超声灰度直方图对多形性腺瘤与腺淋巴瘤鉴别诊断效能的初步研究

夏飞飞 秦文娟 冯佳 周旭阳 孙二灿 黎昌学

石河子大学医学院第一附属医院口腔科 石河子832008

多形性腺瘤（pleomorphic adenomas，PA）和腺淋巴瘤（adenolymphoma，AL）是腮腺肿瘤中最常见的2种良性肿瘤，分别占良性肿瘤的80%和10%，其生物学行为、手术方式及术后转归存在较大差异，PA可恶变和复发，手术过程中仅需要保留面神经，将肿瘤和累及的腮腺一并切除，而AL极少发生恶变，且大多包膜完整，仅需沿包膜将其肿瘤剥除，故术前准确诊断对围手术期的准备、病情沟通及术式选择等甚为重要[1-3]。超声检查由于方便、安全无创和便宜等优点在各种疾病诊断中应用广泛[4]。直方图分析可提取肉眼无法分辨的多种图像信息，具有一定的客观性，目前已用于不同种类肿瘤的鉴别诊断和肿瘤分级等[5-10]。本研究通过对比分析超声图像的灰度直方图及相关参数，探讨其鉴别诊断PA与AL的价值，旨在为此类患者的临床诊断提供1种新的鉴别诊断方法和具有客观性及可重复性的量化指标。

1 材料和方法

1.1 一般资料

回顾性分析石河子大学医学院第一附属医院2014年5月—2020年12月经手术及病理确诊的31例腮腺良性肿瘤患者的病例资料。其中18例PA，男7例，女11例，平均年龄（45.17±13.81）岁；13例AL，男12例，女1例，平均年龄（62.23±10.43）岁。纳入标准：术前超声图像及术后病理资料完整，且存留的术前超声图像中可见超声频率为41 MHz，扫描深度为3.5 cm，无测量线的超声图像。排除标准：超声图像不清晰或病理诊断存在争议。

1.2 方法

采用Philips EPIQ5彩色多普勒超声诊断仪，探头频率设置为41 MHz。患者取仰卧位或侧卧位充分暴露腮腺区，固定超声仪器时间补偿增益，对腮腺区病灶进行连续滑行式探查，必要时双侧对比探查。

1.3 直方图分析

从影像归档和通信系统工作站中导出所有病例的超声图像，选出各个病例扫描频率为41 MHz，扫描深度为3.5 cm且包含整个病灶区域的超声图像储存为BMP格式。采用MaZda4.6（http://www.eletel.p.lodz.pl/mzada/）软件进行全域直方图分析。在超声图像病灶边缘手动勾画感兴趣区域（region of interest，ROI），并使用红色充填，软件自动生成ROI的直方图，且自动计算出相应的直方图参数均值、方差、偏度、峰值和第1、10、50、90、99百分位数（图1、2）。

图1 右侧腮腺多形性腺瘤Fig 1 Pleomorphic adenoma of right parotid gland

1.4 统计学分析

对数据使用SPSS 22.0软件进行正态性检验和方差齐性检验，符合正态性分布的资料使用均数±标准差表示，两独立样本t检验比较PA组和AL组间各项直方图参数的差异；对不符合正态分布的数据使用中位数（上下四分位数）表示，Mann-WhitneyU检验比较该两组间的差异。应用受试者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线分析组间差异有统计学意义的直方图参数的诊断效能，并计算相应的曲线下面积（area under curve，AUC）。采用最大约登指数计算最佳临界值。以P＜0.05为差异有统计学意义。

图2 右侧腮腺腺淋巴瘤Fig 2 Adenolymphoma of right parotid gland

2 结果

2.1 PA与AL直方图特征参数比较

PA组和AL组的方差、偏度和峰度值的差异均具有统计学意义（P=0.017，P=0.031，P=0.022）。PA组的峰度和偏度小于AL组，其余各项参数值均大于AL组。2个组间均值、P1、P10、P50、P90和P99的差异无统计学意义（P＞0.05）（表1）。

表1 PA与AL灰度直方图参数比较Tab 1 Comparison of gray histogram parameters between PA and AL

2.2 ROC曲线分析

以方差鉴别诊断PA与AL的ROC曲线见图3，以偏度和峰度鉴别诊断PA与AL的ROC曲线见图4。以峰度值鉴别诊断的ROC曲线AUC最大为0.744（P=0.022），其次为方差（AUC=0.735）和偏度值（AUC=0.705）（表2）。

表2 直方图鉴别PA与AL的ROC曲线分析结果Tab 2 ROC curve analysis results of histogram discrimination between PA and AL

图3 方差鉴别诊断PA与AL的ROC曲线Fig 3 The ROCcurve for differential diagnosisof PA and AL

图4 偏度和峰度鉴别诊断PA与AL的ROC曲线Fig 4 The ROC curve of skewness and kurtosis in differential diagnosis PA and AL

3 讨论

唾液腺肿瘤占所有头颈部肿瘤的2%～6%，其中70%～80%位于腮腺，且70%～80%为良性。腮腺良性肿瘤多位于腮腺浅叶，最常见的是多形性腺瘤和腺淋巴瘤[11-12]。多形性腺又称混合瘤，女性较男性多见，常发生在40～50岁之间，无痛性缓慢生长，其中2%～25%可发生恶变且有15%的病例术后有复发的风险[1,13]。腺淋巴瘤又称沃辛瘤，常见于中老年男性，吸烟会增加患者风险[14]，10%～15%的病例可能为双侧或多灶性，恶变风险低于1%且很少见复发[15]。PA与AL虽然同为良性肿瘤，但AL的恶变率及复发率均低于PA，且两者的生物学特点差异较大，后期转归和治疗方法也明显不同，故对PA和AL早期进行准确的鉴别诊断有利于病情的沟通及治疗方案的制定。

超声检查由于较磁共振、CT检查更安全、方便及便宜等优点在鉴别诊断腮腺肿瘤中应用广泛。常规超声检查主要观察腮腺肿瘤形态是否规则、边界是否清楚，是否含有囊性无回声区域、后方回声是否增强和血流征象等影像学特征，但不同类型的肿瘤可具有相似征象，如PA和AL形态多规则，边界多清楚且均含有囊性区域等，使得术前常规超声检查难以区分PA与AL[1，4，16]。超声图像灰度值与超声回波强度有明显的正相关关系，回声强度由弱到强，超声图像由黑到白，灰度值从低到高，可以通过测量超声图像的灰度值来反应肿瘤病灶的回声强度[17]。灰度直方图分析方法是一种图像定量分析技术，通过计算图像中ROI的特征参数，评价ROI灰度强度分布情况，提供更多、更全面的定量信息，具有操作简便、量化客观、可重复性强等优点[18]。既往关于灰度直方图分析的研究多集中于MRI和CT领域，而超声领域相关报道较少，李芳等[19]通过对乳腺病灶灰度直方图分析以鉴别诊断肿块性肉芽组织乳腺炎和浸润性导管癌。本研究通过对腮腺肿瘤的超声灰度值进行直方图分析，探讨直方图相关参数在鉴别诊断PA与AL中的价值。

直方图各项参数可在一定程度上反应肿瘤组织结构和异质性，平均值可反映数据的集中趋势和平均水平；方差用来描述超声灰度值的分散程度，即可以反映病变成分的异质性，方差越大，表明数据越偏离平均值，异质性越强；偏度值是衡量超声灰度值不对称性的指标，偏度绝对值越大，分布越不对称；峰度值表示与正态分布相比该分布的相对陡缓程度，峰度值越小，超声灰度值分布越扁平，肿瘤组织成分越复杂；百分位数可反应超声灰度直方图的结构，是对肿瘤内部异质性的量化，如本研究中PA的第90百分位数值为85.83±29.24，可理解为整个超声图像病灶90%区域 的 灰 度 值 小 于85.83[5-7，10，20]。本 研 究 结 果 显 示，PA与AL间方差、偏度及峰度差异均有统计学意义，即PA和AL在组织结构的复杂程度、异质性方面存在差别，而其余参数在PA和AL间的差异无统计学意义。同时ROC曲线结果显示，方差和峰度值对鉴别诊断PA与AL具有良好的诊断效能，AUC分别为0.735和0.744。结合文献分析原因可能与2种肿瘤的组织学结构不同有关，PA以结构多形性为特征，通常由软骨样、黏液组织、上皮和变异肌上皮成分等混合组成，而AL主要由淋巴样间质、导管上皮细胞和嗜酸性细胞组成[21]。

本研究的主要局限性：1）该研究为回顾性研究，且样本量较小，存在一定的选择性偏倚；2）超声检查仅提供了纵向扫描影像，ROI的选择在病灶最大层面而非整个病灶，可能造成采样误差；3）本研究仅对腮腺区2种常见良性肿瘤进行分析，后续会增加腮腺恶性肿瘤及不同组织类型做深入研究。

综上所述，基于超声灰度直方图分析可为鉴别诊断PA和AL提供更多量化可靠指标，方差和峰度值具有良好的鉴别诊断效能，为临床工作中腮腺肿瘤的进一步精确鉴别诊断提供了新的思路与方法。

利益冲突声明：作者声明本文无利益冲突。