КТ печени выявляет «оккупирующее поражение», большинство из которых представляют собой небольшие, слегка увеличенные узелки. Для определения природы мелких узелков требуется расширенная КТ, которая представляет собой введение контраста для выделения узелкового поражения. Узелки карциномы могут возникать из агрегатов примитивных гепатоцитов или постепенно развиваться из склеротических узелков. При злокачественных изменениях клеток печени одновременно трансформируются кровеносные сосуды в узелках. Если нераковая ткань печени снабжается воротной веной и сопутствующими мелкими артериями, то при узловой карциноме нормальная воротная вена и мелкие артерии постепенно уменьшаются до полного исчезновения этих сосудов; в то же время вновь образованные мелкие отдельные артерии заменяют все кровоснабжение опухоли. Идентификация гепатоцеллюлярной карциномы с помощью визуализации основывается в первую очередь на сосудистой архитектуре узла. Новые сосуды в узле карциномы — это все мелкие артерии, которые не только увеличены в количестве, но и аномальны по форме. Контрастное вещество, введенное в сосуды, попадает сначала в артерии, и усиленная КТ уже просвечивает множество листков в фазе перехода из артериальной в венозную в течение короткого периода времени, когда пациент задерживает дыхание. Если узелок усиливается в артериальной фазе из-за наличия контраста, но не усиливается в венозной фазе из-за отсутствия контраста, диагноз рака печени подтверждается так называемым «быстрым входом и быстрым выходом». Магнитно-резонансная томография (МРТ) может использоваться в нескольких направлениях и более точно показывать внутрипеченочные сосудистые структуры и сегменты доли. Кровеносные сосуды и желчные протоки могут быть визуализированы без необходимости введения контраста. Она более чувствительна и специфична для обнаружения и идентификации опухолей, чем расширенная КТ. Расширенная МРТ в основном используется для дифференциальной диагностики атипичных узлов.