2024磁共振成像技术在肝细胞癌诊断与评估要点（附图表）.docx

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1、2024磁共振成像技术在肝细胞癌诊断与评估要点（附图表）肝细胞癌（hcatOCeIIUIarCarCiroma,HCC）是我国最常见的肝脏原发恶性肿病，严重威胁我国人民的生命和健康。国内外指南均建议对高风险人群中表现出典型影像特征的肝脏病灶，可直接作出HCC的诊断并采取相应治疗措施，而无须进行活检。相比于CT及超声成像，MRI因其多参数成像、多方位扫描、高软组织分辨力、可采用多种技术等特点，在HCC的诊断及生物学行为评估上有较大优势，在临床工作中得到日益广泛的应用。本文旨在介绍各种MRI技术在HCC诊断及评估中的应用现状及展望。一、细胞外间隙对比剂多期增强MRI细胞外间除对比剂乂被称为普通锐剂

2、，一般仅分布于细胞外间隙，不进入细胞内并经肾脏排泄。常见的细胞外间隙对比剂方离子型（如马根维显、磁显循胺等）和非离子型（如欧乃影）等。细胞外间隙对比剂增强扫描期相包括增强前（蒙片）、动脉期、门静脉期及延迟期.：动脉期中最重要的是动脉晚期，因为HCC的高强化通常在动脉晚期最显著，井且部分HCC仅在动脉晚期出现高强化，如只有动脉早期则容易漏诊1.-20然而，由于受到患者年龄、体质量、心排血H和代谢状态等影响，动脉期的采集时间常因人而异，因此在肝脏MRI扫描过程中采集标准动脉晚期具有挑战C近年来，具有高时间分辨率的多动脉期成像技术得到发展，即次屏气就可获得动脉早期到晚期的多动脉期图像。与单动脉期采集

3、相比，采用多动脉期采集技术不仅可提高动脉晚期的采集成功率,并且可兼顾少数在动脉晚期强化不明显的病灶，有助于提高HCC的诊断效能；但多动脉期图像的空间分辨率不如单动脉期图像3-5。平衡期（注射对比剂后约3min）及延迟期（注射对比剂后510min）有助于提高HCC的廓清、强化包膜及纤维瘢痕等基本征象的检出率。不同HCC出现麻消及强化包膜的早晚不同，部分HCC仅在5min以后的延迟期表现出非周边廓清及强化包膜6-7;需与HCC鉴别的肝内胆管细胞癌的中央纤维瘢痕也常呈延迟强化。因此，平衡期及5min以上的延迟期更有利于捕捉到HCC等恶性肿瘤的电要影像征象，从而有助于HCC的影像诊断及与肝内胆管细胞癌

4、的鉴别诊断.部分HCC因物内出血或治疗后改变在T1.加权成像（T1.weightedimaging,T1.WI）蒙片上呈高信号时，常会影响到识别HCC动脉期高强化、廓消等征象及评估局部治疗后疗效的准确性。在此情况下，如采用减影技术即用增强后图像与增强前蒙片相减得到减影图像，可提升动脉期高强化及廓清征象识别的准确性8-10,从而提高了HCC诊断的敏感性；也有助于判断HCC局部治疗后的肿相活性11。基于影像征象准确判断增强各期期相是准确提取病灶强化特征、精准诊断的重要前提。肝脏影像报告和数据管理系统（1.iVerImagingReportingandDataSystem,1.I-RADS）从肝动脉

5、、门静脉、肝静脉及肝实质的强化特点给出了增强各期的判断标准。但一些疾病如肝脏血管性疾病会导致肝脏血管出现异常强化，从而影响了各增强期相判断的准确性。我们基于临床经验总结及科学研究12-15,提出了更全面准确的增强各期判断标准（表I）C该标准基于4个脏器（肝脏、胰腺、肾脏、脾脏）及4种血管（肝动脉、门静脉、肝静脉、下腔静脉）的强化表现来判断，不受心血管、肝循环异常影响，更有助于包括HCC在内的各种肝脏疾病的诊断。*1肝I1.与期用桶用F1.1.H0标1MSremw*IUHt融化假化力育JIf实收尊懂乂京仍育F肝宴3中IWUtUK强化乂创；南*，口卅“强化化底就斗靖NtHd再无Vb修木Ira上注度

6、/化此ww泰平汉上不均的IfIM偿化.ewcAh三tn1的水平化力彼”ftM*i.,i4bHttfc1.WrM无叫f1.1.欠线化魅值ftMMMVH11r三t髭生搐这!A1.化*也ftItMM花”中融化均为度强化三ft*t1.次WMf1.1.化殴”度At化三fittftra三ftWF4AFa在判断期相时，常会出现以下误区：（I）只关注某一血管或脏器的强化特点，如肝静脉显影就判断为门睁脉期。比如遗传性出血性毛细血管扩张症累及肝脏时，肝静脉在动脉期就会强化，若在判读期相时只关注肝静脉则会导致误判。（2）认为动脉期卜.腔静脉无对比剂进入；由于肾循环很快，在动脉期时对比剂即可通过肾静脉回流至下腔静脉，

7、导致肾静脉水平以E的卜.腔静脉不均匀强化，横断面呈双椭网形高强化，肾除脉水平以5的卜腔静脉则无明确强化，（3）认为门静脉有明确强化是进入门静脉期的标志;在肝循环状态正常的情况3门静脉有明确强化是进入动脉晚期的标志，而肝静脉有明确强化则是进入门静脉期的标志。(4)动脉期门静脉层流伪影被误认为门静脉血栓/癌栓。由于脾循环快于肠系膜循环，动脉期脾静脉血中已有较浓对比剂，而肠系膜上静脉血中尚无对比剂，两种对比剂浓度不同的血液混合不均导致门静脉强化不均匀，而非血栓/疥栓所致。考虑到人工智能辅助模式可提高期相判读的一致性、准确性及智能化，我们前期合作开发了基于深度学习的肝脏MRI增强期相模自动识别型，准确

8、性达98.02%99.39%16o二、肝胆特异性对比剂增强用于肝脏MRI增强检杳的对比剂除了最常用的钝喷酸前胺(Gd-diethy1.enetriaminepentametricacid,Gd-DTPA)外，还有肝胆特异性对比剂，如针塞酸二钠(gado1.iniumethoxybenzy1.diethy1.enetriaminepentaaceticacid,Gd-EOB-DTPA)电1.贝物胺(gadobenatedimcg1.umine,Gd-BOPTA)o不同于Gd-DTPA只在细胞外间隙分布，约有50%的Gd-EOB-DTPA在注入人体Imin后即开始被肝细胞膜血窦面有机阴离子转运多肽

9、8摄取，并经肝细胞膜胆管面多药耐药相关蛋白2经胆道系统排泌口7。因此，Gd-EOB-DTPA除可反映肝组织或肝结节的血供变化，还可反映其内细胞功能。Gd-EOB-DTPA采集的期相包括蝌强前蒙片、动脉期、门静脉期、过渡期(注射对比剂开始后25min)和肝胆期(hepatobi1.iaryphase,HBP)oGd-EOB-DTPA增强检杳对HCC的主要作用有：(1)增加HCC与肝实质的对比，提高病变的检出率。HCC肿痂细胞有机阴离子转运多肽8表达减少，且其减少发生在门静脉血流减少和新动脉增生之前，因此绝大多数HCC包括早期HCC在HBP呈显著低信号口8,因此肝实质与HCC病灶的对比增加。(2)

10、提高HCC的定性诊断能力；对于一些在常规MRI序列上难以明确者，尤其是早期HCC,可通过病灶在过渡期或HBP的表现提高定性诊断准确性。国家见生健康委员会发布的最新版原发性肝癌诊疗指南(2024版)指出，在高危人群中，排除确定的良性病变后，推荐使用Gd-EOB-DTPA增强MRI诊断亚厘米肝癌(subcentimeterhepatoce1.1.u1.arcarcinoma,scHCC)190美国1.I-RADS也将“过渡期低信号”及“HBP低信号”列为诊断肝脏恶性肿痛的重要辅助征象之一20o(3)可无创评估HCC的病理级别及微血管侵犯(microvascu1.arinvasion,MV1.)O研

11、究表明21,相较于中高分化HCC,低分化HCC在HBP的信号更低、与肝背景信号差更大;一项荟落分析显示，HBP痫周低信号判断MVI的合并受试者操作特征曲线(receiveroperatorcharacteristiccurve,ROC曲线)卜面积(areaundercurve,AUC)0.740.76,合并C异度最高可达9O%22oGd-EOB-DTPA增强检杳也存在以下特点或不足从而影响对HCC的诊断效能17:(1)动脉期急性短暂性呼吸困难的出现常导致严重运动伪影的产生，从而影响HCC的动脉期高强化征象的评估；降低注射流率可一定程度减少该伪影C(2)对强化包膜征象反映能力有限；强化包膜是诊断

12、HCC的重要征象，其病理基础是HCC与肝实质交界处的环形纤维组织；包膜出现延迟强化的可能机制是对比剂在纤维组织中的细胞外间隙随着时间推移的累积或滞留；而Gd-EOB-DTPA增强时约有50%的对比剂在注射Imin后即开始被肝细胞逐渐摄取，相比于Gd-DTPA其在包膜中的细胞外间隙分布的属明显减少，且其增强效果不及Gd-DTPA,从而导致Gd-EOB-DTPA对HCC包膜延迟强化的反映能力明显不及Gd-DTPAo(3)对廓清征象反映能力有限；过渡期时肝脏组织或病灶的信号受到对比剂在细胞外间隙的分布、肝细胞摄取和分泌等多方面影响，信号高低的原因不易解释。(4)HBP图像质量不佳也可能会影响HBP低

13、信号的评估；理想HBP的标准是：肝背景信号程度明显高于肝血管及胆管内有对比剂排泌；如果肝背景强化减弱，通常相对于高强化组织表现为低信号的HCC则可能表现为等信号，在这种情况卜适度延迟可能有改善，但效果并不确定20o(5)单独基于HBP低信号诊断HCC的准确性较低；除了局灶性结节性增生和极少数高分化HCC,绝大多数HCC及其他肝同灶病变在HBP均呈低信号，因此只基于HBP低信号无法诊断肝结节的性质18,23,必须结合病灶在动脉期、门静脉期、HBP的强化表现及其在各平打序列信号特点来综合判断。三、磁共振弹性成像磁共振弹性成像(magnCticresonancee1.astography,MRE)是

14、种无创性的心化人体组织弹性模砧(硬度)的磁共振新技术，乂被称为影像触诊.在大多数疾病中，组织的硬度会因病理改变而发生变化，如HCC肿瘤蛆织的硬度常高于正常组织及良性肿瘤24;HCC多发生在肝纤维化或肝硬化的基础3而肝纤维化进展过程中肝实质硬度也随之增加。MRE可通过检测组织的硬度(弹力值)为HCC的诊断及定砧评估提供有效信息。HCC多发生在慢性肝病或肝硬化的基础上，MRE对慢性肝病的诊断与分期、HCC的诊断及定量评估可提供更多信息。部分慢性肝病患者病史不明、传统MRI技术无法明确诊断有无肝硬化或肝纤维化，通过MRE评估肝脏弹力值的改变有助于慢性肝病及HCC的诊断。国内外研究者及笔者团队多项研究

15、表明MRE对肝纤维化无创分期的诊断效能显著高于超声弹性成像及多种肝纤维化相关血清标志物，是目前诊断肝纤维化的最佳无创影像方法，初组替代肝活检25-26o研究显示HCC肿解硬度明显高于良性病变24,利用MRE弹力值叫有效区分肝脏良恶性肿痫,在HCC的鉴别诊断中具有一定价值。一项英萃分析显示MRE对HCC的诊断AUC为0.8627肝静脉压力梯度(hepaticvenouspressuregradient,HVPG)的增力口，HCC发生率及相关死亡的风险亦随之增加。已有研究提示肝脏、脾脏弹力值与HVPG高度相关，MRE有望成为HVPG无创测定及HCC风险评估的新方法28。需注意的是，MRE在肝脏存其

16、应用限度，其所测组织弹力值的可靠性易受进食状态、心源性因素、胆道梗阻、严重炎症、大城铁质沉积等因素影响，如严重炎症可引起MRE所测肝脏弹力值明显升高，与实际肝纤维化程度不符。有研究结果显示呼飞末屏气或吸气末屏气对数据影响不大，但.我们发现，呼气末屏气与吸勺末屏气扫描对正常肝实质的弹力值影响很小;而对于肝纤维化及肝硬化的患者，则吸气末屏气测得的肝实质弹力值高于呼气末屏气29,因此临床上行肝MRE扫描时，应该固定屏气模式，推荐呼气末屏气扫描。二维梯度回波和二维自旋平面回波序列是目前最常用序列。最新的成像序列可以采用三维扫描，同时产生多个频率的剪切波，可获得相对二维MRE更多的解剖细节，以及获得组织

17、与弹性模量相关的更多信息如黏滞度等C研究显示，三维多频MRE可提高传统MRI对增殖型HCC的术前诊断效能30,也可能是HCC患者无创评估肝功能的潜在生物标志物31。四、水分子扩散加权成像及其衍生技术扩散加权成像(diffusionweightedimaging,DWI)通过额外施加扩散敏感梯度场(或称运动敏感梯度场)，可探测活体组织中水分子运动的自由度及方向，而水分子运动的自由度及其方向性取决于组织的微观结构，因此DWI技术可以反映组织或病变的微观结构特征进而有助于病变的诊断与评估。人体蛆织结构复杂，其内水分子扩散为非高斯分布，其DWI信号受到多种因素，包括血流灌注、细胞膜与血管壁两侧的渗透等

18、影响CDWI衍生技术如体素内不相干运动成像(intravoxe1.incoherentmotion,IVIM)%扩散峰度成像(diffusionkurtosisimaging,DKI)能提供如表观扩散系数(apparentdiffusionCocHicient,ADC)、真性扩散系数(D)、灌注分数、平均扩散峰度(meankurtosis,MK)等多种参数，前更全面、准确地反映人体内部的扩散相关特性。DWI及其衍生技术在HCC的检出、鉴别诊断、生物学评估方面展现出独特的优势，但.也存在一定的限度。在HCC检出方面，与常规T1.WkT2WI相比，DWI可以检出更多的HCC病灶32-33;但与Gd

19、-DTPA增强扫描相比，二者检出效能相当34-350在HCC诊断方面，DWI也具有重要价值o在1.1.-RADS中，扩散受限加重是支持恶性的辅助征象之一。我们研究发现，在所有辅助征象中，扩散受限加重(DOR=8.81,95%CI:4.1318.82)与HCC的相关性最高36扩散受限加重诊断HCC的敏感性达96%、准确性达82%37C然而，ADC值区分良恶性肝结节的准确性尚不够高38-39。DWI在HCC的生物学评估方面也具有一定价值。一项荟萃分析40表明ADC值和D值区分低分化HCC的AUC分别为0.890、0.940;ADC值区分高分化HCC的AUC为0.930。另一项术前判断HCCMVI的

20、普萃分析41表明，ADC值在术前判断MVI方面具有中等准确性，合并擞感性、特异性和AUC分别为73%70%和0.780c虽然DWI已是肝脏MR1.检查的常规序列，但不同医疗机构的扫描机器、成像方法和成像参数不同，所得到的ADC值有很大型别。此外，DWI对运动伪影高度敏感，特别是心脏搏动所致伪影会影响横膈附近病批的观察;而DKI及IVIM通常需要相对较长的打描时间。为了加快扫描速度，推出了同时多层成像技术,我们针对肝脏的研究发现，层加速因子为2时，在保证DKI及IVIM图像质量的同时显著缩短了扫描时间42-43。五、多回波校准定最序列近年推出的多PI波T2*WI校准梯度网波序列采用多阿波(多为6

21、个PI波)获取组织的信号衰减特征进行T2衰减校准，配合并行采集等快速成像技术，一次屏气即可完成上腹部扫描，同时获得6组图像：同相位、反相位、水相、脂相、质子密度脂肪分数图(PrOtondensityfatfraction,PDFF)及R2*图。该序列在不同的厂家设备上有着不同的名称，技术原理大同小异。目前这类序列已经成为肝脏精准脂肪定肽及半定成评估铁沉积的首选技术，在临床上得到了广泛应用。T1.WI同反相位可判断HCC内是否存在腑肪变性，但无法定量；当有狭质沉积时也会影响判断的准确性。PDFF图可对脂肪变性进行精准定址，且不受铁质沉积的影响，在1.I-RADS中，病灶内含腑是支持HCC的辅助征

22、象之一。使用病灶含脂这一出现率较高的辅助征象替代难以评估的阈值生长这一主要征象，调整后的1.R-5类诊断HCC的敏感性、特异性与1.I-RADSv2018相当44。PDFF脂肪定质的稳定性较好。我们研究发现，在不同厂家MR1.设备测得的同一患者的肝脏PDFF值具有较好的致性，这有利于PDFF技术在临床的推广应用45oT1.WI同反相位也可判断HCC内是否存在铁沉积及出血，但无法定值。R2*图可对铁沉积进行半定量评估。在1.I-RADS中，病灶乏铁是支持恶性的辅助征象之，而病灶含铁是支持良性的辅助征象之O肝硬化结节演变为HCC的过程中，其内铁含量逐渐减少，该序列对肝硬化结节内铁质的评估有利于早期

23、结节癌变的检出46。六、基于多参数多技术MRI的HCC图像判读方法与原则HCC的MRI影像诊断征象复杂多样。肝脏MRI多参数多技术的特点一方面可为HCC诊断、评估提供多维度信息，但也增加了肝脏MRI图像判读的诊断难度。笔者推荐，在肝脏MRI图像判读过程中应遵循“全面细致、正确参照、严格比对、精确测地”的原则，以提高HCC诊断与评估的准确性。1 .全面细致:在进行肝脏MRI图像判读时应全面观察此次检查的所有序列图像及扫描他围内所彳了解剖结构；发现可疑HCC痛灶后，应从病变部位、数目、大小、形态、边界、信号、强化特点及病变周国结构情况这8个方面对病变进行全面细致观察，以充分提取病灶的MRI征象特点

24、；除了全面观察病变特点之外，也应全面细致观察扫描范困内所有解剖结构，评估是否存在局部侵犯、肝内外转移等征象，为患者治疗决策提供准确而可靠的依据,2 .正确参照：准确评估病灶的MRI信号或强化特点，首先要找到正确的参照物。比如：（1）对于肝结节，主要是以肝背景信号/强化为参照；但因严重腑肪肝或铁过我导致肝背景信号也出现异常时，再以其作为参照物则会带来病灶征象的误判；此时可选择信号相对稳定的组织如肌肉作为参照。（2）判断HCC的强化征象时除与周用肝实质比较之外，还应和其在增强前（蒙片）的信号比较。（3）HBP肝实质的强化程度会对HCC判读造成影响，因此在HBP图像上进行信号分析时，应首先判断HBP

25、图像质量是否满足诊断要求。3 .严格比对：影像学比对在HCC的MRI影像诊断中至关重要，比对内容包括MR1.不同序列、增强扫描不同时相及同一部位不同时间点的检查。在进行比对时,应按照“同方位、同层面、同病灶、同区域”进行严格比对：（1）“同方位”是指按照相同的扫描方位进行比较c（2）“同层面”是指解剖结构层面的对齐；由于肝脏MR1.打描过程中受到呼吸运动影响,同一解剖结构常不在同一层面，应手动进行调整，保证解剖层面的对齐后再进行比对。（3）“同病灶”是指当肝内多发病变时，应保证对同一个HCC病灶进行比较。（4）“同区域”是指当HCC病变内部不均匀时，对HCC病变内同一区域进行严格比对。4 .精

26、确测砧：精确测成HCC病变大小在HCC诊断、疗效评估等方面具有重要意义。1.I-RADS指出在测量HCC大小时应选择病变边界清楚且解剖结构无扭曲的的图像，H量不要选择在动脉期上进行测量，这是由于病变周围的强化（如量状强化、病变周围异常灌注等）可能被误认为病变本身从而导致测结果偏大。此外，选择病变的最大径线进行测域（病灶一侧的最外侧缘至另一侧的最外侧缘的距离），需注意病变的包膜也要在测量范围中。综上所述，多种MRI技术在HCC的诊断、疗效评价、生物学行为评估中发挥若至关重要的作用。r解并掌握不同MRI技术的优势和局限性,在规范化扫描的前提基础上，遵循规范化的MR1.图像判读原则，以充分发挥各种MRI技术的价值，以更好地服务于HCC的精准诊断及指导个体化治疗，最终为推动“健康中国2030“规划纲要的落实贡献力量。