肝癌导致门静脉癌栓的ADC和DWI表现及其诊断价值

黄克勇 HUANG Keyong

丁汇清 DING Huiqing

李长城 LI Changcheng

张名忠 ZHANG Mingzhong

李春阳 LI Chunyang

论著 Original Research

肝癌导致门静脉癌栓的ADC和DWI表现及其诊断价值

黄克勇 HUANG Keyong

丁汇清 DING Huiqing

李长城 LI Changcheng

张名忠 ZHANG Mingzhong

李春阳 LI Chunyang

目的探讨肝癌导致门静脉癌栓（PVTT）的表观扩散系数（ADC）和扩散加权成像（DWI）表现及其诊断价值。资料与方法选取经临床和MRI诊断为肝癌导致门静脉癌栓的31例患者，共43个肝癌癌灶、63个门静脉主干支癌栓。31例均行常规MRI、DWI和ADC成像，观察肝癌癌灶和PVTT的MRI、ADC和DWI表现，分析癌灶和PVTT ADC值的相关性。结果43个肝癌癌灶中，DWI表现为低信号、等信号和高信号分别有1个、4个和38个；其ADC表现为低信号、等信号和高信号分别有36个、5个和2个。63支PVTT中，DWI表现为低信号、等信号和高信号分别有4支、7支和52支，其ADC表现为低信号、等信号和高信号分别有54支、6支和3支。2名观察者观察癌灶ADC表现的一致性较好（Kappa=0.8334，P<0.05），观察PVTT的一致性中等（Kappa=0.5215，P<0.05）。同个体癌灶和PVTT的ADC均值分别为（1.127±0.268）×10-3mm2/s和（1.021±0.363）×10-3mm2/s，癌灶和PVTT的ADC值呈正相关（r=0.246，P<0.05）。结论PVTT的ADC低信号、低ADC值和DWI高信号表现，对其定性诊断具有一定的临床应用价值。

肝肿瘤；门静脉；栓塞；磁共振成像；表观扩散系数；扩散加权成像

表观扩散系数（ADC）和扩散加权成像（DWI）作为能从分子影像学上对肿瘤做定性、定量和疗效评价的方法，已得到广泛应用[1-2]，但是关于肝癌导致门静脉癌栓（portal venous tumor thrombus，PVTT）的DWI和ADC表现的研究鲜有报道[3-7]。与PET/CT、CT、常规MRI和数字减影血管造影（DSA）等检查不同，ADC和DWI成像不需放射性示踪剂，也无CT、MRI和DSA增强对比剂的不良反应。丁汇清等[3]认为肝癌癌灶和PVTT的ADC、DWI表现是对常规MRI（包括动脉增强扫描）诊断的补充。确定门静脉主支主干癌栓的诊断，对肝癌患者选择治疗方法和预后有一定意义。本研究将观察肝癌导致PVTT的DWI和ADC等MRI表现，探讨这些表现的相关性和差异性，进一步阐述其诊断价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选取2010年8月—2014年7月江苏省连云港市东方医院经临床和MRI诊断为肝癌导致PVTT的31例患者，肝癌和PVTT的诊断均符合文献的诊断标准[4-8]。排除标准：其他肝脏恶性肿瘤者，如肝内胆管恶性肿瘤。其中男28例，女3例；34～84岁，中位年龄49.6岁。本研究经本院医学伦理委员会批准，患者均知情同意并签署同意书。

1.2 仪器与方法 用Phillips Achieva Pulsar HP 1.5T全身MRI扫描仪，梯度场强66 mT/m，切换率180 mT/（m·ms）。体线圈为8通道通用相控阵SENSE线圈，加速因子1.5～2.0，上、下游置饱和带，采用呼吸门控触发和脂肪抑制技术。扫描参数：横断位以扰相梯度序列T1WI（dual-FFE）正反相位和快速自旋回波T2WI进行扫描。完成T1WI（24×2幅图像）、T2WI（24幅）成像的时间为19.5 s和180 s，视野340～420 mm，层厚6 mm，采集矩阵256×256，翻转角80°，回波链15～20。DWI扫描采用SE-EPI序列，b值为800 s/mm2，完成1个回合DWI 成像（48幅）的时间为20.0 s。T1WI增强扫描采用T1高分辨率等体素容积采集（THRIVE）技术，横断位采用SENSE技术，SENSE因子R=1.8，层厚1 mm，重复次数1次。造影剂采用钆喷替酸葡甲胺15 ml，采用高压注射器以2 ml/s经肘静脉注入后再注入等量生理盐水。启动增强扫描动脉期、门静脉期和平衡期扫描的时间分别为20～25 s、45～60 s和90～180 s。行多期或动态增强扫描均需66 s，分别可得144幅和360幅图像。

1.3 肝癌和PVTT的诊断标准 临床诊断均符合文献[8]的诊断标准；参照文献[3-7,9-10]将门静脉栓子同时具备的常规MRI表现作为MRI诊断PVTT的“金标准”。

1.4 图像分析 MRI图像分别由2名副主任以上职称医师阅读，意见不一致时协商统一。

1.4.1 主观评价 图像分析包括肝癌癌灶和PVTT的大小、发生部位、常规序列和增强信号强度、DWI和ADC信号强度，受累门静脉流空、充盈缺损、扩张和两种病变间的关系。

1.4.2 客观评价 在Extended MRI Workspace 2.6.3.2独立工作站上测量ADC值时，将癌灶和PVTT的DWI高信号区、ADC低信号区与其常规MRI表现（T1WI稍低、T2WI稍高信号、动脉期强化部分）和DWI高信号区相适配。将病变ADC图适当放大，取3～5个ADC值测量感兴趣区作ADC测量，并取其均值测量区域避开病变液化、坏死、出血、血管和伪影等。

1.5 统计学方法 采用SPSS 18.0软件，采用Kappa检验分析2名医师对肝癌癌灶和PVTT的ADC值的一致性，对同个体肝癌癌灶和PVTT的ADC值行Pearson相关分析，P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 癌灶和PVTT的MRI表现 本组43个癌灶中，35个癌灶与PVTT位于同一肝段，其余位于邻近癌栓肝段。63支PVTT中，发生于主干和左右主支各有24支、11支和28支。癌灶在T1WI和T2WI上分别表现为稍低和稍高信号（有出血和坏死均呈混杂信号）；43个癌灶中，36个不均匀增强，5个部分强化，2个强化不显著。PVTT的 T1WI和T2WI表现与癌灶的常规MRI表现相似，63支PVTT均有流空消失或信号异常、荷瘤门静脉截断和充盈缺损，52支受累门静脉管径扩张增粗。动脉期增强扫描示54支荷瘤门静脉壁及PVTT呈短线条、网和小片状强化，余9支仅见连续或断续线、点状稀疏强化，PVTT与癌灶的强化方式相似。见表1，图1A、2A、3A。

表1 癌灶和PVTT的MRI、DWI和ADC表现

图1 男，54岁，右肝癌伴右主支和主干PVTT。MRI动脉期增强扫描示癌灶和PVTT均有明显强化（箭），受累门静脉中度扩张（A）；DWI图示 PVTT和部分癌灶呈高信号（箭，B）；与癌灶和PVTT动脉期强化（A）和DWI高信号区（B）对应：ADC图示癌灶和PVTT（箭）均为低信号，其ADC值分别为0.932×10-3mm2/s和0.981×10-3mm2/s（C）

图2 男，58岁，右肝癌伴右主支和主干PVTT。MRI动脉期增强，癌灶（箭头）和PVTT（箭）均有强化，受累门静脉主干明显扩张（更高层面右主支癌栓图像未列出）（A）；DWI图示 PVTT（箭）和大部分癌灶（箭头）呈高信号（B）；与癌灶和PVTT动脉期强化（A）和DWI高信号区（B）适配：ADC图上测量ADC值，癌灶（箭头）和 PVTT（箭）均为低信号，其ADC值分别为1.040×10-3mm2/s和1.208×10-3mm2/s（C）

图3 男，68岁，右S4～S6肝癌伴中、右、右主支和主干PVTT。MRI动脉期增强扫描示癌灶（箭头）和PVTT均有强化（箭），受累门静脉主干扩张（A）；DWI图示大部分癌灶（箭头）和PVTT（箭）均呈高信号（B）；与癌灶和PVTT动脉期强化（A）和DWI高信号区（B）对应：ADC图示癌灶（箭头）和 PVTT（箭）均为低信号，其ADC值分别为1.040×10-3mm2/s和1.208×10-3mm2/s（C）

2.2 肝癌癌灶和PVTT的DWI和ADC表现 2名医师对同个体癌灶ADC表现观察一致性较好（Kappa=0.8334，P<0.05），对PVTT病变ADC表现观察一致性中等（Kappa=0.5215，P<0.05）。43个癌灶和63支PVTT的DWI和ADC的信号表现见表1，图1B、C，图2 B、C，图3 B、C。

2.3 肝癌癌灶和PVTT的ADC值相关性 肝癌癌灶和PVTT的ADC总体平均值分别为（1.127±0.268）×10-3mm2/s和（1.021±0.363）×10-3mm2/s，两者ADC值呈正相关（r=0.246，P<0.05）。

3 讨论

3.1 PVTT的ADC表现及诊断价值 DWI成像是基于组织中水分子的随机运动（布朗运动）。因为恶性肿瘤的组织细胞特点明显地限制了水分子扩散或水质子的表观扩散[1-3,6,9,11]。DWI图像经工作站标准化处理后，得到ADC参数图（ADC图）。ADC图信号强度（其量化值可在ADC图上测得）反映了组织或病变中水分子扩散幅度。肝癌的ADC和DWI表现可作为其常规MRI诊断补充[3,7,9]。PVTT与肝癌癌灶病理组织学和血供来源相同，这是门静脉癌栓与血栓MRI诊断、鉴别诊断的主要依据[7-9]。本研究以肝癌癌灶和PVTT同时具备常规MRI（包括增强扫描）各表现为“金标准”[4-7,9-10]，对照MRI增强扫描表现，2名医师观察肝癌癌灶的ADC表现一致性较好，观察PVTT的一致性为中等。本研究结果显示PVTT和肝癌癌灶DWI、ADC表现与癌灶和PVTT动脉期强化表现无显著差异（P>0.05），肝癌癌灶和PVTT ADC值无显著差异（P>0.05），同个体癌灶和PVTT的ADC值间有良好的相关性。Catalano等[4]认为，当门静脉栓子与肝癌癌灶间ADC比值<2或与肝癌有相似的MRI信号表现时，可作出PVTT的诊断，但是并未将PVTT的DWI表现与常规MRI的强化表现对比研究。Sandrasegaran等[5]研究发现PVTT的DWI和ADC表现有特征性，但是需结合其常规MRI表现做出诊断，且随访3个月PVTT形态变化很快，而门静脉血栓随访12个月其形态也未发生变化。Sun等[11]认为PET-CT可对PVTT和门静脉血栓做出鉴别，但是因该研究样本小，其结论尚需进一步证实。此外，DWI和ADC对肝癌疗效监测和评价有意义[12-14]。结合文献和根据本组资料提示：PVTT的ADC和DWI表现结合常规MRI表现，可进一步提高其诊断准确性；对不能使用钆类造影剂增强的患者，DWI和ADC可部分代替MRI增强扫描。在MRI增强时，有影响PVTT强化的情况（如合并肝动脉-门静脉瘘、心功能不全）下，DWI和ADC对门静脉栓子的定性诊断有一定价值。

3.2 影响DWI、ADC成像因素及其应用限度 DWI和ADC对肝癌诊断敏感性和特异性存在差异[4,12-14]，PVTT的 DWI和ADC表现受下列因素制约：PVTT形成时间较短影响其定性诊断；PVTT的ADC图与常规MRI图适配不准、扫描层面太厚、发生在较小门静脉支的癌栓和图像信噪比等，均可导致对PVTT的观察结果不如肝癌癌灶ADC的观察结果好。

总之，DWI和ADC成像（包括ADC值）对肝癌和PVTT的定性诊断具有一定应用价值。然而本研究为临床、MRI回顾性资料，难以获得病理学对照；缺乏MRI多机型、大样本和多中心综合以及比较研究；未能将良性门静脉血栓与PVTT做比较。因此克服上述不足、加强对PVTT在体影像学（特别是ADC/DWI等分子影像学）和病理学对比，是今后的研究方向。

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（本文编辑 冯 婕）

Apparent Diffusion Coeff i cient and Diffusion Weighted Imaging Findings in Portal Vein Tumor Thrombus Caused by Hepatic Carcinoma

PurposeTo explore the fi ndings and diagnostic values of apparent diffusion coefficient (ADC) and diffusion weighted image (DWI) of the portal venous tumor thrombus (PVTT) caused by hepatic carcinoma.Materials and MethodsThirty-one patients with hepatic carcinoma (43 lesions) with 63 PVTT in the main branches and trunks diagnosed by clinical and MRI were enrolled. All patients underwent conventional MRI (cMRI) imaging, DWI and ADC imaging, the features of cMRI, DWI and ADC were observed, the relevance of ADC values between the hepatic carcinoma lesion and PVTT were analyzed.ResultsAmong the total 43 lesions, DWI image showed low signal, isosignal and high signal in 1, 4 and 38 lesions, respectively; and ADC image showed low signal, iso-signal and high signal in 36, 5 and 2 lesions, respectively. In the total 63 PVTT, DWI showed low signal, iso-signal and high signal in 4, 7 and 52 lesions, respectively; while their ADC images showed low signal, iso-signal and high signal in 54, 6 and 3 branches, respectively. There was good consistency for the results of two observers on the fi ndings of ADC of tumor lesions (Kappa=0.8334, P<0.05), and a moderate consistency on that of PVTT (Kappa=0.5215, P<0.05). The average ADC value of tumor lesion and PVTT was (1.127±0.268)×10-3mm2/s and (1.021±0.363)×10-3mm2/s, respectively; there was a correlation of the mean values of ADC between tumor lesion and PVTT (r=0.246, P<0.05).ConclusionThe features such as low signal and low value on ADC image and high signal on DWI obtain a certain clinical application value for qualitative diagnoses of PVTT.

Liver neoplasms; Portal vein; Embolism; Magnetic resonance imaging; Apparent diffusion coeff i cient; Diffusion weighted imaging

江苏省连云港市东方医院（徐州医学院附属连云港东方医院）影像科 江苏连云港222042

丁汇清

Departerment of Imaging, the Eastern Hospital of Lianyungang City (the Eastern Hospital of Lianyungang Af fi liated to Xuzhou Medical College), Lianyungang 222042, China

Address Correspondence to: DING Huiqing

E-mail: 15261379156@163.com

2012年江苏省连云港市卫生局指令性科研项目（1236）。

R445.2；R735.7

2015-01-23

修回日期：2015-07-25

中国医学影像学杂志

2015年 第23卷8期：602-605

Chinese Journal of Medical Imaging

2015 Volume 23(8): 602-605

10.3969/j.issn.1005-5185.2015.08.010