在T1加權(quán)圖像上，原發(fā)性肝癌可呈低信號、高信號和等信號。肝癌組織的含水量和脂質(zhì)含量均比正常肝組織高。水具有長T1和長T2弛豫時間，脂質(zhì)則具有短T1和較長T2弛豫時間。水分增加將延長腫瘤的T1弛豫時間，而脂質(zhì)增加則縮短腫瘤的T1弛豫時間。

兩者制約肝癌T1弛豫時間的變化至少可有3種結(jié)果：腫瘤水分增加較多，而脂質(zhì)沒有或僅有少量增多，致使這部分肝癌具有較長的T1弛豫時間。

在T1加權(quán)圖像上呈低信號約占 2/3的病例；腫瘤水分增加不多，但脂質(zhì)明顯增多，致使這部分肝癌的T1馳豫時間較明顯地短于正常組織者，而在T1加權(quán)圖像上呈高信號，約占1/3的病例；

腫瘤水分增加和脂質(zhì)增多處于某種比例關(guān)系，致使這部分肝癌組織的T1弛豫時間延長的幅度不大或與正常組織十分接近，在T1加權(quán)圖像上后者一般呈等信號，而前者的信號強度與所選擇的程序有關(guān)。

若選擇T1權(quán)重較大的T1加權(quán)程序，這些肝癌就呈低信號T2反之，若選擇T1權(quán)重較小的T1加權(quán)程序，這些肝癌可呈等信號。采用自旋回波短TR、短TE（T1加權(quán)）程序，多數(shù)肝癌呈不均勻的低信號，少數(shù)呈高、低混合信號 區(qū)、整個病灶顯示為等信號和高信號的幾率不多。

其中病灶顯示為高、低混合信號是提示惡性病變的可靠征象這些腫瘤內(nèi)斑片狀的高信號區(qū)代表肝癌病理上的壞死出血或腫瘤局部顯著的脂質(zhì)積聚。

高信號的癌結(jié)節(jié)需與肝硬化的再生結(jié)節(jié)相鑒別，兩者不同的是在T，加權(quán)圖像上再生結(jié)節(jié)呈低信號而癌結(jié)節(jié)呈高信號。病灶的邊界一般較清楚，尤其在包膜形成處邊界可很清楚顯示。當(dāng)腫瘤呈浸潤性生長或瘤周水腫較明顯時，邊界模糊不清。

在自旋回波長、多回波圖像上、絕大多數(shù)的肝癌呈不均勻的高信號區(qū)，并隨回波時間延長信號強度衰減，信號變得更為不均勻，邊界模糊不清且不規(guī)則。產(chǎn)生這一征象的原理可能是由于肝癌由多種形態(tài)不同的肝癌細(xì)胞以不同的組合方式構(gòu)成多樣化的組織學(xué)結(jié)構(gòu)。

在鏡下可見癌細(xì)胞排列成索狀或巢狀；有些癌巢間血竇非常豐富，有些癌巢間血竇則十分稀少，癌組織成實性團(tuán)狀。原發(fā)性肝癌的占位征象（如肝裂和肝門的變窄、閉塞、移位，下腔靜脈受壓變形、移位以及肝輪廓的局限性隆起）、肝門和腹膜后轉(zhuǎn)移灶以及原發(fā)性肝癌患者常伴有的肝硬化，都能在MRI上很好地顯示。