B值800s/mm2磁共振彌散加權成像(DWI)在肝臟占位性病變鑒別診斷中的應用*

中山大學腫瘤防治中心醫學影像介入中心 （廣東 廣州 510060）

鐘 銳 張 敏 何浩強崔春艷 李 立

B值800s/mm2磁共振彌散加權成像(DWI)在肝臟占位性病變鑒別診斷中的應用*

中山大學腫瘤防治中心醫學影像介入中心 （廣東 廣州 510060）

鐘 銳 張 敏 何浩強崔春艷 李 立

目的 評價b值800s/mm2擴散加權成像(DWI)在肝臟占位性病變鑒別診斷中的應用價值。方法回顧性分析90例肝占位性病變者(肝囊腫14例，肝血管瘤18例，局灶性結節性增生(FNH)6例，肝細胞癌35例，肝轉移瘤11例，膽管細胞癌6例)在常規T2WI、T1WI及動態增強掃描(應用LAVA 3D序列)外，加做b值800s/mm2DWI檢查，觀察肝占位性病變在DWI圖像影像特征，測量病變及與病變同一層面正常肝組織表觀彌散系數值(ADC值)，進行比較分析。結果正常肝組織平均ADC值為(1.39±0.13)×10-3mm2/s。肝囊腫、肝血管瘤、局灶性結節性增生(FNH)、肝細胞癌、肝轉移瘤、膽管細胞癌平均ADC值分別為(2.47± 0.25)× 10-3mm2/s、(1.63± 0.12)×10-3mm2/s、(1.47± 0.07)× 10-3mm2/s、(1.07±0.15)× 10-3mm2/s、(1.19± 0.13)× 10-3mm2/s、(1.11± 0.08)× 10-3mm2/s；惡性腫瘤組、良性腫瘤組正常肝組織與腫瘤組織ADC值之間差異有統計學意義(p＜0.01)，惡性腫瘤與良性腫瘤ADC值之間差異有統計學意義(p＜0.01)，局灶性結節性增生(FNH)與正常肝組織ADC值之間差異p=0.923,無統計學差異。結論MRI、DWI在肝臟占位性病變中有不同特點，綜合量化分析病灶ADC值與正常肝組織ADC值，能更好地顯示肝臟占位性病變特征，在鑒別診斷及臨床治療、預后方面提供重要參考價值。

磁共振成像；彌散加權成像表觀彌散系數；肝臟病變

磁共振彌散加權成像（diffusion weighted imaging, DWI）是一種通過對水分子的微觀運動成像，在分子水平對組織進行研究的功能成像方法。DWI已廣泛應用于中樞神經系統疾病（如急性腦梗死、腦出血）的診斷及鑒別診斷[1]。隨著MRI軟件和硬件技術的發展，DWI在腹部疾病鑒別診斷中的應用日益受到重視[2]。本文主要回顧性分析B值為800s/mm2時正常肝組織及肝占位性病變的彌散成像特點，并對其表觀彌散系數值（apparent diffusion coefficient, ADC值）進行測量比較分析，旨在初步評價磁共振彌散加權成像在肝占位性病變鑒別診斷中的應用價值。

材料與方法

1.1 臨床資料收集我院2010年4月至6月MRI檢查肝占位性病變90例。其中男58例，女32例，年齡22-79歲，中位年齡52歲。肝囊腫14例，肝血管瘤18例，局灶性結節性增生（FNH）6例，肝細胞癌35例，肝轉移瘤11例，膽管細胞癌6例。所有病灶均經手術、活檢，或CT、B超、MRI等綜合影像學診斷。

1.2 檢查前準備患者檢查前一天晚上流質飯食。檢查前由MRI技師對患者進行屏氣訓練：吸氣-呼氣后屏氣訓練1-2次。門控采集序列囑患者平靜、均勻呼吸。

1.3 儀器和掃描方法采用GE 1.5T HDX超導型全身磁共振掃描系統，8通道體部相控陣線圈，并行采集空間敏感性編碼技術（array spatial sensitivity encoding technique, ASSET）,呼吸門控。DWI前先行ASSET校準掃描及常規T1WI、T2WI掃描，最后行LAVA 3D動態增強掃描。DWI采用自旋回波-回波平面成像序列（SE-EPI序列），選用B=800s/mm2,TR5000ms,TE70.6ms,擴散方向ALL,層厚6mm,層距1mm,視野（FOV）38cm×38cm-42cm×42cm,矩陣128×128，激勵4次，帶寬250KHz,掃描層數24層，掃描時間1分20秒，平靜、均勻呼吸下掃描。

1。4平均表觀彌散系數(ADC)值的測量將掃描數據傳入ADW4.3工作站，經Function 2軟件自動處理后生成ADC圖、ADC偽彩圖，直接測量平均ADC值。在DWI圖上選取病灶最大徑層面，描出感興趣區（ROI）。ROI盡量包括病灶最大面積，避開膽管和血管及病變壞死部分，每一個ROI在不同部位測量3次，取其平均值。如果一個病例有多個病灶，只選取最典型病灶進行測量。在病灶同一層面，以測量病灶同樣大小ROI測量不同部位正常肝組織的ADC值3次，取其平均值。ROI盡量避開膽管、血管和偽影等，而且ROI的直徑在0.6cm以上。

1.5 統計學處理采用SPSS 13.0軟件包進行統計學處理：（1）所測病灶的平均ADC值以均數±標準差表示；（2）所有數據均采用非參數檢驗，P﹤0.05為差異有統計學意義。

結 果

b值800s/mm2時，肝囊腫、肝血管瘤、肝局灶性結節性增生（FNH）、肝細胞癌、肝轉移瘤、膽管細胞癌的DWI圖分別為等或稍低、高、等或稍高、高、高或稍高、高或稍高信號；ADC偽彩圖分別為紅色、紅色混合黃色（圖1-6）、黃色混合少量紅色（圖7-12）、淺綠色或淺綠色混合少量淺藍色（圖13-18）、淺綠色或淺綠色混合少量淺藍色、淺綠色或淺綠色混合少量淺藍色。DWI圖低信號說明水分子活動較自由，高信號說明病變中細胞含量高，自由水含量少，分子運動受限。

圖1-6 肝血管瘤:可看到病灶在T2WI(圖1)上呈較均勻高信號，增強掃描呈緩慢填充式強化趨勢(圖2-4)，DWI(圖5)上顯示為高信號，ADC偽彩圖(圖6)顯示紅色混合黃色。圖7-12 肝局灶性結節增生:可看到病灶在T2WI(圖7)上呈稍高信號，增強掃描動脈期(圖8)明顯強化，內見條狀低信號區，門脈期(圖9)呈稍高信號，平衡期(圖10)信號稍減低，DWI(圖11)上顯示為高信號，ADC偽彩圖(圖12)顯示黃色混合少量紅色。圖13-18 肝癌:可看到病灶在T1WI(圖13)上呈低信號，T2WI(圖14)上呈高信號，增強掃描動脈期(圖15)明顯強化，門脈期(圖16)強化減退呈等信號，DWI上顯示為高信號，ADC偽彩圖顯示淺綠色。

圖1-6 肝血管瘤:可看到病灶在T2WI(圖1)上呈較均勻高信號，增強掃描呈緩慢填充式強化趨勢(圖2-4)，DWI(圖5)上顯示為高信號，ADC偽彩圖(圖6)顯示紅色混合黃色。圖7-12 肝局灶性結節增生:可看到病灶在T2WI(圖7)上呈稍高信號，增強掃描動脈期(圖8)明顯強化，內見條狀低信號區，門脈期(圖9)呈稍高信號，平衡期(圖10)信號稍減低，DWI(圖11)上顯示為高信號，ADC偽彩圖(圖12)顯示黃色混合少量紅色。圖13-18 肝癌:可看到病灶在T1WI(圖13)上呈低信號，T2WI(圖14)上呈高信號，增強掃描動脈期(圖15)明顯強化，門脈期(圖16)強化減退呈等信號，DWI上顯示為高信號，ADC偽彩圖顯示淺綠色。

2.1 b為800s/mm2時，良、惡性腫瘤組ADC值及偏差比較結果，見表1；惡性腫瘤組正常肝組織與腫瘤ADC值及偏差比較結果，見表2；良性腫瘤組正常肝組織與腫瘤組織ADC值及偏差比較結果，見表3；局灶性結節性增生（FNH）與正常肝組織ADC值及偏差比較結果，見表4。

2.2 統計分析結果良性腫瘤組ADC值高于惡性腫瘤組ADC值（差異有統計學意義，P﹤0.01）；惡性腫瘤組正常肝組織ADC值高于惡性腫瘤ADC值（差異有統計學意義，P﹤0.01）；良性腫瘤組正常肝組織ADC值低于良性腫瘤ADC值（差異有統計學意義，P﹤0.01）；局灶性結節性增生（FNH）ADC值與正常肝組織ADC值比較，兩兩間差別無統計學意義，（P=0.923）。

表1 良、惡性腫瘤ADC值及偏差的比較（均值±標準差）

表2 惡性腫瘤組正常肝組織與腫瘤ADC值及偏差測量（均值±標準差）

表3 良性腫瘤組正常肝組織與腫瘤組織ADC值及偏差測量（均值±標準差）

表4 局灶性結節性增生（FNH）與正常肝組織ADC值及偏差測量（均值±標準差）

討 論

3.1 DWI的物理基礎和序列磁共振彌散加權成像(DWI)是磁共振功能成像技術之一，與傳統MRI技術不同，它是利用水分子的彌散運動特性進行成像的。彌散是指組織中水分子的不規則隨機運動，即布朗(Brownian)運動。水分子單位時間內隨機運動的平均范圍(mm2/s)稱為彌散系數D值。水分子在不同組織中彌散系數不同，它依賴于水分子所處的環境。當梯度磁場存在時，水分子的彌散引起橫向磁化矢量的失相位，引起MR信號減低[3]。DWI是通過檢測水分子在組織中的彌散引起MR信號變化而成像的，即主要根據D值的分布成像。表觀彌散系數ADC值(apparent diffusion coefficient)用于描述DWI中不同方向的分子彌散運動的速度和范圍[4]。據Fich定律，真正彌散運動是由于濃度不同而引起的分子運動，MRI過程中并不能區分分子運動引起MR圖像的信號衰減的原因。因而DWI所測量的分子運動只能以表觀彌散系數ADC值代替D值。彌散成像可提供彌散加權圖像、ADC圖、ADC值，其中ADC值是定量指標，而ADC值可直觀顯示成像層面中各體素ADC值分布情況。組織內水分子運動越強，則ADC值越大，在彌散加權圖上信號越弱。快速平面回波成像技術(EPI)成像速度極快，可在數毫秒內完成單幅圖像的信號采集，基本上可凍結生理活動等偽影，是目前最常用、較成熟的彌散成像序列(SE-EPI)[5]。DWI為增加觀察水分子彌散敏感性，需施加擴散敏感梯度，它可顯著增加序列對水分子布朗運動的敏感性。擴散梯度包括兩個擴散敏感梯度場b值（擴散敏感因子），兩個極性和大小均相同的擴散敏感梯度場b值位于SE序列重聚脈沖(1800脈沖)的兩側。當施加擴散敏感梯度時，水分子的擴散引起MR信號衰減。衰減的程度依賴于水分子的表觀彌散系數ADC值(mm2/s)和擴散敏感因子b值(s/mm2)的大小。b值越高，圖像的彌散權重加大，DWI對水分子的運動越敏感，病變組織和正常組織之間對比度增加，但圖像的信噪比亦顯著下降[6]。

3.2 b值的選擇DWI對彌散敏感系數b值的選擇非常重要。較小的b值得到的圖像信噪比較高，但對水分子擴散運動的檢測不敏感，組織信號的衰減受毛細血管血流灌注等因素影響較大，所測得的ADC值偏高，且b值越小，ADC值越高，越不穩定。高b值時圖像的信噪比減低，磁敏感的偽影增加，導致圖像變形嚴重，影響測量結果[7]。但b值的增加，DWI圖像的擴散權重加大，病變組織和正常組織之間的對比度增加，提高了DWI的敏感性，并能很好反映組織的擴散特性，減少T2穿透效應，ADC值也較穩定，變異小，所測得的ADC值接近組織的真實D值。一般認為b值＞500s/mm2基本消除血流灌注對DWI及ADC值測量影響[8]。經過綜合評估，選用b值800s/mm2時圖像空間分辨率、信噪比較高、偽影較少，達到診斷要求，且ADC值也較穩定。

3.3 DWI及ADC值在肝臟占位性病變中的應用肝囊腫在彌散圖上表現為等或稍低信號，平均ADC值最大，明顯高于其他腫瘤及正常肝組織。原因在于肝囊腫以液體成分構成，豐富的水分子運動相對自由，因而擴散的信號衰減最大，測得ADC值也最大；ADC偽彩圖上表現為鮮紅色。肝血管瘤彌散圖表現為高信號，也主要由液體成分組成，但血管瘤內有纖維間隔及基質，血竇內的血液黏度較高，分子運動受到一定限制，其ADC值低于肝囊腫，而又高于正常肝組織和惡性腫瘤；ADC偽彩圖上表現為紅色中混合黃色（圖1-6）。局灶性結節性增生（FNH）彌散圖表現為等或稍高信號，ADC值與正常肝組織相近。因其主要由可分泌膽汁的肝細胞構成，內含豐富的脂肪和糖原，除缺匯管區三聯結構外，與正常肝組織非常相似；ADC偽彩圖上表現為黃色中混合少量紅色（圖7-12）。惡性腫瘤（肝細胞癌、膽管細胞癌、肝轉移瘤）DWI表現為高信號，ADC值明顯低于正常肝組織和良性腫瘤，而它們之間ADC值差異不大。其原因可能是惡性腫瘤細胞生長快，主要由細胞構成的實性腫塊，其細胞膜具有大量的腫瘤相關的大分子蛋白質，細胞間隙水分子和細胞內水分子通過細胞膜的運動受限制，從而限制了水分子的擴散運動，因此ADC值較低；ADC偽彩圖上表現為淺綠色或淺綠色混合少量淺藍色（圖13-18）。

52例惡性腫瘤中有3例肝細胞癌、1例肝轉移瘤經介入射頻治療后復查，DWI上表現為不規則的高低不等的混雜信號，ADC值達1.66×10-3—2.22×10-3mm2/s，明顯高于正常肝組織ADC值。推測主要是這一區域的腫瘤細胞發生液化性壞死，細胞膜破裂、溶解，活性細胞數量減少，組織間隙增加，使水分子運動空間增大、限制減少。13例肝細胞癌、2例肝轉移瘤、1例膽管細胞癌經介入等綜合治療后復查，DWI上表現為局部的稍高或高信號，ADC值仍低于1.18×10-3mm2/s。主要是局部的腫瘤細胞密度較高，水分子運動受限制，預測介入治療后腫瘤復發或未控。由于介入是臨床姑息治療方式，研究中很難取得影像結果與病理結果相對照，因此研究結果有待以后進一步研究分析。

3.4 彌散加權成像在肝占位性病變應用中的局限性①肝右葉上部（靠近膈頂處）及肝左葉受心動偽影和磁敏感偽影影響，圖像會發生變形、扭曲，病變在這部位，測量的ADC值準確性會受到影響[9]。②惡性腫瘤之間的ADC值差異沒有統計學意義（P＞0.5），僅憑DWI圖、ADC值作為鑒別診斷存在困難，需要結合患者病史及常規序列T2WI、T1WI及動態增強掃描加以鑒別。局灶性結節性增生（FNH）病例偏少，數據準確性有待商榷，有待以后進一步研究。③DWI評估肝臟占位性病變缺乏標準。不同b值，同類病變測量的ADC值差異較大；即使同樣b值，不同成像技術，ADC值也會存在差異。④測量肝臟和占位性病變時僅憑肉眼難以完全避免膽管、血管及病變壞死區，因此會影響ADC值測量結果的準確性[10]。

總而言之，DWI是一種可在活體上反映水分子擴散運動的新技術，它可敏感地反映肝占位性病變中水分子彌散活動異同，在鑒別良、惡性病變有重要參考價值。肝惡性腫瘤介入治療后DWI圖、ADC值的變化，能較準確顯示腫瘤活性組織和壞死組織情況，可間接反映治療效果。盡管DWI評估肝占位性病變有其局限性，但由于DWI成像快，用時短，易于與正常肝臟ADC值比較，簡單易行，故認為DWI可以作為常規MR檢查技術的很好的補充手段，應用于肝占位性病變鑒別診斷，以提高MRI診斷的準確性。

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Applications of Diffusion-Weighted Imaging (DWI)with B-value as 800s/mm2to Differential Diagnosis of Hepatic Occupying Lesions*

ZHONG Rui, ZHANG Min, HE Hao-qiang, et al. Medical Imaging Interventional Center,Sun Yat-sen University Cancer Center, Guangzhou Guangdong 510060, China

R445.2；R73

A

國家自然科學基金(No.81071207)；中央高校基本科研業務費專項資金(No.10ykjcll)；廣州市科技支撐計劃(No.2010J-E151)；廣東省科技計劃項目(No.2010A030500004)

10.3969/j.issn.1672-5131.2011.06.001

鐘 銳，男，放射技術。MR技術組組長，主管技師，主要研究方向為MR掃描技術。

李 立< class="emphasis_bold">[Abstract]Objective

Objective To access the value of diffusion-weighted imaging (DWI) with b-value as 800 s/mm2in the diagnosis of hepatic focal masses.MethodsA total of 90 patients with hepatic occupying lesions including 14 hepatic cyst, 18 hepatic hemangioma, 6 focal nodular hyperplasia, 35 hepatocellular carcinoma, 11 hepatic metastatic tumors and 6 cholangiocellular carcinoma were retrospectively analyzed. Beside routine T1WI, T2WI and dynamic enhancment scanning (by LAVA 3D sequence), the 90 patients have DWI (b-value as 800s/mm2) examination. To observe image characteristics of DWI of hepatic occupying lesions. To measure, contrast and analyze apparent dispersion coefficient (ADC) values of pathological changed hepatic tissue and normal hepatic tissue in the same slice.ResultThe average ADC value of normal hepatic tissue was (1.39±0.13)×10-3mm2/s. The average ADC values of hepatic cyst, hepatic hemangioma, focal nodular hyperplasia, hepatocellular carcinoma, hepatic metastatic tumors and cholangiocellular carcinoma were (2.47±0.25)×10-3mm2/s, (1.63±0.12)×10-3mm2/s, (1.47±0.07)×10-3mm2/s, (1.07±0.15)×10-3mm2/s, (1.19±0.13)×10-3mm2/s and (1.11±0.08)×10-3mm2/s respectively. Difference in ADC values among malignant tumor, benign tumor and normal hepatic tissue was of statistical significance (p＜0.01). However, ADC values of FNH and normal hepatic tissue were not have statistical difference (p=0.923).ConclusionDifferent kinds of hepatic occupying lesions demonstrated characteristic features in MRI DWI. By comprehensive and quantitative analyzing of ADC values of normal hepatic tissue and focus, characteristics of hepatic occupying lesions could be showed preferably. It might provide referential importance for the differential diagnosis, clinic therapy and prognosis of hepatic diseases.

Magnetic resonance imaging; diffusion-weighted imaging; apparent dispersion coefficient; hepatic diseases

2011-05-18