影像学检查是当前指南中肝细胞癌监测和诊断标准的主要手段。由于早期诊断会影响治疗方法，因此利用新的成像方法和方案来帮助分化和肿瘤分级，为改善患者的预后提供了独特的机会。与其他恶性肿瘤不同，HCC表现出独特的特征，可以仅根据成像特征进行诊断，而无需组织取样确认。
本文参考总结了用于检测和分期肝细胞癌的诊断标准和影像学检查方式，以及进一步协助监测和表征疾病的新兴方法。
筛查和监测
美国肝病研究协会（AASLD）、欧洲肝脏研究协会（EASL）和亚太肝脏研究协会（APASL）均推荐每两年进行一次腹部超声检查，这是HCC检测的标准方式。腹部超声具有普及性高、成本低和安全性高等主要优势。监测程序通常包括每隔6或12个月进行一次超声检查。在HCC的所有阶段，超声检测的灵敏度为84%。
可视化不佳是超声筛查的主要限制。超声敏感性往往受到不同内外因素的影响而变差。外在因素包括病态肥胖、患者无法暂停呼吸、肠道气体或肋骨遮蔽部分肝脏；内在因素包括肝脏脂肪变性或纤维化导致实质异质性。最近的一项调查报告称，大约20%的扫描不足以排除肝脏病变[1]。检测较小的结节(< 2cm)似乎是超声的主要限制，研究报告检出率低至约28%[2]。
应对上述的各项因素，使用如甲胎蛋白(AFP)等肿瘤生物标志物，配合超声检查似乎对检出率有加强作用。例如，最近一项前瞻性研究的荟萃分析发现，单独使用超声检测HCC任何阶段的敏感性为78%，而添加AFP时为97%。然而，这并非没有争议。例如，2018年EASL指南不鼓励使用超声联合AFP进行每6个月的HCC监测，理由是担心病毒性肝炎导致的假阳性。
诊断方式
肝脏成像报告和数据系统诊断报告系统
肝脏影像报告及数据系统（LI-RADS）是一个由美国放射学院（ACR）发布的肝脏影像检查规范及诊断分类系统。LI-RADS分为8类，LR-1到LR-5（严重程度递增）、LR-M（可能或肯定是恶性的，但不是HCC特异性的）、LR-TIV（LR确定的静脉肿瘤）和LR-NC（LR不能分类）。观察到分类为LR-5的病变几乎可以肯定是HCC，对454项研究的系统综述报告，94%的LR-5病变被证实为HCC，97%为恶性[3]。
2.1.传统成像技术
多相CT和MRI
HCC诊断的标准建议包括多相CT和MRI。肝癌病变和非肿瘤组织之间，血液灌注的生理差异在多相对比检查的成像特征上显示出显著差异。包括晚期肝动脉期（20-40秒）、门静脉期（60-90秒）和延迟期（3-5分钟）。晚期动脉期有助于检测血管丰富的HCC病变，其特征是相对于周围肝实质增强。在小到1cm的病变中可以观察到动脉病变增强。在门静脉期和延迟期，HCC病变通常观察到强化减低[4]。在延迟期或平衡期，可以观察到HCC的其他特征，如包膜特征和镶嵌结构。钆造影剂的引入可能有助于LI-RADS的分类。这些药物被正常肝实质的肝细胞吸收，在无功能或功能失调的肝细胞中几乎没有吸收，例如HCC。钆造影剂有助于诊断具有非典型特征的病变，或区分HCC和假阳性病变[5,6]。
A: 动脉期VIII段的肝脏病变强化。B：延迟静脉期相应的强化消退。
比起CT，MRI用于HCC疾病的分期拥有更高的敏感性。在检测小（≤3cm）病变方面，MRI的诊断效率也优于CT。然而，考虑到CT的普遍性和低成本，CT依然是一种补充诊断替代方案。一份报告显示，与单独使用MRI（85.37%）或CT（67.6%）相比，联合使用CT/MRI在使用LI-RADS（91.29%）表征肝脏病变方面提供了更好的诊断准确性，但联合方案应仅限于难以诊断的不确定病例[7]。
超声造影
近年来，超声造影（CEUS）在评估肝脏局灶性病变方面有了新的应用。CEUS有着无辐射、非侵入性、时间短以及较高分辨率的优势，弥补了传统超声灵敏度的一些限制。CEUS通过管前静脉快速注射高回声微泡造影剂，使这些药物在毛细血管床之间自由循环，之后使用动态对比增强阶段，例如动脉（开始10-20秒）、门脉（开始30-45秒）、晚期（开始>120秒）可以帮助区分肝脏病变。
A:62岁女性，III段肝细胞癌病变；B：灰阶超声；C：CEUS显示动脉期高回声病变，静脉期强化消退。
CEUS-LIRADS于2016年发布，用于CEUS特有的报告和解释的标准化。CEUS LI-RADS也由8个类别组成，严重程度从LR-1到LR-5不等，以及LR-M、LR-TIV和LR-NC。在大约2厘米或更大的结节内，CEUS的检测率接近CT或MRI的检测率。但CEUS的局限性与传统超声相似。CEUS的缺点包括患者依从性、需要多次造影剂注射来调查单独的肝脏病变，以及区分HCC、胆管癌和其分期的能力有限。
2.2.新兴的成像技术
CT和MR灌注
通过连续多时相扫描并结合静脉造影剂给药，可以对组织灌注进行评估。造影剂在血管内室和间质室之间的分布取决于血流的程度和毛细管通透性。使用动力学模块，可以计算整个肝组织的灌注参数。
CT灌注的定量参数，如肝脏灌注指数，对肝硬化患者的HCC检测具有高灵敏度和特异性（≥99%）[8]。随着肝癌发生的进展，早期HCC病变或肝细胞结节将表现出动脉供应增加，反映在肝动脉灌注和灌注指数增加。其他常见的局灶性肝脏病变可以表现出独特的CT灌注特征，因此可用于从血管瘤、肝转移和动脉门静脉分流中识别HCC。
与CT灌注类似，动态对比增强MRI（DCE-MRI）可以量化肝脏病变的灌注特征。该方法使用钆IV造影剂给药，然后使用高时间分辨率和动力学模块进行图像采集，以量化造影剂分布灌注，从而反映局部灌注差异。DCE-MRI灌注参数突出了HCC病变的独特生理特征，包括与正常肝实质相比，动脉肝血流量、动脉分数增加，门静脉肝血流量降低。转移性病变也可以通过灌注参数平均传输时间与HCC和正常肝实质区分开来。通过评估治疗前后的肿瘤血管分布，DCE-MRI已显示出对HCC患者的治疗监测和预测生存结果的有效性。
弹性成像
弹性成像是一种成像方法，用于量化肝硬度，以评估局部纤维化肝硬化变化。MRI或超声波与产生低频振动和设备相结合，可以进行量化，以计算目标区域的硬度水平。目前超声弹性成像已显示为识别严重纤维化（敏感性：81.9%，特异性：84.7%）和肝硬化（敏感性：84.8%，特异性87.5%）的组织学分期提供了令人满意的敏感性和特异性[51]。MRI弹性成像也有助于区分局部肝损伤。例如，据报道，与良性病变、局部纤维化区域和正常肝实质相比，恶性肿瘤的硬度更高。
肝脏的磁共振弹性成像
T1 mapping
T1 mapping是一种测量T1弛豫时间的MR方法，可用于识别肝纤维化。在炎症和纤维化的情况下，T1弛豫时间将增加，并已被广泛用于评估心肌水肿和瘢痕形成。事实上，T1弛豫时间和弹性成像测量的硬度之间存在适度的相关性。T1弛豫时间也可以在给予肝胆造影剂之前和之后进行测量，以提供对肝实质内造影剂摄取更可靠、定量的评估。T1 mapping和GD-EOB-DTPA相结合已被证明可用于识别和分类分化病变，并可用于区分HCC与其他局灶性肝脏病变，包括肝囊肿、局灶性结节性增生和血管瘤。与没有微血管侵袭证据的病变相比，有微血管侵袭的HCC的T1弛豫也有所减少。
弥散加权成像
与传统的MRI技术不同，弥散加权成像（DWI）主要依赖于水分子的运动而非组织的自旋质子密度、T1值或T2值。它利用对扩散运动敏感的脉冲序列检测组织的水分子扩散运动状态，并用MR图像的方式表示出来。使用b值测量扩散的梯度，较大的值表示对扩散更敏感，信号强度更高。这些用于计算和生成表观扩散系数（ADC）图，临床上用于评估肝组织扩散的局部变化。
弥散加权成像。A: 弥散加权成像序列；B：表观扩散系数（ADC）图。在VIII段病变内可观察到信号增加，在ADC图上有相应的低信号。
细胞数量、细胞结构和细胞外空间的变化，再加上坏死和血管化，可以限制扩散，因此，HCC在DWI上会出现高信号。DWI对单个HCC病变表现出异常高的敏感性和特异性（100%），对多个病变表现出中度敏感性和高度特异性（分别为75%和100%）[9]。
然而，DWI很难分辨在肝硬化的情况下良性和恶性病变，因为两种病变类型之间的ADC表现出相当大的重叠。此外，可能需要对DWI序列进行标准化，因为不同的研究协议可能会改变ADC计算。
核磁共振波谱
核磁共振波谱是一种分析技术，可以对体内组织代谢产物的组成进行表征和定量。对于每个给定的标志物，信号强度和代谢物由它们的频率表示。相对于正常肝实质，恶性肝脏病变的胆碱水平升高。胆碱是磷脂膜的一种成分，在细胞增殖和致癌状态下会增加。Zhang等人[10]报道称，使用MR波谱测量含胆碱化合物对区分恶性和良性肿瘤的诊断效率很高（敏感性：94.3%，特异性：93.3%）。确定特定病变内胆碱和脂质的比率也被用于监测局部治疗后的治疗反应。
放射组学
人工智能和诊断成像模式将定量放射学数据与免疫生物学特征联系起来，以预测治疗结果的过程。计算过程包括将医学图像中的定量特征提取到大型可分析数据库中。这一过程分多个步骤进行，包括：（1）定义目标区域；（2）图像分割；（3）用于归一化灰度级强度、去噪和提高数据质量的图像处理；（4）特征提取；（5）统计模型构建。
鉴于基因表达和免疫疗法反应之间的联系，预测HCC免疫谱的能力对于确定适当的治疗方法至关重要。放射模型也显示出预测局部治疗后的治疗反应和潜在不良后果的前景。虽然未来应该研究更大的多中心队列模型，但放射基因组学或放射组学模型的使用提供了一种新的方法，可以改善肿瘤分级、预测预后和临床决策。
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