在T1加權圖像上, 原發性肝癌可呈低信號、高信號和等信號。 肝癌組織的含水量和脂質含量均比正常肝組織高。 水具有長T1和長T2弛豫時間, 脂質則具有短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種結果:腫瘤水分增加較多, 而脂質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,
若選擇T1權重較大的T1加權程式, 這些肝癌就呈低信號T2反之, 若選擇T1權重較小的T1加權程式, 這些肝癌可呈等信號。 採用自旋回波短TR、短TE(T1加權)程式, 多數肝癌呈不均勻的低信號, 少數呈高、低混合信號 區、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徵象這些腫瘤內斑片狀的高信號區代表肝癌病理上的壞死出血或腫瘤局部顯著的脂質積聚。
在自旋回波長、多回波圖像上、絕大多數的肝癌呈不均勻的高信號區, 並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則。 產生這一徵象的原理可能是由於肝癌由多種形態不同的肝癌細胞以不同的組合方式構成多樣化的組織學結構。
在鏡下可見癌細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,