肝细胞肝癌影像诊断研究进展

周宏岩，黄品同（通信作者）

（浙江大学医学院附属第二医院超声科 浙江 杭州 310003）

肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）是世界上六大常见的恶性肿瘤之一，预计到2025 年每年发病率将超过100 万例[1]。影像学在高危患者的监测、HCC 结节的检测、诊断以及治疗后的随访中发挥着至关重要的作用。增强CT、增强MRI 及超声造影（contrast-enhanced ultrasound，CEUS）可以评估HCC 血管分布，从而准确诊断HCC 并进行临床分期。此外，最新技术人工智能（artificial intelligence，AI）的应用为HCC 诊断、预后和治疗反应评估提供了重要工具。本文就超声、CT、MRI及人工智能在HCC诊断中的应用价值进行系统综述。

1 超声在HCC诊断中的应用进展

超声（ultrasound，US）操作方便、无辐射并且准确性较高，可以使用不同技术来协助诊断。B 型超声检查中不同大小及分化程度的HCC 结节表现不同。小于10 mm 的HCC 结节大多数呈低回声或等回声；直径在10～15 mm 的HCC 结节发生脂肪变可呈强回声；在大于20 mm 的HCC 结节中，典型超声表现如“马赛克”征、“结中结”征、周围低回声晕和“侧方声影”更容易被识别[2]。彩色多普勒超声通常是评估结节内血管分布的首选方法，但其具有一定限制[3]。通常，随着肿瘤体积增大，就会出现“提篮”模式，这是因为病变周围存在细小的动脉分支呈网络状。频谱多普勒超声检查可以记录肿瘤内动脉及静脉频谱。一般来说，连续的静脉样波形提示分化良好的HCC；相反，搏动性的动脉波形提示晚期HCC[3]。US 的整体HCC 检测的灵敏度为98%，特异性为85%，但肿瘤大小仍然是一个重要因素，对于＜2 cm 的病变，US 的灵敏度仅达到约65%[4]。

CEUS 引入显著提高了超声诊断HCC 的准确率。与增强CT、增强MRI 相比，具有实时、动态、无辐射等优势，超声造影剂几乎无禁忌证，可用于肾功能不全患者，并且时间分辨率更高，因此被多个国内和国际指南列为肝局灶性病变（focal liver lesion，FLL）首选影像诊断方法。国内的超声造影剂使用声诺维（SonoVue®）和示桌安（Sonazoid®）。SonoVue®不被Kupffer 细胞摄取，因此产生动脉期、门静脉期和延迟期[5]。使用SonoVue®进行CEUS 的HCC 的特征性表现是动脉期高增强，注射后60 s 以上开始出现廓清[6]。廓清时间和程度对于HCC的诊断非常重要，与肝转移瘤和胆管细胞癌相比，HCC通常表现出较轻微的廓清。与Sonovue®不同，Sonazoid®被Kupffer 细胞摄取并产生Kupffer 期，与周围实质相比，HCC 结节在此期表现为低回声。Kang 等[7]研究了105 名未经治疗的FLL 患者，发现使用相同的诊断标准诊断HCC 时，Sonazoid 超声造影不劣于SonoVue 超声造影，二者均具有较高的诊断价值。

2 CT在HCC诊断中的应用进展

目前，多排螺旋计算机断层扫描（multi-detector row computed tomography，MDCT）在肝硬化患者的诊断管理中发挥着关键作用。与MRI 相比，MDCT 的主要缺点包括辐射和组织对比度分辨率相对较低，然而MDCT 更快、耐受性更好，不易出现运动伪影，对于不合作的患者或无法屏住呼吸的患者尤其有效。另外，增强CT 扫描前行MDCT 检查有助于评估肝脏背景疾病。

根据大多数指南，在HCC 监测期间通过US 检查出≥10 mm 的结节后，应进行增强CT 或MRI 检查[8]。增强CT 可以将功能与形态相结合，更好地分析肿块特点。HCC 增强CT 的典型特征是动脉晚期强化呈高密度和门静脉和/或延迟期快速洗脱呈低密度，反映了HCC 血管紊乱的特征[9]。由动脉晚期、门静脉期和延迟期组成的多期增强CT 和/或MRI 检查对于HCC 的诊断至关重要。肝动脉晚期（35 s）是评估HCC 最重要的血管时相，因为APHE 是诊断HCC 的重要依据[10]。门静脉期（70～80 s）发生在门静脉和肝静脉强化较高且肝脏实质强化达到峰值时。门静脉期FLL 成像最好地展示了由于周围肝脏峰值增强而导致的“冲洗外观”[11]。当整体血管亮度与门静脉期相比下降时，获得延迟期（3～5 min）。门静脉期和延迟期的结合可以更可靠地展示HCC 结节的“冲洗外观”和“包膜外观”[12]。

3 MRI在HCC诊断中的应用进展

MRI 与其他成像方式相比，在软组织病变显像方面具有巨大优势，具有更高的对比度分辨率[13]。根据2017 版LI-RADS，包膜是MRI 诊断HCC 的主要征象，T2加权病灶轻到中度强化、结中结、病灶中含脂、铁脂沉积背景下含铁、边缘光滑等是支持HCC 的征象。对于小于2 cm 的HCC 的诊断，MRI 的表现优于CT，对于≥2 cm 的病变的诊断准确性也相当[3]。因此，MRI 是监测高危患者的一种有用的成像方式，可以有效诊断早期HCC，确保根治性治疗，从而提高总体生存率。

增强MRI 是功能成像，可以反映肿块灌注信息，定量分析肿块微血管通透性，从而提供重要的诊断价值。根据2017 版LI-RADS，动脉期高增强及廓清是增强MRI 诊断肝细胞肝癌的主要征象，另外出现强化环、晕状强化及马赛克征也是诊断HCC 的重要特征。根据最新的研究，增强MRI 检测HCC 结节的总体敏感性和特异性分别为70%和94%[14]。对于大于2 cm 的病变，敏感性较高（几乎100%），但对于小于2 cm 的病变，敏感性下降至60%，对于小于1 cm 的病变，敏感性甚至更低[15]。近年来，弥散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）已成为常规MRI 序列，用于评估HCC 结节内紧密堆积的细胞之间水分子扩散运动[16]。扩散受限有利于肝脏恶性肿瘤的诊断，然而它仅仅是HCC 辅助特征，对于诊断HCC 并不具有特异性；综合评估不同MRI 序列有利于HCC 的诊断，特别是无法接受静脉注射造影剂的患者可疑HCC 结节，从而提高MRI 诊断HCC 诊断整体灵敏度[17]。

4 影像组学在HCC诊断中的应用进展

影像组学将人工智能（artificial intelligence，AI）与医学影像图像相结合，从医学影像图像中提取大量定量特征，在HCC 诊断中发挥巨大优势。目前AI 最常用的算法包括机器学习（machine learning，ML）与深度学习（deep learning，DL），可以对肿瘤进行全面、无创评估，具有重复性好、安全性高、无侵入等优势，在HCC 诊断、鉴别诊断、临床分期等方面具有较高价值。

基于超声影像组学诊断HCC 不依赖超声医生经验可以将HCC 与其他肝脏良恶性肿块区分开来，避免不必要的CT、MRI 检查。Guo 等[18]应用CEUS 的计算机辅助诊断系统来区分肝脏良恶性肿瘤，发现总体准确率为（93.56±5.90）%。HCC 分级对提示患者复发及转移风险具有重要价值，基于超声影像组学可以区分低级别及高级别HCC。Wang 等[19]研究发现基于CEUS 影像组学提取的影像组学特征能提供正常超声图像中人眼无法识别的肿瘤异质性信息，可用于区分高级别和低级别HCC。

基于CT 的影像组学在HCC 诊断应用中较早，在HCC 诊断、分级及预测微血管侵犯（microvascular invasion，MVI）方面均取得较好的价值。Mahmoudi 等[20]总共回顾性分析接受增强CT 检查的94 名患者，发现增强CT 影像组学特征联合临床特征鉴别诊断HCC 和肝内胆管细胞癌的灵敏度为0.73，特异性为0.86。Oh 等[21]对81 个HCC 患者术前增强CT 图像上肿瘤进行了纹理分析，发现在动脉相CT 图像上标准偏差值和正像素平均值与HCC 组织学等级有显著的正相关性。研究表明，MVI 是与HCC 患者生存相关的独立预后因素[24]。通过评估不同的CT 影像组学特征可以区分MVI，在Jiang等[22]发表的研究中，整个队列的中位无复发生存期为22 个月，而MVI 患者的中位无复发生存期仅为6 个月，并且卷积神经网络能够在术前准确地预测MVI。

与US 和CT 相比，AI 和MRI 的研究仍然有限。Wu等[23]提取170 例HCC 患者基于T1加权成像和T2加权成像的肿瘤影像组学特征，评估HCC 分级临床预测因素、影像组学特征以及二者联合的模型的性能，得出结论影像组学特征能够成功地对高等级和低等级HCC 进行分类。另外，一项回顾性研究纳入110 例接受增强MRI检查的HCC 患者，按术后病理学划分为MVI 阳性组和MVI 阴性组，收集临床、病理资料和增强MRI 纹理特征，发现将MRI 图像特征与纹理分析相结合,可以提高MVI的预测效率[24]。

5 展望

影像学在对有HCC 风险或患有HCC 的患者进行多学科管理以及对治疗反应的评估中发挥着关键作用。US简单、方便、无辐射是最常用的高风险患者HCC 监测成像方式。当发现FLL 时，HCC 的诊断主要依靠CT 和MRI 检查，其中APHE 是HCC 明确诊断的重要依据。造影剂的应用显著提高了不同影像方法诊断HCC 的敏感性和特异性。此外，人工智能成为目前研究热点，在HCC 诊断中展现出较好的潜力，多项研究证明人工智能可以提高影像诊断的准确性，帮助影像医生在非典型或可疑病灶中将HCC 与其他肝脏恶性肿瘤区分开来，并且评估HCC 分级及微血管侵犯，从而显著改善患者的预后。通过人工智能应用，在未来几年将有可能减少诊断HCC所需的检查时间和数量，从而实现更快的诊断、更好的预后并降低医疗成本。