肝局灶性病變的MR-DWI:不同b值和測量區域的診斷價值

李楊 孟令平 韓敏 吳強 吳迪龍 吳美花

擴散加權成像（diffusion weighted imaging,DWI）是反映活體組織功能狀態的無創MRI檢查技術之一。目前國內外的MR擴散成像技術正越來越多應用于肝病變的研究[1-8], 本文就DWI在肝占位病變中的應用進行初步探討。

1 資料和方法

1.1 一般資料

搜集本院2010年5月—2011年5月間51例肝臟疾病患者MRI平掃加增強、擴散成像檢查資料, 其中男性28例, 女性23例, 年齡32～81歲, 平均53.7歲。包括11例原發性肝癌, 20例肝轉移瘤, 8例肝血管瘤, 12例肝囊腫。各組肝臟局灶性占位病變, 共124個病灶, 肝細胞癌病例中病灶大小范圍為2.1～15.6 cm（17個病灶）, 肝轉移瘤病例中病灶的大小范圍為0.5～14.5 cm（65個病灶）,肝血管瘤病灶的大小范圍為1.7～3.8 cm（14個病灶）,肝囊腫病灶大小范圍為0.4～3.9 cm（28個病灶）。

1.2 病例選擇標準

⑴ 7例原發性肝癌和9例肝轉移瘤, 1例肝血管瘤均經手術病理或穿刺活檢證實。

⑵若病灶未經病理學證實則需符合以下條件:①4例肝細胞癌病例結合甲胎蛋白、臨床資料、CT、MRI、DSA和（或）超聲影像資料, 符合臨床診斷標準; ②11例轉移瘤均有明確原發病灶, 轉移病灶有典型的影像學表現或復查結果支持, 所有病例影像學表現均未見明顯的肝炎、肝硬化表現; ③7例血管瘤及12例囊腫病例均根據臨床資料、CT、MRI和（或）超聲綜合診斷, 并結合隨診觀察3個月以上。

1.3 儀器和方法

采用GE公司SIGNA ECHOSPEED PLUS 1.5T超導型MRI掃描儀, TORSO PA相控陣線圈。掃描前患者禁食12 h。取仰臥足先進, 雙臂上舉位于線圈外。進床前對病人進行屏氣訓練。掃描范圍從膈頂到右腎下極。常規MRI平掃T1WI、T2WI、DWI-EPI。DWI采用自旋-平面回波（SE-EPI）序列, 選用6個不同擴散敏感系數, b值分別為50、150、400、500、750和1 000 s/mm2。掃描參數: TR 6 000 ms, TE 68 ms,掃描層數24～40層, 層厚8 mm, 層距2 mm, FOV 400 mm×400 mm, 矩陣128×128, 激勵次數（NEX）4次,掃描時間為84 s, DWI掃描為規律自由呼吸掃描。

1.4 DWI圖像分析

ADC圖像由相應層面DWI圖像通過GE AW 4.2工作站自動擬合而成。數據測量是在表觀擴散系數（apparent diffusion coefficient, ADC）圖像上利用GE公司Func tool 2軟件直接進行ADC值和指數化表現擴散系數（eADC）值測量。將感興趣區盡可能覆蓋全部病灶測量整體ADC值和eADC值。再將面積相同的兩個感興趣區分別置于病灶邊緣和中心區域進行測量,較大病灶分別在邊緣和中心不同選定的區域測量4次,取其平均值。對于多發病灶只選用2個較大病灶進行測量取其平均值, 為避免測量誤差, 均避開血管和偽影,如病灶有明顯壞死取病灶周邊實質部分測量。設定b等于50和150 s/mm2為低b值組, 300和500 s/mm2為中b值組, 750和1 000 s/mm2為高b值組, 計算低、中、高b值組平均ADC值和eADC值。利用Thoeny等[1]的方法計算灌注ADC值（灌注ADC值=ADC值低b值組-ADC值高b值組）和灌注eADC值（灌注eADC值=eADC值高b值組-eADC值低b值組）。并分別測量各組病灶、各組b值的平均ADC灶肝比值和平均eADC灶肝比值（分別將組內不同b值的ADC灶肝比值和eADC灶肝比值進行平均）。

1.5 統計學方法

使用SPSS 13.0軟件包對數據進行統計分析, 結果用±s表示。

不同b值組肝內占位性病變的ADC值、eADC值的比較, 不同b值組肝內占位性病變邊緣與中心ADC值、eADC值的比較, 肝內占位性病變的灌注ADC值、灌注eADC值的比較, 不同b值組肝內占位性病變的灶肝比值的比較均采用單因素方差分析, 組間有差異時再進行兩兩之間的比較。

肝內不同占位性病變的ADC值、eADC值比較采用t檢驗。當P＜0.05時, 差異有統計學意義; 當P＜0.01時,差異有顯著統計學意義。

圖1 男性原發性肝癌 DWI、ADC、eADC圖像表現（圖1為同一患者）1A: 分別是b值為50、150、400、500、750、1 000 s/mm2的DWI圖像; 1B: 為相應的ADC圖; 1C: 為相應的eADC值 隨著b值的增加,肝癌病灶的DWI圖像信號略減低, 噪聲增加, 但ADC圖和eADC圖顯示病灶愈發清晰

圖2 女性肝血管瘤DWI、ADC、eADC圖像表現（圖2為同一患者）2A: 分別是b值為50、150、400、500、750、1 000 s//mm 2的DWI圖像;; 2B: 為相應的ADCC圖 ; 2C: 為相應的eADC圖 隨著b值的增加, 肝血管瘤DWI圖像信號減低較明顯, 特別在中心囊性含水較多的區域, ADC圖和eADC圖顯示病灶更加清楚

2 結 果

不同b值肝臟各種占位性病變的邊緣、中心及整體的ADC值見表1。低b值時, 肝臟各種病變的ADC值和eADC值差異均無統計學意義（P＞0.05）; 中b值時, 肝癌、肝轉移瘤與肝囊腫、肝血管瘤的整體、中心ADC值和eADC值差異均有統計學意義（P=0.01）,其邊緣的ADC值和eADC值差異無統計學意義（P＞0.05）; 高b值時, 肝癌、肝轉移瘤與肝囊腫、肝血管瘤之間的邊緣、中心、整體ADC值和eADC值差異均有統計學意義（P＜0.05）; 肝癌、肝轉移瘤與肝囊腫、肝血管瘤的邊緣、中心及整體的灌注ADC值和灌注eADC值差異均有統計學意義（P＜0.05）; 對于肝臟占位性病變的測量位置而言, 高b值時, 肝癌、肝轉移瘤、肝囊腫、肝血管瘤的邊緣和中心的ADC值和eADC值差異均存在統計學意義（P＜0.05, 見表2）;肝癌與肝轉移瘤的邊緣與中心的灌注ADC值和灌注eADC值差異均存在統計學意義（P＜0.05）, 肝囊腫與肝血管瘤未見這種差異。高b值時, 肝癌與肝轉移瘤的整體ADC灶肝比值與eADC灶肝比值差異均存在統計學意義（P＜0.05, 見表3）。

表1 肝臟各種病變的邊緣、中心及整體的ADC值的差異

表2 肝臟各種病變的邊緣、中心的ADC與eADC值的差異

表3 肝癌與肝轉移瘤整體的ADC灶肝比值與eADC灶肝比值

不同b值所獲得的同層面肝臟局灶性病變的DWI、ADC圖和eADC圖表現有所差別。隨著b值的增高, 原發性肝癌實質成分DWI信號略有降低, 圖像信噪比下降, 而ADC圖和eADC圖均愈發清晰, 中b值時其內成分顯現更加豐富（圖1）。肝血管瘤實質成分降低不明顯, 但其內的液化部分信號下降顯著, 中、高b值ADC圖和eADC圖可清晰分辨出其內的實質成分和液化部分（圖2）。

3 討 論

DWI是將宏觀流動相位位移成像原理應用于微觀分子水平的成像方法活體組織的擴散系數值受到許多微循環因素影響, 如體液的流動、細胞的滲透性和溫度、毛細血管灌注和細胞膜通透性的方向等, 同時受宏觀因素如呼吸、脈搏和蠕動等生理活動的影響。這項研究的目的之一就是評價DWI鑒別肝臟惡性腫瘤和良性病變的診斷價值。

肝臟血供豐富, DWI測量數據容易受到血流灌注的影響。當采用低擴散敏感系數時, 測得的水分子運動情況受血流灌注的影響較大, 而當擴散敏感系數增加到一定程度時, 血流灌注的水分子運動已經超出了一個體素的范圍, 這時DWI相關參數主要反映組織內水分子的運動[2]。Ichikawa等[3]認為, 當b值＞400 s/mm2時, 血流灌注對ADC值的影響較小。但隨著b值的增加,意味著較長的TE時間, 肝臟DWI圖像的信噪比會下降,甚至難以觀察[4]。本研究利用6個不同的b值進行DWI掃描, 分別測量低、中、高三組b值各組病變的ADC值和eADC值, 在良、惡性病變之間, 低b值組病灶的ADC值和eADC值差異均無統計學意義, 說明病變受血流灌注的影響較大, 準確性相對較差。在中b值組, 病灶中心、整體的ADC值和eADC值在良、惡性病變之間的差異均有統計學意義, 但病灶邊緣這種差異并不明顯,提示中b值組病灶邊緣仍然受血流灌注的影響, 肝癌與肝轉移瘤之間整體、中心及邊緣ADC值與eADC值差異無統計學意義。高b值組, 病灶整體、邊緣及中心的測量值在良、惡性病變之間差異均有統計學意義, 肝癌與肝轉移瘤的ADC值與eADC值之間差異無統計學意義, 肝囊腫與肝血管瘤之間的ADC值與eADC值之間差異無統計學意義。上述研究表明, 隨著b值的增大,肝臟良、惡性病變的ADC值與eADC值的差異逐漸顯現, 并能對良、惡性病變的鑒別起到一定的作用, 但肝癌與肝轉移瘤和肝囊腫與肝血管瘤之間的ADC值與eADC值之間無統計學差異。Naoto等[5]也發現b值為1000 s/mm2的ADC值有利于肝臟良、惡性病變的鑒別,但此時, 圖像的信噪比明顯下降, 故本研究提出選用b值為500～750 s/mm2是較為合適的。

肝臟囊性病變如肝囊腫主要由液體成分構成, 水分子的運動相對自由, 故ADC值明顯高于實性腫塊。血管瘤由海綿狀血竇組成, 內常有纖維間隔、血管內皮, 這些非液性成分限制了水的運動, 所以血管瘤的ADC值稍低于肝囊腫[6], 肝血管瘤與肝囊腫間的ADC值與eADC之間無顯著性差異。肝癌的ADC值在所有病變中最小, 為（1.16±0.26）mm2/ s, 這是由于腫瘤細胞生長快, 病灶內細胞密度較大, 從而限制了水分子的擴散, 所以其ADC值小[7]。肝轉移瘤的ADC值為（1.25±0.15）mm2/ s, 略高于原發性肝癌, 并無顯著性差異。因此, 通過ADC值與eADC值對原發性肝癌和肝轉移瘤鑒別比較困難。

即使是同一種惡性腫瘤, 因其惡性程度不一、病程不同, 其中心液化、壞死程度也不一致, 利用DWI測量參數進行疾病鑒別時, 應考慮測量位置對參數的影響。本研究發現, 高b值時, 肝癌、肝轉移瘤及肝血管瘤中心的ADC值明顯大于邊緣, eADC值則相反。惡性病變由于中心出現壞死、液化使ADC值升高, 肝血管瘤可能是中心靜止的血竇致使中心的ADC值明顯升高,所以當采用高b值時, 因邊緣部分受到血流灌注的影響下降使病灶邊緣和中心的ADC值和eADC值出現差異。肝癌及肝轉移瘤的病灶中心的水分子擴散情況受到惡性程度、液化壞死范圍的影響較大, 所以在測量肝臟惡性腫瘤的DWI ADC值和eADC值時, 應采用高b值消除病灶邊緣的血流灌注的影響, 并將感興趣區放置在病灶的邊緣以獲得更加可靠的數據。

Thoeny等[1]認為高、低b值ADC值之間的差值可以反映組織血流灌注情況, 即灌注ADC值, 可以避免應用對比劑導致患者的過敏和不良反應。肝癌與肝轉移瘤的邊緣與中心的灌注ADC值和灌注eADC值相比差異有統計學意義, 而肝囊腫與肝血管瘤則無明顯差異, 說明肝癌、肝轉移瘤中心出現壞死的幾率較大, 導致中心局部血流灌注量下降, 而肝臟良性病變邊緣和中心的血供差異并不明顯。肝癌、肝轉移瘤病變的整體、邊緣及中心灌注ADC值與灌注eADC值均大于肝臟良性病變, 差異有統計學意義, 因此, 灌注ADC值與灌注eADC值可以為鑒別肝臟良、惡性病變提供一定的依據。

大部分原發性肝癌都與肝硬化或肝臟慢性疾病密切相關, 而肝轉移瘤很少有肝硬化病史。原發性肝癌的ADC值低于肝轉移瘤的ADC值, 肝硬化與正常肝實質的ADC值相比, 各家報道不一[8]。本研究發現, 當采用高b值時, 有肝硬化背景的ADC值稍高于正常肝實質,而中、低b值時, 肝實質和肝硬化背景的ADC值差異無統計學意義。故采用高b值時, 肝癌與肝轉移瘤之間的整體病灶ADC值或肝實質ADC值差異有統計學意義,當采用低b值時, 未體現這種差異。另外, 在高b值時,肝硬化的eADC值低于正常肝實質的eADC值, 原發性肝癌的eADC值高于肝轉移瘤, 原發性肝癌的整體病灶eADC值/肝實質eADC值大于肝轉移瘤, 因此, 采用高b值時所獲得的整體病灶ADC值/肝實質ADC值、整體病灶eADC值/肝實質eADC值對原發性肝癌與肝轉移瘤之間的鑒別有一定意義。關于有無慢性肝病或肝硬化肝實質背景對腫瘤灶肝比值還是有一定影響, 仍需進一步深入研究。

[1] Thoeny H C, DE Keyzer F, Vandecaveye V, et al. Effect of vascular targeting agent in rat tumor model: dynamic contrast-enhanced versus diffusion-weighted MR imaging[J].Radiology,2005,237(2):492-499.

[2] 陳再智,楊正漢,吳玉林,等.肝臟局灶病變血供對表觀擴散系數的影響[J].中華放射學雜志, 2002,36(10):892-895.

[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.

[4] Ross B D, Moffat B A, Lawrence T S, et al. Evaluation of cancer therapy using diffusion magnetic resonance imaging[J].Mol Cancer Ther,2003,2(6):581-587.

[5] Naoto K, Akihiro C, Katsuhiro N, et al. Role of diffusionweighted magnetic resonance imaging in the differential diagnosis of focal hepatic lesions[J]. World J Gastroente ro,2009,15(46):5805-5812.

[6] Ichiro Y, Winn A, Yoshiro H, et al. Diffusion coefficients in abdominal organs and hepatic lesions:evaluation with intravoxel incoherent motion echoplanar MR imaging[J].Radiology,1999,210(3):617-623.

[7] Abdel R A, Kandeel A Y, Soliman N, et al. Role of diffusion weighted echo-planar MR imaging in differentiation of residual or recurrent head and neck tumors and posttreatment changes[J].AJNR Am J Neuroradiol,2007,28(3):1146-1152.

[8] Kele P G, van der Jagt E J. Diffusion weighted imaging in the liver[J]. World J Gastroenterol, 2010,16(13):1567-1576.