IVIM擴散加權成像在肝硬化背景下小肝癌診斷中的應用價值

何柳，張林，王成偉

(1.石河子大學醫學院，新疆 石河子 832003；2.石河子大學醫學院第一附屬醫院CT&MRI室，新疆 石河子 832008)

IVIM擴散加權成像在肝硬化背景下小肝癌診斷中的應用價值

何柳1，張林2，王成偉2

(1.石河子大學醫學院，新疆 石河子 832003；2.石河子大學醫學院第一附屬醫院CT&MRI室，新疆 石河子 832008)

目的 探討MRI對比增強聯合體素內不相干運動擴散加權成像(IVIM-DWI)技術對肝硬化背景下小肝癌的診斷價值。方法選擇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個病灶)，均行常規MRI(包括T1WI、T2WI及LAVA多期增強掃描)和IVIM-DWI序列掃描，分析比較常規MRI、兩者聯合（常規MRI+IVIM-DWI序列掃描）對肝硬化背景下小肝癌的診斷價值；根據IVIM-DWI參數圖測量小肝癌及瘤周肝硬化實質平均ADC值(Stand ADC值)、慢速表觀擴散系數(D值)、快速表觀擴散系數(D*值)和快速擴散成分所占比例(f值)并進行統計學分析。結果聯合應用IVIM-DWI技術得出的檢出率和診斷符合率分別為100%、96.88%，優于常規MRI的97%、87.50%，但兩種方法比較差異均無統計學意義(P＞0.05)；IVIM-DWI參數圖上所測的小肝癌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)%]均低于瘤周肝硬化實質[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)%]，兩者比較差異均有統計學意義(P＜0.05)。結論常規MRI聯合應用IVIM-DWI技術有助于提高對肝硬化背景下小肝癌的診斷能力。

磁共振成像；擴散加權成像；肝硬化；小肝癌；診斷

目前，肝癌的發病率在全球范圍內逐年上升，其在常見癌癥的死亡率中居于第三位，僅次于肺癌和胃癌[1]。有文獻報道，肝癌的發生與肝硬化具有相關性，慢性病毒性肝炎可逐漸演變為肝硬化，而其中90%左右的肝硬化患者晚期可合并肝癌[2]。所以，提高對肝癌特別是小肝癌(small hepatocellular carcinoma，SHCC)的早期檢出率和診斷的正確率就顯得甚為重要，從而延長生存期和提高生活質量。其中，MR擴散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI)是現階段唯一能對生物活體組織內水分子微觀運動進行無創性檢測的影像方法，最早用于神經系統疾病的診斷[3]，伴隨著MR軟硬件技術的發展其在體部的應用亦越來越廣泛[4-6]。而體素內不相干運動(intravoxel incoherent motion，IVIM)雙指數模型是對DWI研究的發展和延伸，不僅可反映活體組織的水分子擴散，還能反映微循環的灌注情況。本研究通過回顧性分析27例小肝癌患者MRI資料，探討常規MRI聯合應用IVIM-DWI技術在肝硬化背景下小肝癌診斷中的應用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇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，年齡30～66歲，中位年齡47歲。所有患者均經病理組織學或針刺細胞學證實。MRI檢查前均未接受手術、放化療等任何治療，且均無幽閉恐懼癥等其他可能影響MRI檢查的因素。

1.2 檢查方法 采用GE Disocvery MR750 3.0T磁共振儀8通道體部專用相控陣線圈進行檢查。掃描前訓練患者呼吸，囑其在掃描期間呼吸幅度及頻率保持均勻?；颊呷∑脚P位，足先進，掃描范圍自肝上緣至肝下緣。先行常規平掃(T1WI、T2WI)，再進行LAVA多期動態增強掃描。增強掃描時，采用雙管高壓注射器以3 mL/s的速率注入釓噴酸酸葡胺(Gd-DTPA)12～18 mL，然后同速率注入20 mL生理鹽水。在注射對比劑后15～20 s、55～60 s、180～300 s分別采集動脈期(兩期)、門脈期和延遲期(兩期)圖像。IVIM-DWI成像序列：采用多個b值的自旋回波平面成像(SE-EPI)序列，共選用13個b值，b值分別為0、10、20、30、50、80、100、200、400、600、800、1 000、2 000 s/mm2，當b值為0～600 s/mm2時采集次數為1次，b值為800、1 000、2 000 s/mm2時采集次數分別為3、4、5次，TR：5 600 ms，TE：66 ms，FOV：36 cm×36 cm～48 cm×48 cm，矩陣256×128，層厚為5 mm，層間距為1 mm。

1.3 圖像獲取與分析 掃描數據同步傳輸到GE AW4.6工作站，使用Functool MADC軟件進行圖像后處理。由兩名高年資影像診斷醫師對常規MRI圖像進行分析判定，分別確定小肝癌病灶大小、數目及其強化特點。然后結合常規掃描序列，選擇瘤體實性最大層面設定感興趣區(region of interest，ROI)，利用IVIM-DWI偽彩參數圖分別測量小肝癌和瘤周肝硬化實質Stand ADC值、D值、D*值及f值。每處測量3次求其平均值，應盡量避開血管和膽管走行區。

1.4 統計學方法 所有數據用SPSS 17.0統計軟件包進行統計學處理。將兩種方法得到的診斷結果與病理結果對照，采用χ2檢驗比較兩者檢出率及診斷符合率；對計算出的StandADC值、D值、D*值及f值比較采用配對樣本t檢驗；檢驗水準為α=0.05，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 小肝癌影像學特征及檢出情況 27例小肝癌患者共發現32個病灶，單發病灶22例，2個病灶5例，其中肝左葉10個，肝右葉22個；腫瘤最大徑＜1.0 cm 4個，1.0～2.0 cm 20個，2.1～3.0 cm 8個，平均(1.6±0.7)cm。MRI對比增強顯示23個病灶呈“快進快出”強化，4個病灶動脈期僅輕度強化，3個病灶動脈期、門脈期及平衡期均未見強化，2個環形強化；4個病灶DWI呈等或稍低信號，余均呈稍高或高信號(圖1A)。常規MRI、兩者聯合后對小肝癌的檢出率分別為97%、100%，但兩者比較差異無統計學意義(χ2=0.000，P＞0.05)。

2.2 聯合應用IVIM-DWI序列對肝硬化背景上小肝癌定性診斷價值 本研究由兩名高年資影像診斷醫師分別對常規MRI和IVIM-DWI序列的影像資料進行研究并對病灶進行定性診斷，常規MRI掃描中3個病灶傾向于結節性增生，1個傾向于小血管瘤，與病理結果對照，得出的診斷符合率為87.50%，兩者聯合后仍有1個未能準確定性，得出的診斷符合率為96.88%，聯合應用IVIM-DWI序列后診斷符合率提高，但兩者比較差異無統計學意義(χ2=0.868，P＞0.05)。

2.3 小肝癌與瘤周肝硬化實質各ADC值比較 小肝癌與瘤周肝硬化實質Stand ADC值分別為(1.09± 0.15)×10-3mm2/s、(1.27±0.14)×10-3mm2/s；D值分別為(0.91±0.11)×10-3mm2/s、(1.05±0.16)×10-3mm2/s；D*值分別為(31.29±8.14)×10-3mm2/s、(61.27±12.59)×10-3mm2/s；f值分別為(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實質(圖1B～1E)，兩者比較差異均有統計學意義(t值分別為-7.000、-4.559、-14.947、-8.877，P＜0.05)。

圖1 患者男，48歲，肝硬化合并小肝癌

3 討 論

肝細胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是慢性肝病患者病情進展最嚴重的后果，嚴重危害人類健康。因此提高對肝硬化背景下小肝癌的早期診斷、早期治療可以明顯改善患者預后及提高患者5年生存率[7]。MR對比增強掃描是一種安全無創的影像檢查手段，目前采用的LAVA技術較常規具有采集時間短、掃描層厚薄、可以有效地控制各時相數據采集時間等優點，但對缺少肝動脈供血的肝硬化惡變結節及小肝癌則不易檢出[8]。在本組研究中，32個小肝癌中23個病灶在常規MRI增強掃描中呈“快進快出”強化特征，4個病灶動脈期僅輕度強化，3個病灶動脈期、門脈期、平衡期均未見強化，2個環形強化，分析原因可能為瘤灶組織壞死，瘤灶內的血管被腫瘤壓迫、血管變迂曲甚至被癌栓堵塞，血流速度相應變慢。此外，由于肝硬化門脈高壓可致肝血流分流到側支血管，肝實質對比劑減少，亦不利于病灶檢出[9]。

DWI能通過組織中水分子擴散運動受限制的方向及程度等信息的檢測，間接反映組織微觀結構的生理、病理特點，當病變組織的水分子離散程度與正常組織不一致，其信號減低的程度就與正常組織存在差別，從而有利于發現病變[10]，如肝癌組織由于細胞密度增加，使組織中水分子的擴散受到限制，在DWI上就呈現相應的高信號。據文獻報道，肝臟部分良性結節狀病灶，由于影像表現不典型，并與小肝癌存在某些相似之處，容易導致誤診[11]。本研究結果顯示，聯合應用DWI圖像對肝硬化背景下小肝癌的檢出率要高于單獨使用常規MRI。在本組研究中，23個病灶呈典型小肝癌強化特點，依據其血流動力學特點可明確診斷，部分非典型強化小肝癌結合DWI亦可對病灶定性。與病理結果對照后發現，常規MRI得出的診斷符合率為87.50%，聯合應用DWI圖像后診斷符合率為96.88%，表明兩者聯合后診斷符合率有所提高。

IVIM是通過使用足夠多的低b值以及高b值并用雙指數擬合函數(雙指數模型)可在體素內不相干運動技術的前提下將人體內的血管內水與血管外水相分離[12-13]，血管外水是指細胞內液和組織間液，流動速度較緩慢，此種水運動稱為表觀擴散，血管內水是指人體血液中的流動的水，流動速動相對于血管外水較快，此種水運動稱為假性擴散即灌注[14]。1999年Yamada等[15]將IVIM技術首次運用到體部檢查中，以評估體部臟器及肝臟病變的擴散系數，發現慢速擴散系數D與灌注相關體積分數f是表示肝臟病灶特征的有用參數，說明灌注效應會影響測得的體部臟器和肝臟病灶的ADC值。本組研究結果顯示，小肝癌與瘤周肝硬化實質Stand ADC值分別為(1.09±0.15)×10-3mm2/s、(1.27±0.14)× 10-3mm2/s，小肝癌組織的Stand ADC小于瘤周肝硬化實質，分析原因為癌組織細胞密度增加，使組織中水分子的擴散受到限制，故ADC值減低。由于D值反應單純的擴散效應，使得微循環灌注方面的影響降低，故無論是小肝癌組織還是瘤周肝硬化實質D值均較Stand ADC值低。小肝癌由形態和結構顯著差異的癌細胞組成，細胞核大而胞漿少，細胞數目多且密集，導致水分子擴散明顯受限，從而使代表單純擴散效應的D值亦降低。D*主要是通過對組織局部微循環血流灌注速度進行檢測，從而反映局部組織血流灌注狀態，而f反映的是毛細血管的容量[16]。在本組研究中發現，小肝癌D*值和f值均較瘤周肝硬化實質低。小肝癌組織D*值較低是因腫瘤組織的血管結構扭曲，致毛細血管長度減小，且腫瘤新生血管血液流動緩慢時，是通過擴散效應而非灌注效應被檢測到的。肝硬化導致的門脈高壓的形成使正常門靜脈供血能力減低，從而影響肝灌注，D*值亦相應減低。另外，腫瘤新生血管基底膜不完整且管徑小而細，致使毛細血管血流速度不同程度的變慢，而流動快速的血液量又較少，因此小肝癌組織的f值減低[17]。

綜上所述，MR對比增強聯合IVIM-DWI技術對肝硬化背景下小肝癌早期檢出與準確定性優于常規MRI，為肝硬化背景下小肝癌的早期診斷、治療以及預后判定提供新的理論依據。

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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)

張林。E-mail：zl123ct@sina.com