扩散加权成像对肝局灶病变检出的多中心研究

李晓强 LI Xiaoqiang

姚 旬2 YAO Xun

杨大为3 YANG Dawei

王鑫坤4 WANG Xinkun

叶慧义5 YE Huiyi

蒋 涛6 JIANG Tao

杨正汉1 YANG Zhenghan

扩散加权成像对肝局灶病变检出的多中心研究

李晓强1LI Xiaoqiang

姚 旬2YAO Xun

杨大为3YANG Dawei

王鑫坤4WANG Xinkun

叶慧义5YE Huiyi

蒋 涛6JIANG Tao

杨正汉1YANG Zhenghan

作者单位
1. 首都医科大学附属北京友谊医院放射科北京 100050
2. 北京大学人民医院放射科 北京 100044
3.卫生部北京医院放射科 北京 100730
4. 解放军304医院放射科 北京 100048
5.解放军总医院放射科 北京 100853
6. 首都医科大学附属北京朝阳医院放射科北京 100020

目的 评价扩散加权成像（DWI）在肝局灶性病变（FLL）检出中的价值。资料与方法 选取205例FLL患者共310个病灶，均行T2WI、动态增强（DCE）及DWI检查，b值分别为100 s/mm2及600 s/mm2，2名评估者阅读每个病例所有序列图像，并对各序列对病灶的检出进行评分。分析2名评估者评估结果的一致性，比较各序列对病变检出的信心评分以及各序列对各类病变的检出率。结果 对于T2WI、高b值DWI、低b值DWI、DCE序列的检出信心评分，2名评估者的一致性为一般或好（Kappa=0.71、0.85、0.82、0.64，P＜0.05）。对FLL检出信心的平均评分，高b值DWI及低b值DWI均明显高于T2WI（P＜0.01），但都低于DCE（P＜0.01）。DWI对FLL的检出评分及检出率均明显高于T2WI（86.5%比70.3%，P＜0.01），但低于DCE（91.6%，P＜0.05）；对直径≤2 cm的恶性小病灶，DWI的检出率显著高于T2WI（P＜0.01），而与DCE相似（P＞0.05），DWI+DCE的检出率明显高于DWI或DCE（P＜0.01）。结论 DWI对肝局灶性病变的检出率高于T2WI，并可提高DCE对恶性小病灶的检出，应作为肝脏MRI检查的常规序列。

肝疾病；磁共振成像，弥散；扩散加权成像；多中心研究

MRI具有优越的软组织对比优势，且对人体无X线辐射损伤，被越来越多地用于肝局灶性病变（focal liver lesions，FLL）的检查中。与常规MRI序列不同，扩散加权成像（DWI）通过测探不同组织中水分子的运动状态差异，提供特殊的组织对比，可以提高FLL的检出率[1-6]。既往关于DWI对FLL检出的研究报道较多[2-7]，但大多数研究中的良性病变主要是单纯囊肿和血管瘤，而所包含的恶性病灶通常是较大的病变；DWI对恶性小病灶及肝良性实性局灶病变等检出能力的研究目前鲜有报道。DWI是否应该作为肝脏MRI检出的常规序列之一，目前尚存有争议[2,4,7]。本研究报道1.5T DWI技术对FLL检出效能的多中心研究结果，为临床诊断提供依据。

1 资料与方法

1.1 研究对象 收集2011年6月—2014年12月笔者所在的16家医院的298例患者。纳入标准：①超声、CT或其他检查方法检出或疑有肝脏实性或难定性局灶病变；②肝细胞癌高危人群；③恶性肿瘤患者，临床疑有肝脏转移者；满足上述任意1条符合纳入标准。排除标准：①有MRI检查禁忌证；②全肝均无FLL；③同一类病灶数量超过5个；④病灶互相融合，超过1个肝叶；⑤MRI检查前病灶已接受手术或介入治疗；⑥最大病灶长径超过5 cm；⑦无病理或临床及影像随访结果；满足上述任意1条符合排除标准。本研究经医院伦理委员会批准，所有患者均签署知情同意书。其中93例因符合排除标准被剔除，最后入组205例，其中男138例，女67例；平均年龄（51.3±4.7）岁。共检出310个肝局灶性病变，病灶最大径0.5～4.9 cm，平均（1.83±0.16）cm；其中恶性病灶207个，包括肝细胞癌95个，转移瘤104个，胆管细胞癌6个，肝血管内皮瘤2个；良性病灶103个，包括血管瘤45个，炎性肉芽肿19个，局灶性结节性增生24个，包膜下假性脂肪瘤5个，肝细胞腺瘤2个，血管平滑肌脂肪瘤3个，复杂囊肿5个。

1.2 MRI扫描 MRI设备包括GE、Philips及Siemens等3家公司多种型号的1.5T MRI扫描仪，均采用8通道体部相控阵线圈采集信号，各中心采用同样的序列及尽可能一致的成像参数。所有患者扫描以下序列：①呼吸触发脂肪抑制快速自旋回波T2WI序列；②屏气快速扰相梯度回波T1WI同反相位序列；③单次激发SE-EPI DWI序列，b值为0 s/mm2、100 s/mm2、600 s/ mm2。以上检查参数扫描时，均为层厚6 mm，层间距1～1.5 mm，层数24，视野32 cm×32 cm～38 cm×38cm。④三维快速梯度回波T1WI多期动态对比增强（dynamic contrast enhancement，DCE）扫描序列，层厚5 mm，视野32 cm×32 cm～38 cm×38cm，扫描容积包括全肝，预扫描蒙片后，使用MRI专用高压注射器经肘静脉以2 ml/s注射钆喷替酸葡甲胺（Gd-DTPA）（0.15 mmol/kg），于注药开始后23 s、1 min及3 min进行动脉期、门静脉期及平衡期扫描。

1.3 影像学分析 由2名具有5年以上腹部MRI诊断经验的放射科主治医师采用盲法在图像存储与传输系统（PACS）上对所有患者的MRI图像进行阅片，分别对T2WI、低b值DWI、高b值DWI、DCE依次进行独立评估，同一病例各序列评估间隔2周以上以尽量减少交互影响，分别记录每个病灶所在的肝段、出现的层面、病灶的大小及病灶检出的信心评分。病灶检出信心评分采用5级评分法[4]，1分为未发现病灶，2分为可疑病灶，3分为检出可靠性一般，4分为检出可靠性较高，5分为检出可靠性很高，以评分≥3分定为病灶检出，利用公式（1）计算检出率。

检出率=评分≥3分的病灶数/最终确认病灶总数 （1）

1.4 病理诊断和分类标准 95个肝细胞癌中81个经手术或活检病理证实，其余均符合中国抗癌协会肝癌专业委员会制订的原发性肝癌的诊断标准[7]；104个转移瘤中31个经手术或活检病理证实，其余转移瘤的原发病灶经病理证实，肝病灶经治疗及随访证实；其余恶性病灶均经手术病理证实。103个良性病变中，2个肝细胞腺瘤、3个血管平滑肌脂肪瘤、9个局灶性结节性增生、7个炎性肉芽肿及1个包膜下假性脂肪瘤经手术或穿刺病理证实；其余病变符合典型的影像学表现，随访6个月以上病灶无变化或缩小而证实。

为评估不同序列或序列组合对不同种类或大小的病灶的检出能力，将病灶分为良性实性病灶53个（包括局灶性结节性增生、炎性肉芽肿、肝细胞腺瘤、血管平滑肌脂肪瘤、包膜下假性脂肪瘤）、良性富水病灶50个（包括囊肿和血管瘤）、最大径＞2 cm的恶性病灶59个及最大径≤2 cm的恶性病灶148个。

1.5 统计学方法 采用SPSS 17.0软件，采用Kappa检验比较2名评估者对病变检出评分的一致性，Kappa≥0.75为一致性好，0.4≤Kappa ＜0.75为一致性一般，Kappa＜0.4为一致性差；病灶检出信心评分采用Wilcoxon配对符号秩检验；各序列或序列组合对FLL的检出率比较采用χ2检验；P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同序列或序列组合对病变检出的信心评分及其一致性 所有序列或序列组合对病变检出的评分结果及2名评估者评分的一致性见表1。对于T2WI、高b值DWI、低b值DWI、DCE序列的检出信心评分，2名评估者的一致性为一般或好（Kappa=0.71、0.85、0.82、0.64，P＜0.05）。对FLL检出信心的平均评分，高b值DWI及低b值DWI均明显高于T2WI（P＜0.01）；高b值DWI稍高于低b值DWI，但差异无统计学意义（P＞0.05）；DCE均高于其他序列（P＜0.01）。

表1 不同序列对FLL检出信心评分比较（分）

表2 不同序列或序列组合对FLL的检出率[n(%)]

表3 不同序列或序列组合对不同种类的FLL检出率的两两比较（χ2值）

2.2 不同序列或序列组合对FLL的检出率 不同序列或序列组合对FLL的检出情况见表2，其检出率两两比较结果见表3。全部FLL，高b值DWI及低b值DWI的检出率均明显高于T2WI（P＜0.01），高b值DWI与低b值DWI组合进一步提高了病灶的检出率，但低于DCE（P＜0.05）；DCE与DWI组合的检出率明显高于DWI或DCE（P＜0.01）。最大径≤2 cm的恶性FLL，高b值DWI及低b值DWI的检出率明显高于T2WI（P＜0.01）；高b值DWI及高低b值DWI组合的检出率与DCE相似（P＞0.05）；DCE与DWI组合的检出率明显高于DWI或DCE（P＜0.01），DCE漏诊的15个恶性小病灶，有11个被DWI检出（图1）。最大径＞2 cm恶性FLL及良性实性FLL，高b值DWI、低b值DWI及高低b值DWI组合的检出率与T2WI相似（P＞0.05），且均低于DCE（图2）（P＜0.05）。DWI与T2WI组合虽然比T2WI提高了对良性实性FLL的检出率，但差异无统计学意义（P＞0.05）。良性富水FLL，所有序列或序列组合均有较高的检出率，但差异均无统计学意义（P＞0.05）。2个小血管瘤（图3）和1个小囊肿，由于黑血效应，在DWI上较T2WI更容易辨识而得以检出。

图1 男，65岁，肝硬化，肝Ⅷ段小肝癌。DWI（b=600 s/mm2）示病灶呈明显高信号，容易检出（箭，A）；T2WI示病灶信号接近肝背景，未能检出（B）；DCE显示动脉期未见异常强化，未能检出（C）

图2 女，30岁，肝Ⅷ段局灶性结节性增生。T2WI示病灶信号稍高于肝实质，能够检出（箭，A）；DWI（b=600 s/mm2）示病灶信号接近肝背景，未能检出（箭，B）；DCE示动脉期病灶显著强化，容易检出（箭，C）

图3 女，51岁，右肝小血管瘤。T2WI示病灶信号明显高于肝实质，对比良好，但与肝内血管断面难以区分，病灶不易检出（箭，A）；DWI（b=100 s/mm2）示肝内血管呈低信号（黑血效应），病灶仍呈高信号，容易检出（箭，B）

3 讨论

3.1 FLL检出的意义及DWI的研究现状 FLL在临床上极为常见，不同性质的FLL的临床处置方式不同，尤其对于恶性FLL，病灶的数量、大小将直接影响其肿瘤分期及临床决策[1-3,5]。影像学检查在FLL的诊断中扮演重要的角色，而病变的检出是FLL影像诊断的第一步，有重要的临床意义。DWI能产生独特的组织对比，且无需对比剂，在临床上得到广泛的应用。关于DWI用于FLL检出的研究已有很多文献报道[3,5,8-16]，但多数研究纳入的良性病灶多为血管瘤及囊肿，恶性肿瘤的直径多在2 cm以上；而实际上这些病灶依靠常规序列也容易检出，DWI的价值并不突出。本研究所包含的病灶平均直径仅为（1.83±0.16）cm，且纳入了53个实性良性病灶，目的在于评价DWI对肝良性实性病灶及小的恶性肿瘤灶的检出能力。

3.2 DWI检出FLL的原理及b值对检出率的影响 高b值或低b值的DWI对于病变的检出原理不同。200 s/mm2以下的低b值DWI主要对水分子的宏观运动如血流等敏感，可产生黑血效应，肝内血管呈低信号，而病灶仍呈高信号，使肝内小病灶与血管断面容易区分，从而提高小病灶的检出率[1-3,5,12]。但低b值DWI缺乏真正的扩散对比，只能帮助检出一些在T2WI上已经显示，但无法与血管断面区分的病灶；对于缺乏T2对比的实性小病灶尤其是小的恶性肿瘤灶则难以检出。高b值（＞500 s/mm2）DWI对水分子扩散运动敏感，可以提高对扩散受限的病灶尤其是恶性肿瘤的检出率[14-15]；但对于扩散受限不明显的病灶，高b值DWI反而容易漏检。本研究结果提示，高、低b值DWI可以相互弥补，两者组合有助于全面提高FLL的检出率。

3.3 DWI与其他序列对FLL检出的比较 既往研究显示DWI对肝脏局灶病变的检出能力显著高于T2WI序列，尤其是小病灶[4,13-15]。Parikh等[4]的研究显示，对于直径在1～2 cm的病灶，DWI与T2WI的检出率分别为78.5%和45.8%（P＜0.01）。本研究结果显示两种b值的DWI对病变的检出能力均显著高于T2WI，差别主要在于长径≤2 cm的恶性病变，高b值DWI、低b值DWI及T2WI对恶性小病灶的检出率分别为88.5%、80.4%及62.2%；对于良性实性病灶及长径＞2 cm的恶性病灶，高、低b值的DWI与T2WI的检出率无明显差异，但DWI与T2WI组合可以轻度提高病变的检出率。

DCE是FLL检出与定性诊断最重要的技术，目前DWI和DCE对FLL检出的比较研究多集中在肝恶性肿瘤，多项研究表明，DWI对肝转移瘤的检出率不低于MRI DCE扫描[4,11,13-15]。Soyer等[9]报道，DWI对肝转移瘤的检出率显著高于T2WI，与DCE比较无显著差异。Hardie等[11]报道，DWI对直径≤1 cm的转移瘤的检出率高于DCE，但两者对直径＞1 cm的转移瘤的检出率比较无明显差异。本研究结果显示，对于长径≤2 cm的恶性小病灶，DWI及DCE的检出率分别为89.2%及89.9%，差异无统计学意义；而DCE与DWI组合的检出率则高于单独任何一种技术，DWI检出了DCE漏检的11个恶性小病灶，提示DWI与DCE联合使用对检出肝恶性小病灶具有较高的互补性。对于长径＞2 cm的恶性病灶，DCE的检出率高于DWI。

良性实性病灶如局灶性结节性增生、炎性肉芽肿、肝细胞腺瘤、血管平滑肌脂肪瘤的水分含量不高，且水分子扩散受限无明显加重，因此在T2WI及DWI上病灶信号与背景肝组织相差不大，而该类病变的血供变化通常较为显著，DCE有助于检出此类病灶。本研究结果显示，DWI及T2WI对良性实性病灶的检出率明显低于DCE，但DWI与DCE的检出率差异无统计学意义，说明DWI对肝良性实性病变的检出价值有限。

肝血管瘤和囊肿等良性富水FLL在T2WI上呈明显高信号，容易检出，尤其对于较大病灶的检出无需DWI。此类病变的小病灶在DWI上呈黑血效应，与T2WI相比，病灶更容易被辨识和检出。

总之，本文比较了DWI、T2WI及DCE技术对FLL的检出能力，结果表明DWI总体上的检出能力明显高于T2WI，但低于DCE；对于肝恶性小病灶，DWI的检出能力与DCE相仿，两者均高于T2WI，DWI与DCE联合可检出更多的恶性小病灶。研究结果提示DWI可以作为肝脏MRI检查的常规序列，尤其对于临床拟诊肝恶性肿瘤的患者。

志谢：本研究为多中心研究，共有16家医院提供有效病例，除外本文作者所在的6家医院外，提供病例的还有苏州大学附属第二医院磁共振室沈均康、江苏省南通市第三医院放射科陆建、徐州医学院附属医院放射科徐凯、浙江省宁波市第二医院放射科郑建军、浙江省余姚市人民医院放射科姚伟根、浙江省金华市中心医院放射科舒锦尔、内蒙古自治区巴彦淖尔市医院放射科张晖、山西省晋中市第一医院磁共振室郭廷贞、浙江省宁波市李惠利医院放射科张玉琴及山西晋城煤业集团总医院磁共振室晋纪龙，在此对上述病例提供者表示衷心感谢。

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（本文编辑 冯 婕）

Detection of Focal Liver Lesions with Diffusion Weighted Imaging: Results of A Multi-center Clinical Trial

Purpose To investigate the role of diffusion weighted imaging (DWI) in the detection of focal liver lesions (FLL). Materials and Methods T2WI, dynamic contrast enhancement (DCE) and DWI (b=100 s/mm2and 600 s/mm2respectively) were performed in 205 patients with 310 FLLs. All images were read by two reviewers to determine the detection of FLLs and score the confidence. The consistency of the results given by the two reviewers was evaluated. The confidence scores between different sequences and the detection rate of different sequences were also compared. Results The consistency of the two reviewers was excellent or good in T2WI, high b value DWI, low b value DWI, and DCE (Kappa=0.71, 0.85, 0.82 and 0.64, P＜0.05). As to the confidence score of lesion detection, high b value DWI and low b value DWI were both significantly higher than T2WI (P＜0.01), but both were lower than DCE (P＜0.01). DWI yielded higher score and detection rate for detecting FLLs than T2WI (86.5% vs. 70.3%, P＜0.01), but lower than DCE (91.6%, P＜0.05). For small malignant lesions (≤2 cm in diameter), DWI showed similar detection rate with DCE (P＞0.05), but higher than T2WI (P＜0.01). The combination of DWI and DCE detected more small malignant lesions than DWI or DCE alone (P＜0.01). Conclusion DWI can detect more FLLs than T2WI, and can help DCE detect small malignant FLLs. Therefore DWI is suggested to be included in the routine protocol of liver MRI examination.

Liver diseases; Diffusion magnetic resonance imaging; Diffusion weighted imaging; Multicenter study

10.3969/j.issn.1005-5185.2015.05.009

杨正汉

Department of Radiology, Beijing Friendship Hospital, Capital Medical University, Beijing 100050, China

Address Correspondence to: YANG Zhenghan

E-mail: zhenghanyang@263.net

首都临床特色应用研究（D101100050010056）。

R445.2；R735.7

2015-03-10

修回日期：2015-05-05

中国医学影像学杂志

2015年 第23卷 第5期：356-360

Chinese Journal of Medical Imaging

2015 Volume 23(5): 356-360