核磁共振扩散加权成像对小肝癌诊断的研究

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　　摘要：肝癌是我国常见的恶性肿瘤之一，小肝癌的及时诊断与治疗，对改善患者预后及提高生存率至关重要。近年来，随着核磁共振扩散加权成像（DWI）技术发展迅速，其在腹部疾病诊治中广泛应用。目前MRI对小肝癌的检出率、确诊率优于CT及超声，DWI序列的联合应用对小肝癌的诊断具有重要意义。本文就 DWI成像技术在小肝癌临床诊断中的应用价值进行综述。
　　关键词：小肝癌;核磁共振;弥散加权成像;表观扩散系数
　　中图分类号：R735.7                                  文献标识码：A                                DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2019.07.019
　　文章编号：1006-1959（2019）07-0060-04
　　Abstract： Liver cancer is one of the common malignant tumors in China. The timely diagnosis and treatment of small liver cancer is essential for improving the prognosis and improving the survival rate. In recent years， with the rapid development of nuclear magnetic resonance diffusion-weighted imaging （DWI） technology， it is widely used in the diagnosis and treatment of abdominal diseases. At present， the detection rate and diagnosis rate of small liver cancer by MRI is better than CT and ultrasound. The combined application of DWI sequence is of great significance for the diagnosis of small liver cancer. This article reviews the application value of DWI imaging technology in the clinical diagnosis of small hepatocellular carcinoma.
　　Key words：Small liver cancer;Nuclear magnetic resonance;Diffusion weighted imaging;Apparent diffusion coefficient
　　我國乙肝发病率高，与其相关的肝癌是我国常见的恶性肿瘤之一，致死率仅次于肺癌和胃癌。小肝癌（small hepatocellular carcinoma，SHCC）的早期发现、诊断及治疗对改善患者预后及延长生存率有重要影响。因此SHCC的早期检出、确诊有着极其重要的临床意义。SHCC是指原发性肝细胞癌单个结节最大直径≤3 cm或多个结节最大径之和≤3 cm的肝癌。SHCC早期缺乏特异性临床表现，无或仅有轻度肝功能异常，肿瘤标记物也可表现为阴性，因此其早期诊断主要依靠超声、CT或MRI等影像学检查。对>3 cm的肝癌，超声、CT及常规MRI容易观察，检出率及诊断率较高，而SHCC由于体积较小，部分病变血供不典型，超声和CT可能易于误诊、漏诊。主要是超声、传统CT软组织分辨率较差，而MRI软组织分辨率高，尤其是动态增强MRI在评价血流动力学及检出较小肝癌方面有着明显优势，在临床得到广泛应用，目前普遍认为MRI对于小肝癌的检出和诊断优于传统CT及超声。DWI是现阶段唯一能对活体生物组织内水分子的微观运动进行检测的无创影像检查手段，最早应用于神经系统病变的诊断。近年随着MRI硬件、软件技术的发展进步，其在体部得到越来越广泛的应用，DWI在肝癌的检出和诊断方面具有较高的潜能，很多报道已取得了较好的研究结果。现就 DWI成像技术在小肝癌临床诊断中的应用综述如下。
　　1 DWI的基本原理
　　DWI是利用特殊的核磁共振成像序列检测人体组织内水分子的扩散运动，是一种对分子运动特性进行成像的一种功能学检查方法，能够提供检测病变组织内水分子扩散运动的快慢反映病变的组织学、功能学改变，是目前唯一能在活体上对水分子的扩散运动进行测量成像分方法。
　　影响DWI信号的因素主要有扩散敏感系数（b值）、扩散系数（D）、T2透过效应及各向异性。b值越高，对扩散运动越敏感，但图像的信噪比就会越低;b值较低时信噪比较高，但对水分子的扩散运动检测不敏感，信号易受其他运动影像，如组织血流灌注等。D值得计算公式为bD=-lnS/S0，b为扩散敏感系数，S为使用扩散敏感梯度场的图像信号强度，S0为无扩散敏感梯度场的图像信号强度。但在人体上，DWI除受水分子的扩散影响，还受其他因素如呼吸、运动、灌注等影响。因此常用ADC来表示活体组织扩散情况。ADC值得计算公式为：ADC=[ln（S1/S2）]/（b2-b1），其中 S1、S2分别为与b1、b2值相对应的DWI信号强度。T2透过效应是指当被检查的组织T2WI信号较高时，DWI上可残存部分T2图像对比使病变表现为高信号。T2透过效应可造成图像内病变扩散受限的假阳性。水分子的扩散各向异性是指水分子在人体内不同组织内扩散的速度和方向不完全相同，例如脑白质纤维中水分子在平行神经纤维走行的方向扩散较垂直方向更容易，在一定程度上可影响DWI信号。 　　2 DWI信号强度对SHCC定性诊断及肿瘤分化程度诊断的意义
　　DWI对组织微环境的变化敏感，能够通过DWI中的信号强度及表观扩散系数ADC值客观反映病变内水分子的扩散情况。HCC肿瘤细胞致密，水分子的扩散活动受限，在DWI上通常表现为高信号或稍高信号，ADC图表现为低信号。DWI对扩散受限病变具有较高的敏感度，常规MRI不能显示的微小病变能够清晰显示。杨蓓等的研究显示，当b值取400 s/mm2时，DWI对小肝癌诊断的敏感度为88.4%，高于常规MRI的75.4%[1]。岳征等对359例患者、444个病灶的DWI诊断结果进行Meta分析，得出的DWI汇总的灵敏度91%，汇总特异度为91%[2]。徐安波等[3]与刘岩[4]分别对DWI和增强MRI对SHCC的检出率进行对比，DWI的检出率分别为81.55%、80.74%，增强MRI检出率分别为84.52%、85.93%，两组研究得出DWI与增强MRI单独应用于SHCC检出方面无明显差异，而DWI与增强MRI联合应用检出率要由于两者单独应用。
　　肉眼评估DWI信号强度易受到邻近组织影响缺乏准确性、客观性，因此部分学者对病变的信号强度值（SI）、病灶与正常肝组织信号强度比值（RCR）进行分析。部分学者指出，肿瘤级别越高，病变的SI值越大。而何家伟[5]等研究表明中分化HCC病灶的SI值较小，能和高、低分化HCC的SI值鉴别，而高分化与低分化病灶之间的SI值无明显差异;RCR则是肿瘤级别越高RCR值越大，高、中、低分化SHCC的RCR值分别为（1.37±0.13）、（1.57±0.13）、（1.71±0.10），且各组间RCR值差异有统计学意义。Moigne FL等[6]研究也表明RCR比SI值对鉴别不同分化程度的SHCC具有更高的参考价值。
　　肝硬化肝癌形成是一个逐渐的过程，由再生结节逐步发展为不典型增生结节（DN），DN中出现肝细胞癌灶最终发展为SHCC。肝硬化DN公认为肝细胞癌的癌前病变，DN与SHCC的鉴别对于临床治疗具有重要指导价值。张少平等[7]应用多b值DWI对DN与SHCC进行鉴别诊断发现，当b值=600 s/mm2时对DN和SHCC的显示最佳;且随着b值升高，DN/肝实质的信号强度比值逐渐轻度降低，而SHCC与正常肝组织信号强度比值逐渐升高。
　　3 ADC值对SHCC定性诊断及肿瘤分化程度的诊断
　　DWI能够通过ADC值对病变水分子扩散程度进行量化分析，进而对SHCC与其他肝内病变进行鉴别，部分研究认为ADC值肝囊肿>肝血管瘤>肝良性肿瘤>HCC、肝转移瘤。丁芳等的研究结果显示SHCC的ADC值与正常肝脏、肝硬化结节及肝血管瘤的ADC值有明显差异，而SHCC与转移瘤的ADC值则无明显差异[8]。应用DWI及ADC值对SHCC与肝脏其他良性肿瘤性病变的鉴别也有其价值，但是在b值及ADC值得选取方面有一定差异。谢平坤等[9]研究认为，b值取800 s/mm2时，ADC临界值≤1.21×10-3 s/mm2时，区分病灶良恶性的敏感度和特异度分别达到82.35%和93.24%。陈月华等[10]研究认为b值为600 s/mm2时，ADC临界值取1.51×10-3 s/mm2時，诊断敏感度达到了100%，但特异度仅50%。综合众多研究结果，b值在400～900 s/mm2时具有较高的信噪比和准确率;ADC值得选取则无统一标准，并且良恶性病变部分仍有重叠。
　　ADC可通过组织内水分子弥散速度和范围的变化，间接反映肝组织微观结构的差异，进而为DN和SHCC病灶的鉴别定量化提供诊断的依据。陈月华等研究结果显示b值为600 s/mm2时肝硬化结节的ADC值（1.50±0.34）×10-3 s/mm2，SHCC病灶的ADC值为（1.26±0.18）×10-3 s/mm2，ADC值有明显差异[10]。丁芳等[11]研究结果显示b值为800 s/mm2时，肝硬化结节组的ADC值（1.65±0.29）×10-3 s/mm2，明显高于SHCC组ADC值（1.24±0.27）×10-3 s/mm2。胡伟卓等[12]研究发现b值为700 s/mm2时，肝硬化再生结节组与HCC组ADC值分别为（1.86±0.10）×10-3 s/mm2和（1.31±0.24）×10-3 s/mm2，具有显著的差异。
　　HCC分化程度越低，肿瘤细胞越密集，进而导致细胞内外间隙减小，肿瘤内水分子扩散受限更加明显。何家伟等研究得出结果ADC值可有效辨别SHCC的组织分化程度，ADC值≥1.39×10-3 s/mm2时，区分高分化HCC与中低分化HCC的敏感度和特异度分别达到85%和93.7%[5]。胡伟卓等[12]研究还发现各种分化程度的HCC的ADC值具有差异，高、中、低分化HCC的ADC值分别为（1.65±0.22）×10-3 s/mm2、（1.28±0.14）×10-3 s/mm2和（1.15±0.16）×10-3 s/mm2，但中低分化HCC的ADC值差异仅0.13×10-3 s/mm2，无实际临床意义。但部分学者得出的结果则认为高中低分化SHCC的ADC值没有统计学差异。
　　4体素内不相干运动成像在SHCC诊断中的应用
　　近年来DWI的新技术体素内不相干运动成像（intravoxel incoherent motion，IVIM）在多个系统得到广泛的研究和应用。大量研究证实ADC值除了反映组织内水分子的扩散情况外，还会受到组织内微循环灌注的影响，因而不能准确客观表现出组织内水分子的扩散运动状况，缺乏稳定性。IVIM是通过应用多b值扩散加权成像，通过双指数模型得到量化的纯扩散系数D值及微循环灌注相关扩散系数D*值。D值反映病变内血管外水分子的纯扩散速度，此扩散速度较慢;D*值反映血管内水分子的假性扩散，此水流动速度较快，此灌注效应会影响肝内病变的ADC值。灌注相关体积分数F代表微循环灌注扩散在总扩散效应中的比例。IVIM可以得到更加本质的D值、D*值及F值，有助于SHCC的定性诊断及肿瘤分级。应明亮等[13]研究发现D值在对肝脏恶性病变的定性诊断中效能优于传统ADC值，敏感性、特异性达到92.3%、95.45%，准确性及AUC分别可达、95.83%及0.945。Woo S等研究得出HCC病理分级越高，病变的D值及ADC值越低，并且D值对高低级别HCC鉴别诊断的敏感性高于传统ADC值[14]。Granata V等得出的结论则认为ADC值鉴别高级别与低级别HCC有较好的效能[15]，与Woo S的结论相反。可能由于样本数、检查参数等差异导致结果有差异。 　　IVIM不需要使用对比剂，D值能将正常组织和肿瘤组织的水分子扩散程度、微循环血流灌注情况进行量化显示，为临床医师提供更加准确客观的诊断依据。Choi IY等[16]研究发现，b=0，900 s/mm2时，与传统ADC值相比，D值和F值能够更好的鉴别 HCC和肝内胆管癌，而且D值能够区分肝脏恶性肿瘤的存活组织区、坏死区和纤维化，并且与肿瘤坏死程度具有明显的相关性。周悦[17]等研究显示，在SHCC的诊断中，D值在区分肿瘤边界与正常肝脏组织具有最高的效能，要优于ADC值、D*值及F值。IVIM能够对于肝硬化结节与SHCC进行鉴别诊断，黄梦娜[18]研究发现，肝硬化结节组的ADC值、D值及D*值均明显高于SHCC组，D值的诊断效能与传统ADC值相近，两者明显高于D*值，而平均F值肝硬化结节组与SHCC组无明显差异。中低分化肝癌即使肿瘤体积较小，多数已经对微血管形成侵犯，在选择治疗方案时应该考虑到其恶性程度。李宏翔等[19]应用IVIM对微血管侵犯阴性组和阳性组进行比较发现，阴性组ADC值和D值均高于阳性组，且D值的诊断效能最好，D值閾值为1.02×10-3 s/mm2时，敏感度达到94.4%，能够在术前对肝癌微血管侵犯进行一定的预测作用。
　　5 DWI对肝癌预后评估及术后复发诊断中的应用
　　HCC的预后情况与肿瘤的大小、分化程度、肝内转移的发生及血管侵犯情况等多种因素相关。DWI可以对以上因素的评估发挥重大作用，从而评估该病变的预后。上文的论述中，IVIM能够分辨肿瘤边界与正常肝脏组织，并能够区分肿瘤组织、坏死、纤维化。RCR、ADC及D值对于肝癌的分化程度的鉴别具有指导作用。D值对于肝癌的微血管侵犯有较好的诊断效能。肝癌患者还常伴有门静脉的癌栓形成，DWI像癌栓与肿瘤组织一样表现为高信号，可以和低信号的血栓进行鉴别。肝癌的肝内转移灶恶性程度较高，DWI对小的转移灶同样具有较高的价值。王继荣[20]研究发现DWI对于微小肝癌的检出率较动态增强MRI更高。
　　DWI对于肝癌术后的残余和复发也具有作用。高回青[21]等对肝癌TACE术前、术后对比研究发现术后肝癌病灶的ADC值较术前增高，且术后有效组的ADC值大于无效组。殷婷婷等[22]应用DWI联合动态增强MRI对肝癌切除术后肝内复发的微小肝癌判断的敏感性和特性性分别达到89.5%、97.1%。
　　综上所述，DWI对于SHCC的诊断和鉴别诊断具有重要价值，能够鉴别肝硬化结节与SHCC，并可以为SHCC肿瘤的分级提供一定的依据，并可以对肝癌的预后及复发进行评估，对临床有重要的指导价值。但其信噪比、分辨率低仍需联合常规MRI、动态增强MRI等检查手段对病变做出诊断。
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　　收稿日期：2018-12-27;修回日期：2019-1-17
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