肝局灶性病变的MR-DWI:不同b值和测量区域的诊断价值

李杨 孟令平 韩敏 吴强 吴迪龙 吴美花

扩散加权成像（diffusion weighted imaging,DWI）是反映活体组织功能状态的无创MRI检查技术之一。目前国内外的MR扩散成像技术正越来越多应用于肝病变的研究[1-8], 本文就DWI在肝占位病变中的应用进行初步探讨。

1 资料和方法

1.1 一般资料

搜集本院2010年5月—2011年5月间51例肝脏疾病患者MRI平扫加增强、扩散成像检查资料, 其中男性28例, 女性23例, 年龄32～81岁, 平均53.7岁。包括11例原发性肝癌, 20例肝转移瘤, 8例肝血管瘤, 12例肝囊肿。各组肝脏局灶性占位病变, 共124个病灶, 肝细胞癌病例中病灶大小范围为2.1～15.6 cm（17个病灶）, 肝转移瘤病例中病灶的大小范围为0.5～14.5 cm（65个病灶）,肝血管瘤病灶的大小范围为1.7～3.8 cm（14个病灶）,肝囊肿病灶大小范围为0.4～3.9 cm（28个病灶）。

1.2 病例选择标准

⑴ 7例原发性肝癌和9例肝转移瘤, 1例肝血管瘤均经手术病理或穿刺活检证实。

⑵若病灶未经病理学证实则需符合以下条件:①4例肝细胞癌病例结合甲胎蛋白、临床资料、CT、MRI、DSA和（或）超声影像资料, 符合临床诊断标准; ②11例转移瘤均有明确原发病灶, 转移病灶有典型的影像学表现或复查结果支持, 所有病例影像学表现均未见明显的肝炎、肝硬化表现; ③7例血管瘤及12例囊肿病例均根据临床资料、CT、MRI和（或）超声综合诊断, 并结合随诊观察3个月以上。

1.3 仪器和方法

采用GE公司SIGNA ECHOSPEED PLUS 1.5T超导型MRI扫描仪, TORSO PA相控阵线圈。扫描前患者禁食12 h。取仰卧足先进, 双臂上举位于线圈外。进床前对病人进行屏气训练。扫描范围从膈顶到右肾下极。常规MRI平扫T1WI、T2WI、DWI-EPI。DWI采用自旋-平面回波（SE-EPI）序列, 选用6个不同扩散敏感系数, b值分别为50、150、400、500、750和1 000 s/mm2。扫描参数: TR 6 000 ms, TE 68 ms,扫描层数24～40层, 层厚8 mm, 层距2 mm, FOV 400 mm×400 mm, 矩阵128×128, 激励次数（NEX）4次,扫描时间为84 s, DWI扫描为规律自由呼吸扫描。

1.4 DWI图像分析

ADC图像由相应层面DWI图像通过GE AW 4.2工作站自动拟合而成。数据测量是在表观扩散系数（apparent diffusion coefficient, ADC）图像上利用GE公司Func tool 2软件直接进行ADC值和指数化表现扩散系数（eADC）值测量。将感兴趣区尽可能覆盖全部病灶测量整体ADC值和eADC值。再将面积相同的两个感兴趣区分别置于病灶边缘和中心区域进行测量,较大病灶分别在边缘和中心不同选定的区域测量4次,取其平均值。对于多发病灶只选用2个较大病灶进行测量取其平均值, 为避免测量误差, 均避开血管和伪影,如病灶有明显坏死取病灶周边实质部分测量。设定b等于50和150 s/mm2为低b值组, 300和500 s/mm2为中b值组, 750和1 000 s/mm2为高b值组, 计算低、中、高b值组平均ADC值和eADC值。利用Thoeny等[1]的方法计算灌注ADC值（灌注ADC值=ADC值低b值组-ADC值高b值组）和灌注eADC值（灌注eADC值=eADC值高b值组-eADC值低b值组）。并分别测量各组病灶、各组b值的平均ADC灶肝比值和平均eADC灶肝比值（分别将组内不同b值的ADC灶肝比值和eADC灶肝比值进行平均）。

1.5 统计学方法

使用SPSS 13.0软件包对数据进行统计分析, 结果用±s表示。

不同b值组肝内占位性病变的ADC值、eADC值的比较, 不同b值组肝内占位性病变边缘与中心ADC值、eADC值的比较, 肝内占位性病变的灌注ADC值、灌注eADC值的比较, 不同b值组肝内占位性病变的灶肝比值的比较均采用单因素方差分析, 组间有差异时再进行两两之间的比较。

肝内不同占位性病变的ADC值、eADC值比较采用t检验。当P＜0.05时, 差异有统计学意义; 当P＜0.01时,差异有显著统计学意义。

图1 男性原发性肝癌 DWI、ADC、eADC图像表现（图1为同一患者）1A: 分别是b值为50、150、400、500、750、1 000 s/mm2的DWI图像; 1B: 为相应的ADC图; 1C: 为相应的eADC值 随着b值的增加,肝癌病灶的DWI图像信号略减低, 噪声增加, 但ADC图和eADC图显示病灶愈发清晰

图2 女性肝血管瘤DWI、ADC、eADC图像表现（图2为同一患者）2A: 分别是b值为50、150、400、500、750、1 000 s//mm 2的DWI图像;; 2B: 为相应的ADCC图 ; 2C: 为相应的eADC图 随着b值的增加, 肝血管瘤DWI图像信号减低较明显, 特别在中心囊性含水较多的区域, ADC图和eADC图显示病灶更加清楚

2 结 果

不同b值肝脏各种占位性病变的边缘、中心及整体的ADC值见表1。低b值时, 肝脏各种病变的ADC值和eADC值差异均无统计学意义（P＞0.05）; 中b值时, 肝癌、肝转移瘤与肝囊肿、肝血管瘤的整体、中心ADC值和eADC值差异均有统计学意义（P=0.01）,其边缘的ADC值和eADC值差异无统计学意义（P＞0.05）; 高b值时, 肝癌、肝转移瘤与肝囊肿、肝血管瘤之间的边缘、中心、整体ADC值和eADC值差异均有统计学意义（P＜0.05）; 肝癌、肝转移瘤与肝囊肿、肝血管瘤的边缘、中心及整体的灌注ADC值和灌注eADC值差异均有统计学意义（P＜0.05）; 对于肝脏占位性病变的测量位置而言, 高b值时, 肝癌、肝转移瘤、肝囊肿、肝血管瘤的边缘和中心的ADC值和eADC值差异均存在统计学意义（P＜0.05, 见表2）;肝癌与肝转移瘤的边缘与中心的灌注ADC值和灌注eADC值差异均存在统计学意义（P＜0.05）, 肝囊肿与肝血管瘤未见这种差异。高b值时, 肝癌与肝转移瘤的整体ADC灶肝比值与eADC灶肝比值差异均存在统计学意义（P＜0.05, 见表3）。

表1 肝脏各种病变的边缘、中心及整体的ADC值的差异

表2 肝脏各种病变的边缘、中心的ADC与eADC值的差异

表3 肝癌与肝转移瘤整体的ADC灶肝比值与eADC灶肝比值

不同b值所获得的同层面肝脏局灶性病变的DWI、ADC图和eADC图表现有所差别。随着b值的增高, 原发性肝癌实质成分DWI信号略有降低, 图像信噪比下降, 而ADC图和eADC图均愈发清晰, 中b值时其内成分显现更加丰富（图1）。肝血管瘤实质成分降低不明显, 但其内的液化部分信号下降显著, 中、高b值ADC图和eADC图可清晰分辨出其内的实质成分和液化部分（图2）。

3 讨 论

DWI是将宏观流动相位位移成像原理应用于微观分子水平的成像方法活体组织的扩散系数值受到许多微循环因素影响, 如体液的流动、细胞的渗透性和温度、毛细血管灌注和细胞膜通透性的方向等, 同时受宏观因素如呼吸、脉搏和蠕动等生理活动的影响。这项研究的目的之一就是评价DWI鉴别肝脏恶性肿瘤和良性病变的诊断价值。

肝脏血供丰富, DWI测量数据容易受到血流灌注的影响。当采用低扩散敏感系数时, 测得的水分子运动情况受血流灌注的影响较大, 而当扩散敏感系数增加到一定程度时, 血流灌注的水分子运动已经超出了一个体素的范围, 这时DWI相关参数主要反映组织内水分子的运动[2]。Ichikawa等[3]认为, 当b值＞400 s/mm2时, 血流灌注对ADC值的影响较小。但随着b值的增加,意味着较长的TE时间, 肝脏DWI图像的信噪比会下降,甚至难以观察[4]。本研究利用6个不同的b值进行DWI扫描, 分别测量低、中、高三组b值各组病变的ADC值和eADC值, 在良、恶性病变之间, 低b值组病灶的ADC值和eADC值差异均无统计学意义, 说明病变受血流灌注的影响较大, 准确性相对较差。在中b值组, 病灶中心、整体的ADC值和eADC值在良、恶性病变之间的差异均有统计学意义, 但病灶边缘这种差异并不明显,提示中b值组病灶边缘仍然受血流灌注的影响, 肝癌与肝转移瘤之间整体、中心及边缘ADC值与eADC值差异无统计学意义。高b值组, 病灶整体、边缘及中心的测量值在良、恶性病变之间差异均有统计学意义, 肝癌与肝转移瘤的ADC值与eADC值之间差异无统计学意义, 肝囊肿与肝血管瘤之间的ADC值与eADC值之间差异无统计学意义。上述研究表明, 随着b值的增大,肝脏良、恶性病变的ADC值与eADC值的差异逐渐显现, 并能对良、恶性病变的鉴别起到一定的作用, 但肝癌与肝转移瘤和肝囊肿与肝血管瘤之间的ADC值与eADC值之间无统计学差异。Naoto等[5]也发现b值为1000 s/mm2的ADC值有利于肝脏良、恶性病变的鉴别,但此时, 图像的信噪比明显下降, 故本研究提出选用b值为500～750 s/mm2是较为合适的。

肝脏囊性病变如肝囊肿主要由液体成分构成, 水分子的运动相对自由, 故ADC值明显高于实性肿块。血管瘤由海绵状血窦组成, 内常有纤维间隔、血管内皮, 这些非液性成分限制了水的运动, 所以血管瘤的ADC值稍低于肝囊肿[6], 肝血管瘤与肝囊肿间的ADC值与eADC之间无显著性差异。肝癌的ADC值在所有病变中最小, 为（1.16±0.26）mm2/ s, 这是由于肿瘤细胞生长快, 病灶内细胞密度较大, 从而限制了水分子的扩散, 所以其ADC值小[7]。肝转移瘤的ADC值为（1.25±0.15）mm2/ s, 略高于原发性肝癌, 并无显著性差异。因此, 通过ADC值与eADC值对原发性肝癌和肝转移瘤鉴别比较困难。

即使是同一种恶性肿瘤, 因其恶性程度不一、病程不同, 其中心液化、坏死程度也不一致, 利用DWI测量参数进行疾病鉴别时, 应考虑测量位置对参数的影响。本研究发现, 高b值时, 肝癌、肝转移瘤及肝血管瘤中心的ADC值明显大于边缘, eADC值则相反。恶性病变由于中心出现坏死、液化使ADC值升高, 肝血管瘤可能是中心静止的血窦致使中心的ADC值明显升高,所以当采用高b值时, 因边缘部分受到血流灌注的影响下降使病灶边缘和中心的ADC值和eADC值出现差异。肝癌及肝转移瘤的病灶中心的水分子扩散情况受到恶性程度、液化坏死范围的影响较大, 所以在测量肝脏恶性肿瘤的DWI ADC值和eADC值时, 应采用高b值消除病灶边缘的血流灌注的影响, 并将感兴趣区放置在病灶的边缘以获得更加可靠的数据。

Thoeny等[1]认为高、低b值ADC值之间的差值可以反映组织血流灌注情况, 即灌注ADC值, 可以避免应用对比剂导致患者的过敏和不良反应。肝癌与肝转移瘤的边缘与中心的灌注ADC值和灌注eADC值相比差异有统计学意义, 而肝囊肿与肝血管瘤则无明显差异, 说明肝癌、肝转移瘤中心出现坏死的几率较大, 导致中心局部血流灌注量下降, 而肝脏良性病变边缘和中心的血供差异并不明显。肝癌、肝转移瘤病变的整体、边缘及中心灌注ADC值与灌注eADC值均大于肝脏良性病变, 差异有统计学意义, 因此, 灌注ADC值与灌注eADC值可以为鉴别肝脏良、恶性病变提供一定的依据。

大部分原发性肝癌都与肝硬化或肝脏慢性疾病密切相关, 而肝转移瘤很少有肝硬化病史。原发性肝癌的ADC值低于肝转移瘤的ADC值, 肝硬化与正常肝实质的ADC值相比, 各家报道不一[8]。本研究发现, 当采用高b值时, 有肝硬化背景的ADC值稍高于正常肝实质,而中、低b值时, 肝实质和肝硬化背景的ADC值差异无统计学意义。故采用高b值时, 肝癌与肝转移瘤之间的整体病灶ADC值或肝实质ADC值差异有统计学意义,当采用低b值时, 未体现这种差异。另外, 在高b值时,肝硬化的eADC值低于正常肝实质的eADC值, 原发性肝癌的eADC值高于肝转移瘤, 原发性肝癌的整体病灶eADC值/肝实质eADC值大于肝转移瘤, 因此, 采用高b值时所获得的整体病灶ADC值/肝实质ADC值、整体病灶eADC值/肝实质eADC值对原发性肝癌与肝转移瘤之间的鉴别有一定意义。关于有无慢性肝病或肝硬化肝实质背景对肿瘤灶肝比值还是有一定影响, 仍需进一步深入研究。

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[3] Ichikawa T, Haradome H, Hachiya J, et al. Diffusionweighted MR imaging with single-shot echoplanar imaging in the upper abdomen: preliminary clinical experience in 61 patients[J]. Abdom Imaging,1999,24(5): 456-461.

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