MR扩散加权成像（diffus ion-weighted imaging，DWI）是目前惟一一种通过检测水分子扩散运动从而反映活体组织功能状态的无创性影像技术，已成熟运用于神经系统疾病成像^[1]。近年来，随着MR硬件及软件技术的发展，尤其是平面回波成像（echo planar imaging，EPI）快速序列的应用，DWI在腹部的应用越来越多，其在肝脏方面的应用日益引起临床的重视^[2]。DWI可在不使用对比剂的情况下定性或定量评估组织的扩散信息，对于使用钆对比剂可能导致肾源性系统性纤维化的严重肾功能不全患者尤其有利。然而，肝脏的DWI研究仍处于初期阶段，其结果重复性差是主要原因之一，主要影响因素包括成像参数不统一和易受运动伪影（呼吸、心脏及血管搏动、胃肠道蠕动等）影响，因此该技术还不能广泛应用于肝脏的临床检查。在肝脏DWI中，运动伪影主要由呼吸和心脏运动所导致^[3,4]。近年来，许多学者研究了各种运动对肝脏DWI的影响及减少运动伪影的方法，以提高肝脏DWI的精确性。笔者在本综述中将讨论肝脏DWI的各种减少运动伪影影响的技术，简单介绍各技术的优、缺点，并讨论DWI在肝脏疾病方面的临床应用和其局限性以及未来展望。

1　肝脏DWI的图像采集技术

       虽有研究表明静脉使用钆对比剂不会影响肝脏DWI图像质量及ADC值的计算^[5]，但是大多研究都在静脉注入对比剂前采集图像数据。肝脏DWI采集序列技术包括自旋回波（SE）、快速自旋回波（FSE）、梯度回波（GE）和平面回波成像（EPI）等序列技术，其中单次激发自旋回波平面成像（SS-EPI）是目前肝脏DWI最常用的技术。虽然SS-EPI对水分子扩散运动很敏感，但同时也对其他运动较敏感（如胃肠运动、心脏博动和呼吸运动），从而影响肝脏DWI的成像质量。目前，肝脏DWI可采用屏气或自由呼吸扫描，其中自由呼吸方式可联合呼吸门控（包括膈肌导航和呼吸触发门控）和（或）心电门控技术。

1.1　屏气呼吸DWI

       屏气呼吸DWI最常用的序列是屏气SS-EPI序列。肝脏屏气SS-EPI采集时间非常短，视肝脏大小及扫描参数设置不同，一般只需1~2次屏气时间（约20~30 s）。由于是在患者屏气状态下采集数据，因而可以冻结呼吸运动，从而显著减少运动伪影（主要是呼吸运动）。然而，屏气呼吸DWI获取图像的缺点较多，包括信噪比低、对失真伪影及鬼（重）影敏感、空间分辨率低（层厚约为8~10 mm）以及可设置的b值数量少（导致计算ADC值不精确）；同时，对一些不能自主屏气的患者不能使用该技术^[4]。

1.2　自由呼吸DWI（free-breathing DWI）

       自由呼吸DWI采集图像时，患者无需屏气，因而对于一些不能屏气的患者非常适用。使用该方法的采集时间一般为3~6 min。自由呼吸DWI允许多次采集信号以提高信噪比；同时，还可以获得薄层图像；由于无屏气时间的限制，可进行多b值图像采集^[6]。但其缺点主要为呼吸运动所致图像模糊，以及因为容积效应而使肝占位病变信号不均匀而导致评估不准确。Kwee等^[6]比较了自由呼吸、屏气呼吸及呼吸门控DWI所得ADC值的可重复性，结果发现自由呼吸和屏气呼吸SS-EPI获取的ADC值较呼吸门控低且重复性好。但Nasu等^[7]的研究结果表明，自由呼吸DWI获取的图像较呼吸门控DWI的病灶对比度低，同时其ADC值较呼吸门控离散度大。由此可见，对于各种技术所得ADC值的可重复性还需进一步的比较研究。

1.3　呼吸门控DWI（respiratory triggered DWI，RT-DWI）

       呼吸门控技术包括膈肌导航和呼吸触发技术，这两种方法都是通过监测呼吸运动，确保在呼吸运动幅度最小时采集数据，从而可以显著降低呼吸运动的影响。已有研究表明，与屏气呼吸DWI相比较，呼吸门控DWI可提高肝病变的检出率（前者敏感度为84.3%，后者为93.7%）^[8]，同时还能提高图像质量、信噪比及ADC值的准确性。另外，Holzapfel等^[9]的185例肝局灶性病变的研究结果表明，呼吸触发DWI有助于对肝局灶性病变定性，特别对小病灶（直径<1 cm）的检出更有优势。然而，由于这两种技术仅在呼吸运动周期的部分时间段采集图像，采集时间明显延长（约5~6 min），从而患者在图像采集过程中不随意运动的几率便会增多。并且由于肝富有弹性，呼吸运动容易使其产生形变，产生肝组织假性各向异性现象，从而导致ADC值计算错误，此现象在非肝硬化患者中尤为明显。有文献报道，肝的假性各向异性主要在呼气末采集图像时发生^[6]。很有意思的是，另有研究表明自由呼吸DWI与呼吸触发DWI所得ADC值没有差异，但呼吸触发DWI的ADC值离散度较小^[7]。

       有很多研究比较了这些减小运动影响的技术，但结果各异。Eatesam等^[10]比较了12名健康志愿者和16例肝病患者屏气DWI与自由呼吸DWI计算的ADC值，发现屏气DWI的ADC值均较自由呼吸DWI的ADC值低，但未进一步验证其可重复性。Kim等^[11]比较屏气呼吸DWI与呼吸触发DWI在肝恶性肿瘤中ADC值测量的可重复性，结果发现屏气呼吸DWI的ADC值比呼吸触发DWI的ADC值低，但二者的可重复性并无差别。Kandpal等^[4]认为虽然屏气DWI的ADC值与呼吸触发DWI的ADC值无差别，但呼吸触发技术可以提高图像质量和信噪比。就何种技术更好而言，目前并无一致性意见，还需要进一步深入研究，以明确何种方法能明显减少运动伪影的影响且可重复性好，并能在临床实践中广泛应用。

1.4　心脏门控DWI

       心脏搏动可致采集肝DWI信号时失相位，从而导致ADC值测量误差，这种影响在左肝及大b值（>200 s/mm²）DWI成像中尤其明显。屏气呼吸DWI中，肝左叶的ADC值较右叶为高。Kwee等^[3]和Liau等^[12]的研究表明，心脏博动对肝两叶均有影响，Kwee等^[3]发现肝左叶信号从下到上逐渐减低，右叶则从右至左减低，Liau等^[12]发现心脏博动对肝信号的影响b=500 s/mm²比b=1000 s/mm²更明显。在采集图像时用心电门控或脉搏门控技术可显著减低心脏搏动对ADC值的影响。然而，心电门控和脉搏门控技术的使用会明显增加图像采集时间。如联合呼吸和心电门控DWI的采集时间约6倍于自由呼吸DWI采集时间。目前心电门控技术在肝DWI的应用报道较少，还需更多的研究。

       影像医师应认识到，DWI技术的选择与MR平台、医师的专业知识、物理工程师技术支持和每例患者允许的检查时间有关，且每种技术都有其自身的优势和缺陷，在临床实践中应该根据实际情况选择合适的方法。

2　DWI在肝脏中的临床应用

2.1　在肝局灶性病变检出中的应用

       DWI在肝病变检出的应用方面已有较多报道，结果表明DWI对肝脏病变检出的敏感度较常规T2WI序列高^[13,14,15]。Yang等^[13]研究发现在肝脏恶性病变中，屏气DWI序列比T2WI的病灶检出率更高（观察者1为86.3%和62.7%，观察者2为80.4%和54.9%），但对良性病变的检查率并无差别。Bruegel等^[15]比较了呼吸门控DWI与5种不同T2WI序列（屏气脂肪抑制序列SS-T2WIFSE，屏气脂肪抑制FSE，呼吸导航脂肪抑制FSE，屏气STIR和呼吸门控STIR）对肝转移瘤的检出，发现DWI（ROC曲线下面积为0.91~0.92）的检出率较任何T2TSE序列（ROC线下面积为0.47~0.67）高，尤其当转移病灶直径<1 mm时差异更明显。但Wang等^[16]比较屏气DWI与呼吸门控T2WI对肝硬化背景的肝癌的检出率，结果却发现屏气DWI并不优于呼吸门控T2WI序列。

       小b值（<200 s/mm²）黑血扩散成像可抑制肝实质的背景血管信号，更有利于病变的检出；而大b值（>200 s/mm²）提供扩散的信息，有利于肿块定性。Zech等^[14]比较小b值DWI（b=50 s/mm²）与脂肪抑制T2WI序列，发现小b值DWI序列可获得优质的图像，伪影更少及病变检出率高（83%对61%）。虽然这些研究结果不完全一致，但多数研究表明DWI在肝脏病灶的检出方面优于T2WI。

       DWI还可作为钆对比剂增强MRI的补充，提高直肠癌肝转移瘤检出的准确性，尤其对易于与肝内血管混淆的小病灶和位于肝边缘病灶的检出有价值^[17]。Hardie等^[18]比较DWI与钆对比剂增强T1WI（CE-T1WI）对肝转移瘤检出率的差别，回顾性评价了51例患者合计93个肝病灶（转移灶49个，良性病灶44个），结果发现DWI的敏感度为66.3%（65/98），CE-T1WI的敏感度为73.5%（72/98），两者之间差异无统计学意义，故他们认为对于肝转移性病变的检出，尽管DWI并不优于CE-T1WI，但DWI仍可替代钆CE-T1WI。Kim等^[19]探讨了在肝细胞癌和肝转移瘤检出方面DWI是否优于钆CE-T1WI，结果也发现DWI并没有提供比钆CE-T1WI以外的额外价值。

       尽管DWI对肝转移病变的检出不能提供额外的诊断信息，但这些研究均表明DWI可作为其他方法的的补充。因此，理论上，在肝病灶的检出方面联合使用DWI和CE-T1WI优于单独使用DWI或CE-T1WI，但仍需更多前瞻性的研究进一步证实。

2.2　在肝局灶性病变定性中的应用

       根据DWI（使用较大b值，通常>200 s/mm²）信号特征可鉴别肝实性和囊性病变。通常情况下，肝良性病变的ADC值较恶性病变高，因此ADC值的大小对肝实性占位的良、恶性鉴别有一定的价值。文献报道，ADC值判断肝良、恶性病变的敏感度为74%~100%，特异度77%~100%^[8,20]。但是，良、恶病变之间的ADC值存在重叠，且ADC值受到MR平台、DWI采集参数（尤其是b值的数量和大小）等影响，因此，使用ADC值进行肝病变的定性有一定限度，文献报道各种不同病变的ADC值差异较大（表1）。除了用于肝良、恶性病变鉴别外，最近，Muhi等^[21]运用ADC值鉴别低级别和高级别肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC），研究结果表明，分化差HCC的ADC值较分化好的HCC和发育不良结节的ADC值低，同时还发现DWI扩散受限的乏血供病变为分化差的HCC，而DWI无扩散受限的病变通常是低级别或分化好的HCC。

       尽管DWI对肝占位病变定性有一定潜力，可作为常规MR序列的补充，但需要注意的是，DWI主要是反映病变组织的细胞多少以及细胞壁是否完整^[25]，良性病变（如局灶性结节增生和肝腺瘤）有时也可表现为扩散受限，而含有坏死的恶性肿块亦可表现为高ADC值，因此需要结合其他序列作出综合判断。

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表1  正常肝实质及肝局灶性病变的ADC值（mm²/s）
Tab. 1  Summary of ADC values of normal liver parenchyma and focal liver lesions （mm²/s）

2.3　在肝脏肿瘤治疗反应评估中的应用

       动物和人体实验研究表明，对治疗有反应的肝肿瘤ADC值治疗后会升高，且早于肿瘤体积的变化。Wybranski等^[26]发现，结肠癌肝转移瘤治疗2 d后，转移瘤灶的ADC值较治疗前升高，而其体积则稍增大，这可能与治疗后细胞肿胀有关；没有治疗病变的ADC值则无类似变化。Koh等^[27]发现，对结肠癌肝转移病变，若用实体瘤疗效评价标准（RECIST标准）判断有治疗反应，其ADC值增高；而RECIST标准判断为无变化或有进展者，ADC值则无升高。另有研究发现，若结肠癌肝转移病灶治疗前ADC值高，则化疗效果不好，表明肿瘤内有很多坏死的转移瘤对化疗药物有耐受性，该研究也发现对化疗有反应病变的ADC值会升高^[28]。尽管目前的研究证据表明，定量ADC分析在肝脏肿瘤的治疗反应评估方面有潜在的预测价值，但还需要更多的临床及基础研究去证实。

3　肝脏DWI的局限性及未来展望

       肝脏DWI局限性主要在于图像质量和ADC值的可重复性方面。SS-EPI在图像采集时受到诸多生理运动因素的影响，图像质量存在信噪比低、空间分辨率低及与EPI有关的伪影（主要是扭曲伪影、鬼影及模糊）等缺点；另外，尽管高磁场MR成像（3.0 T MR系统）可提高信噪比，但目前使用的EPI序列在高磁场中磁敏感伪影更明显。同时，在肝脏DWI对肿瘤的检出和肿瘤治疗（肿瘤局部治疗或系统治疗及新出现的抗血管生成靶向治疗）反应方面的应用研究有限，仍需进一步研究。但随着MR设备硬件和软件（包括图像采集序列，运动伪影校正技术）的发展，肝DWI的图像质量必然会得到提升，有利于对肝病变进行更为准确的定量分析；且若DWI联合其他功能性MR技术（如动态增强扫描MR成像），可更能全面评估肝占位病变的定性及肿瘤的治疗反应，但还需要进一步研究。总之，现有证据表明，DWI在肝脏疾病中的应用必将越来越多，其在肝病灶检出、定性和疗效评价方面的潜力将得到深入发掘。