Clinical value of a nomogram based on ultrasonic and clinical features for predicting central and lateral cervical lymph node metastases of thyroid papillary carcinoma

doi:10.3877/cma.j.issn.1672-6448.2023.07.012

Abstract

Abstract:

Objective

To explore the clinical value of a nomogram based on preoperative thyroid ultrasonic and clinical characteristics for predicting central and lateral cervical neck lymph node metastases of thyroid papillary carcinoma (PTC).

Methods

A total of 1071 patients, including 560 patients without lymph node metastasis, 415 with central cervical lymph node metastasis, and 96 with lateral cervical lymph node metastasis, who were admitted to Jinling Hospital, School of Medicine Nanjing University (Eastern Theater Command General Hospital) from January 2014 to June 2021 were analyzed retrospectively. All lymph node metastases were pathologically confirmed after surgery. Preoperative clinical and thyroid ultrasonography data were retrospectively analyzed and compared among the three groups using univariate analysis. Binary multivariate logistic regression analysis was performed to identify significant independent risk factors for metastasis. Then, a nomogram was generated for visualizing the risk factors for predicting lymph node metastasis.

Results

Univariate analysis showed that there were statistically significant differences in patient age, transverse diameter, longitudinal diameter, and longitudinal/transverse ratio of nodules measured by thyroid ultrasound, edge, lateral acoustic shadow, acoustic corona, calcification, color Doppler imaging blood grade, and TSH level between patients without and patients with cervical lymph node metastasis (P＜0.05 for all). Logistic regression analysis showed that patient age ≤ 45 years, anteroposterior diameter ≥ 20 mm, transverse diameter ≥ 10 mm, and CDFI grade 3 were risk predictors of central cervical lymph node metastasis, and the three former factors were risk predictors of lateral cervical lymph node metastasis. The ROC curve of the nomogram combining the above factors showed relative good prediction performance for central cervical lymph node metastasis with an AUC of 0.735, sensitivity of 29.47%, and specificity of 89.09%, while for lateral cervical lymph node metastasis, the AUC, sensitivity, and specificity were 0.866, 19.96%, and 100%, respectively.

Conclusion

The nomogram based on thyroid ultrasonography (anteroposterior diameter ≥ 20 mm, transverse diameter ≥ 10 mm, and CDFI grade 3) and clinical features (patient age ≤ 45 years) can be applied as a noninvasive quantitative tool to predict cervical lymph node metastasis in PTC patients. Especially, the nomogram exhibits a high diagnostic specificity for lateral cervical lymph node metastasis. The nomogram may facilitate decision-making for prophylactic lymphoid dissection in such patients.

Key words: Thyroid carcinoma, Ultrasound, Lymph node metastasis, Nomogram

Guo Sun, Yingdong Xie, Chaoli Xu, Bin Yang. Clinical value of a nomogram based on ultrasonic and clinical features for predicting central and lateral cervical lymph node metastases of thyroid papillary carcinoma[J]. Chinese Journal of Medical Ultrasound (Electronic Edition), 2023, 20(07): 734-742.

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Figures/Tables 9

变量	无转移（n=560）	中央区转移（n=415）	颈侧区转移（n=96）	统计值	P值
年龄（岁， $x ¯$ ±s）	44.39±11.68	40.13±11.78	42.41±11.97	F=16.660	＜0.001
性别［例（%）］				χ²=2.710	0.258
男性	183（32.68）	152（36.63）	28（29.17）
女性	377（67.32）	263（63.37）	68（70.83）
甲状腺回声［例（%）］				χ²=2.789	0.248
均匀	482（86.07）	372（89.64）	84（87.50）
欠/不均匀	78（13.93）	43（10.36）	12（12.50）
甲状腺大小（mm， $x ¯$ ±s）
峡部	2.68±1.09	2.72±0.87	2.74±1.10	F=2.366	0.056
横径（右叶）	17.86±3.77	17.74±3.37	17.87±3.72	F=1.913	0.148
纵径（右叶）	14.84±3.45	14.95±3.16	14.95±3.40	F=1.900	0.061
横径（左叶）	17.47±3.52	17.12±3.15	17.40±3.60	F=0.678	0.865
纵径（左叶）	14.20±3.34	14.24±3.06	14.36±3.45	F=2.345	0.283
结节位置［例（%）］				χ²=1.082	0.897
右叶	295（52.68）	216（52.05）	48（50.00）
左叶	252（45.00）	189（45.54）	47（48.96）
峡部	13（2.32）	10（2.41）	1（1.04）
叶内位置［例（%）］				χ²=2.179	0.903
上极	127（22.68）	88（21.20）	20（20.83）
中极	259（46.25）	186（44.82）	48（50.00）
下极	161（28.75）	131（31.57）	27（28.13）
峡部	13（2.32）	10（2.41）	1（1.04）
结节横径（mm， $x ¯$ ±s）	8.76±4.96	12.29±7.45	11.04±7.29	F=107.323	＜0.001
结节纵径（mm， $x ¯$ ±s）	10.08±3.19	12.64±4.30	11.75±4.69	F=151.434	＜0.001
结节纵横比（ $x ¯$ ±s）	1.33±0.44	1.21±0.43	1.26±0.45	F=18.597	＜0.001
形态［例（%）］				χ²=2.187	0.335
规则	115（20.54）	70（16.87）	17（17.71）
欠/不规则	445（79.46）	345（83.13）	79（82.29）
边界［例（%）］				χ²=4.434	0.109
清晰	126（22.50）	71（17.11）	18（18.75）
不清晰	434（77.50）	344（82.89）	78（81.25）
边缘［例（%）］				χ²=6.049	0.049
光整	95（16.96）	52（12.53）	9（9.37）
不光整	465（83.04）	363（87.47）	87（90.63）
回声［例（%）］				χ²=6.285	0.179
极低回声	40（7.14）	30（7.23）	1（1.04）
低回声	483（86.25）	354（85.30）	90（93.75）
等/高/混合回声	37（6.61）	31（7.47）	5（5.21）
后方回声衰减［例（%）］				χ²=3.928	0.140
无	457（81.61）	319（76.87）	73（76.04）
有	103（18.39）	96（23.13）	23（23.96）
侧方声影［例（%）］				χ²=9.039	0.011
无	525（93.75）	375（90.36）	82（85.42）
有	35（6.25）	40（9.64）	14（14.58）
声晕［例（%）］				χ²=8.578	0.014
无	514（91.79）	370（89.16）	79（82.29）
有	46（8.21）	45（10.84）	17（17.71）
钙化［例（%）］				χ²=50.696	＜0.001
无	280（50.00）	134（32.29）	27（28.13）
微钙化	178（31.79）	184（44.34）	31（32.29）
粗大钙化	102（18.21）	97（23.37）	38（39.58）
CDFI血流分级［例（%）］				χ²=50.541	＜0.001
0级	153（27.32）	80（19.28）	13（13.54）
1级	270（48.21）	179（43.13）	33（34.38）
2级	82（14.64）	69（16.63）	20（20.83）
3级	55（9.83）	87（20.96）	30（31.25）
甲状腺功能（ $x ¯ ± s$ ）
T4（nmol/L）	104.82±19.62	104.97±21.91	104.87±20.41	F=0.009	0.992
T3（nmol/L）	1.34±0.27	1.38±0.33	1.36±0.45	F=2.463	0.086
TSH（mIU/L）	2.12±1.35	2.55±3.59	2.30±2.50	F=3.262	0.039
FT3（pmol/L）	4.59±0.59	4.64±0.62	4.62±0.61	F=1.133	0.323
FT4（pmol/L）	11.32±4.69	10.99±1.84	11.14±3.63	F=1.409	0.245

变量	无转移（n=560）	中央区转移（n=415）	颈侧区转移（n=96）	统计值	P值
年龄（岁， $x ¯$ ±s）	44.39±11.68	40.13±11.78	42.41±11.97	F=16.660	＜0.001
性别［例（%）］				χ²=2.710	0.258
男性	183（32.68）	152（36.63）	28（29.17）
女性	377（67.32）	263（63.37）	68（70.83）
甲状腺回声［例（%）］				χ²=2.789	0.248
均匀	482（86.07）	372（89.64）	84（87.50）
欠/不均匀	78（13.93）	43（10.36）	12（12.50）
甲状腺大小（mm， $x ¯$ ±s）
峡部	2.68±1.09	2.72±0.87	2.74±1.10	F=2.366	0.056
横径（右叶）	17.86±3.77	17.74±3.37	17.87±3.72	F=1.913	0.148
纵径（右叶）	14.84±3.45	14.95±3.16	14.95±3.40	F=1.900	0.061
横径（左叶）	17.47±3.52	17.12±3.15	17.40±3.60	F=0.678	0.865
纵径（左叶）	14.20±3.34	14.24±3.06	14.36±3.45	F=2.345	0.283
结节位置［例（%）］				χ²=1.082	0.897
右叶	295（52.68）	216（52.05）	48（50.00）
左叶	252（45.00）	189（45.54）	47（48.96）
峡部	13（2.32）	10（2.41）	1（1.04）
叶内位置［例（%）］				χ²=2.179	0.903
上极	127（22.68）	88（21.20）	20（20.83）
中极	259（46.25）	186（44.82）	48（50.00）
下极	161（28.75）	131（31.57）	27（28.13）
峡部	13（2.32）	10（2.41）	1（1.04）
结节横径（mm， $x ¯$ ±s）	8.76±4.96	12.29±7.45	11.04±7.29	F=107.323	＜0.001
结节纵径（mm， $x ¯$ ±s）	10.08±3.19	12.64±4.30	11.75±4.69	F=151.434	＜0.001
结节纵横比（ $x ¯$ ±s）	1.33±0.44	1.21±0.43	1.26±0.45	F=18.597	＜0.001
形态［例（%）］				χ²=2.187	0.335
规则	115（20.54）	70（16.87）	17（17.71）
欠/不规则	445（79.46）	345（83.13）	79（82.29）
边界［例（%）］				χ²=4.434	0.109
清晰	126（22.50）	71（17.11）	18（18.75）
不清晰	434（77.50）	344（82.89）	78（81.25）
边缘［例（%）］				χ²=6.049	0.049
光整	95（16.96）	52（12.53）	9（9.37）
不光整	465（83.04）	363（87.47）	87（90.63）
回声［例（%）］				χ²=6.285	0.179
极低回声	40（7.14）	30（7.23）	1（1.04）
低回声	483（86.25）	354（85.30）	90（93.75）
等/高/混合回声	37（6.61）	31（7.47）	5（5.21）
后方回声衰减［例（%）］				χ²=3.928	0.140
无	457（81.61）	319（76.87）	73（76.04）
有	103（18.39）	96（23.13）	23（23.96）
侧方声影［例（%）］				χ²=9.039	0.011
无	525（93.75）	375（90.36）	82（85.42）
有	35（6.25）	40（9.64）	14（14.58）
声晕［例（%）］				χ²=8.578	0.014
无	514（91.79）	370（89.16）	79（82.29）
有	46（8.21）	45（10.84）	17（17.71）
钙化［例（%）］				χ²=50.696	＜0.001
无	280（50.00）	134（32.29）	27（28.13）
微钙化	178（31.79）	184（44.34）	31（32.29）
粗大钙化	102（18.21）	97（23.37）	38（39.58）
CDFI血流分级［例（%）］				χ²=50.541	＜0.001
0级	153（27.32）	80（19.28）	13（13.54）
1级	270（48.21）	179（43.13）	33（34.38）
2级	82（14.64）	69（16.63）	20（20.83）
3级	55（9.83）	87（20.96）	30（31.25）
甲状腺功能（ $x ¯ ± s$ ）
T4（nmol/L）	104.82±19.62	104.97±21.91	104.87±20.41	F=0.009	0.992
T3（nmol/L）	1.34±0.27	1.38±0.33	1.36±0.45	F=2.463	0.086
TSH（mIU/L）	2.12±1.35	2.55±3.59	2.30±2.50	F=3.262	0.039
FT3（pmol/L）	4.59±0.59	4.64±0.62	4.62±0.61	F=1.133	0.323
FT4（pmol/L）	11.32±4.69	10.99±1.84	11.14±3.63	F=1.409	0.245

参数	B值	SE值	Wald值	DF值	P值	OR值	95%CI
常数项	0.862	0.551	2.450	1	0.117	0.146
年龄≤45岁	0.512	0.140	13.354	1	0.000	1.669	1.268~2.196
年龄＞45岁	0
结节横径＜20 mm	-0.577	0.293	3.887	1	0.049	0.561	0.316~0.997
结节横径≥20 mm	0
结节纵径＜10 mm	-0.826	0.156	28.223	1	＜0.001	0.438	0.323~0.594
结节横径≥10 mm	0
CDFI=0级	-0.496	0.250	3.949	1	0.047	0.609	0.373~0.993
CDFI=1级	-0.477	0.221	4.675	1	0.031	0.621	0.403~0.956
CDFI=2级	-0.497	0.253	3.868	1	0.049	0.608	0.371~0.998
CDFI=3级	0

参数	B值	SE值	Wald值	DF值	P值	OR值	95%CI
常数项	1.680	0.763	4.846	1	0.028
年龄≤45岁	0.483	0.248	3.799	1	0.049	1.621	0.997~2.634
年龄＞45岁	0
结节横径＜20 mm	-1.780	0.378	22.197	1	＜0.001	0.169	0.080~0.354
结节横径≥20 mm	0
结节纵径＜10 mm	-2.012	0.425	22.388	1	＜0.001	0.134	0.058~0.308
结节纵径≥10 mm	0

参数	临界值	敏感度（%）	特异度（%）	PPV（%）	NPV（%）	AUC（95%CI）
年龄	45岁	50.50	60.72	62.09	49.06	0.557（0.522~0.591）^a
结节横径	20 mm	98.00	22.51	61.70	89.93	0.602（0.567~0.637）^a
结节纵径	10 mm	57.00	82.59	80.66	60.12	0.697（0.665~0.728）^a
CDFI血流分级	3级	30.17	84.71	71.54	48.78	0.622（0.588~0.656）^a
联合诊断		29.47	89.09	17.72	53.53	0.735（0.706~0.765）

参数	临界值	敏感度（%）	特异度（%）	PPV（%）	NPV（%）	AUC（95%CI）
年龄	45岁	46.48	61.67	12.69	90.57	0.541（0.487~0.595）^a
结节横径	20 mm	59.17	95.06	94.86	60.17	0.771（0.716~0.826）^a
结节纵径	10 mm	44.37	98.33	99.53	18.24	0.714（0.676~0.751）^a
联合诊断		19.66	100	100	13.57	0.866（0.834~0.899）

References 21

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