表体素内微循环灌注相关扩散效应，f值代表体素内微循环灌注占总体扩散效应的容积比率。

本研究结果显示FNH的ADC、D及f值均高于HCC组，其中ADC、D值差异有统计学意义(P均<0.001)，HCC主要由形态各异的癌细胞密集组成，细胞外间隙小，随着细胞异型性的增高，核浆比增大，细胞结构更加复杂，癌组织内自由水更少，以及大分子蛋白聚集在细胞外间隙导致ADC及D值降低[10]。FNH由正常肝细胞异常排列形成，以星状纤维瘢痕组织为核心，向周围呈辐射状纤维分隔形成结节状结构，肝细胞并无异型性改变，仅有肝细胞增生及纤维结构的变化，核浆比正常，细胞外间隙未明显变窄[11]。孙超等[12]分析了经术后病理证实的252例FNH病例，部分患者影像学表现不典型，与HCC难以鉴别导致误诊，提示FNH术前确诊困难，也是大部分FNH患者不得不积极手术的主要原因。但对于无症状FNH，其治疗原则为随访观察[2]，因此需要提高诊断准确率以指导后续的治疗方案。近年来，采用Gd-EOB-DTPA行MR动态增强扫描对FNH的诊断有较好的优越性，尤其在肝胆管期病灶常表现为等或高信号更具有特征性[13]，但对比剂价格昂贵，且部分病例仍难以鉴别，故未得到广泛应用。

图2 患者男，58岁，高—中分化HCC A.DWI(b=1 000 s/mm2)图像示肝右后叶一类圆形肿块，边界清楚，病灶呈高信号，提示弥散受限； B～E.分别为ADC图、D图、D*图、f图，病灶的ADC、D、D*及f值分别为1.09×10-3mm2/s、0.87×10-3mm2/s、174.04×10-3mm2/s及69.81%

图3 ADC、D值的ROC曲线，其曲线下面积分别为0.81、0.90

本研究中ADC、D值的ROC曲线下面积分别为0.81、0.90(P均<0.000 1)，其中D值的诊断效能更高，提示在去除组织微循环灌注影响后，D值可更敏感地反映HCC微观结构的变化。本研究中D值以0.96×10-3mm2/s为阈值时诊断HCC的敏感度及特异度分别为84.44%、90.02%。 Yoon等[6]研究中良性组以海绵状血管瘤为主，仅有少量FNH和腺瘤病例，其D值诊断HCC的阈值为1.27×10-3mm2/s。Watanabe等[7]研究中良性组以海绵状血管瘤和肝囊肿为主，其D值诊断HCC的阈值为1.54×10-3mm2/s。Ichikawa等[8]研究中良性组以具有较高D值的肝囊肿病例为主，故其良性组D值显著增高，D值诊断HCC的阈值为1.56×10-3mm2/s。因与以往研究的病变类型不同，故本研究结果与上述研究报道略有不同。上述研究中D值的诊断阈值均明显高于本研究结果，究其原因为肝囊肿、海绵状血管瘤等高D值肿瘤可能会导致鉴别肝脏良恶性病变D值的阈值增高。本研究旨在探讨HCC与FNH的鉴别诊断，故去除了高D值肿瘤的影响后，结果仍显示D值仍具有较高的诊断效能，且能更加准确地反映病变的微观结构。

本研究2组间的D*、f值差异无统计学意义，分析其可能的原因：①虽然D*、f均反映组织灌注情况，但还存在包含组织中其他微观水分子运动的可能，如腺体分泌等[14]；②虽然HCC与FNH均为血液高灌注，可能微循环灌注差异较小。此外，有研究[15]发现D*、f值的可重复性均较差，在低b值时尤为明显，即使增加b值数目，可重复性仍较差。

本研究局限性：①入组的HCC患者数多于FNH，可能存在队列误差及抽样误差；②IVIM双指数模型的稳定性较单指数模型差；③未进一步探讨IVIM参数的可重复性。

综上所述，本研究结果显示，IVIM-DWI对于FNH与HCC的鉴别诊断有明显优势，其中D值显示出更高的诊断效能。

[1] Maillette de Buy Wenniger L, Terpstra V, Beuers U. Focal nodular hyperplasia and hepatic adenoma: Epidemiology and pathology. Dig Surg, 2010,27(1):24-31.

[2] 孙健,王捷.肝脏局灶性结节性增生诊断及规范化治疗.中国实用外科杂志,2014,33(9):742-745．

[3] Donati F, Boraschi P, Gigoni R, et al. Focal nodular hyperplasia of the liver: Diffusion and perfusion MRI characteristics. Magn Reson Imaging, 2013,31(1):10-16.

[4] Agnello F, Ronot M, Valla DC, et al. High-b-value diffusion-weighted MR imaging of benign hepatocellular lesions: Quantitative and qualitative analysis. Radiology, 2012,262(2):511-519.

[5] Le Bihan D, Breton E, Lallemand D, et al. MR imaging of intravoxel incoherent motions: Application to diffusion and perfusion in neurologic disorders. Radiology, 1986,161(2):401-407.

[6] Yoon JH, Lee JM, Yu MH, et al. Evaluation of hepatic focal lesions using diffusion-weighted MR imaging: Comparison of apparent diffusion coefficient and intravoxel incoherent motion-derived parameters. J Magn Reson Imaging, 2014,39(2):276-285.

[7] Watanabe H, Kanematsu M, Goshima S, et al. Characterizing focal hepatic lesions by free-breathing intravoxel incoherent motion MRI at 3.0 T. Acta radiol, 2014,55(10):1166-1173.

[8] Ichikawa S, Motosugi U, Ichikawa T, et al. Intravoxel incoherent motion imaging of focal hepatic lesions. J Magn Reson Imaging, 2013,37(6):1371-1376.

[9] 杜思瑶,孙洪赞.体素内不相干运动成像在肿瘤诊断中的应用.中国医学影像技术,2017,33(1):145-148.

[10] Koh DM, Collins DJ. Diffusion-weighted MRI in the body: Applications and challenges in oncology. AJR Am J Roentgenol, 2007,188(6):1622-1635.

[11] 沈新平，冯飞，聂伟霞，等.DWI鉴别诊断实质性肝脏肿瘤的价值.中国医学影像技术,2011,27(11):2250-2252.

[12] 孙超,杨欣荣,史颖弘，等.肝脏局灶性结节性增生的临床诊疗分析.中国临床医学,2016,23(5):591-596.

[13] Purysko AS, Remer EM, Coppa CP, et al. Characteristics and distinguishing features of hepatocellular adenoma and focal nodular hyperplasia on gadoxetate disodium-enhanced MRI. AJR Am J Roentgenol, 2012,198(1):115-123.

[14] Koh DM, Collins DJ, Orton MR. Intravoxel incoherent motion in body diffusion-weighted MRI: Reality and challenges. AJR Am J Roentgenol, 2011,196(6):1351-1361.

[15] Andreou A, Koh DM, Collins DJ, et al. Measurement reproducibility of perfusion fraction and pseudodiffusion coefficient derived by intravoxel incoherent motion diffusion-weighted MR imaging in normal liver and metastases. Eur Radiol, 2013,23(2):428-434.

Evaluation of intravoxel incoherent motion DWI in differential diagnosis of hepatocellular carcinoma and focal nodular hyperplasia

HEMengqi,XUYikai*,ZHANGJing,ZHENGZeyu,LEILizhi,HOUMeirong

(DepartmentofMedicalImaging,NanfangHospitalofSouthernMedicalUniversity，Guangzhou510515，China)

Objective To explore the feasibility of intravoxel incoherent motion DWI (IVIM-DWI) in differential diagnosis of hepatocellular carcinoma (HCC) and focal nodular hyperplasia (FNH). Methods A total of 407 patients with clinically-suspected HCC or FNH underwent conventional and dynamic enhanced MRI and IVIM-DWI, 60 patients (40 cases of HCC, 20 cases of FNH) were enrolled. Parameters of ADC, slow apparent diffusion coefficient (D)， fast apparent diffusion coefficient (D*) and fraction of fast apparent diffusion coefficient (f) were obtained by monoexponential model and biexponential model respectively. Results The values of ADC， D， D*and f in FNH group were (1.60±0.25)×10-3mm2/s, (1.12±0.17)×10-3mm2/s, (44.89±18.23)×10-3mm2/s and (34.80±9.68)%, and those in HCC group were (1.32±0.21)×10-3mm2/s, (0.82±0.21)×10-3mm2/s, (49.82±20.11)×10-3mm2/s and (28.72±13.84)%， respectively. Significant inter-group differences were observed in ADC and D (bothP<0.001), however, there were no significant differences in D*and f (bothP>0.05). The areas under the ROC curve of D were 0.90, and taking D=0.96×10-3mm2/s as cut-off value, the sensitivity and specificity of D in diagnosis of HCC were 84.44% and 90.02%. Conclusion IVIM-DWI is useful to distinguish FNH from HCC, and the D value in biexponential model has the best diagnostic efficacy for differentiations.

Intravoxel incoherent motion; Diffusion magnetic resonance imaging; Carcinoma, hepatocellular; Focal nodular hyperplasia

何梦琪(1990—)，女，贵州遵义人，硕士，医师。研究方向：上腹部病变的MRI诊断。E-mail: 273193696@qq.com

许乙凯，南方医科大学附属南方医院影像中心，510515。E-mail: yikai.xu@163.com

2016-11-21

2017-02-15

R735.7; R445.2

A

1003-3289(2017)06-0907-05

10.13929/j.1003-3289.201611106