Accuracy of various lymph node staging criteria in rectal cancer with magnetic resonance imaging

Abstract

Neoadjuvant chemoradiation decreases the risk of local recurrence in locally advanced rectal cancer and is therefore indicated by guidelines in patients with positive nodal status (cN+) or cT3/4 tumors. On the other hand is neoadjuvant chemoradiation associated with relevant side effects and long term complications such as loss of sexual activity and fecal incontinence. However, accuracy of routine pretherapeutic lymph node staging (cN) in rectal cancer with MR imaging is still limited which can lead to overstaging and overtreatment. Few studies have shown a distinct improvement of the diagnostic accuracy of nodal staging (cN) by applying morphologic criteria (altered border contour and inhomogeneous signal intensity) instead of the established size criterion. The aim of the study was to determine and compare accuracy, sensitivity and specificity of the size criterion and morphological criteria in nodal staging. LN in preoperative MRI of 60 patients with rectal cancer and primary surgery that received no neoadjuvant chemoradiation were measured and characterized in terms of border contour (smooth/unaltered, altered border contour in general, lobulated or spiculated/indistinct) and homogeneity of signal intensity (homogeneous or inhomogeneous). Using the size criterion for LN metastasis (cN+) LN of 7,2 mm or more in diameter were considered metastatic. A spiculated/indistinct border contour and inhomogeneous signal intensity were signs of lymph node metastasis (cN+) when applying morphological criteria. Accuracy of these signs for clinical LN staging were analyzed with conclusive postoperative histological lymph node examination and compared to each other. 68.3 % of patients with nodal metastasis (pN+) were correctly identified by size. This however was not inferior to the 76.7 % identified using the inhomogeneous morphological signal intensity and spiculated/indistinct border contour criteria (p = 0.096). 3.3 % versus 5 % were overstaged and 28.3 % versus 18.3 % understaged by these criteria. Sensitivities/specificities for a) size, b) spiculated/indistinct border contour, and c) inhomogeneous signal intensity and spiculated/indistinct border contour were a) 32 % / 94 %, b) 56 % / 86 %, and c) 56 % / 91 % respectively. Accuracy of LN staging in rectal cancer was not improved by morphological criteria. These results underline that neoadjuvant chemoradiation should not be indicated merely based on preoperative positive LN staging (cN+).

Die neoadjuvante Radiochemotherapie senkt das Lokalrezidivrisiko beim lokal fortgeschrittenen Rektumkarzinom und wird daher leitliniengerecht bei nodalpositiven Tumoren (cN+) und cT3/4-Befunden indiziert. Auf der anderen Seite ist die neoadjuvante Radiochemotherapie mit relevanten Nebenwirkungen und Langzeitkomplikationen, wie einem Verlust sexueller Aktivität und einer Stuhlinkontinenz, assoziiert. Die Genauigkeit des prätherapeutischen Lymphknotenstaging (cN) beim Rektumkarzinom mittels MRT ist in der Routinediagnostik jedoch nach wie vor limitiert. Dies hat zur Folge, dass auf der Grundlage ungenauer Diagnostik auch Patienten mit falsch-positivem Lymphknotenstatus (cN+, pN-) einer nebenwirkungsreichen neoadjuvanten Radiochemotherapie zugeführt werden. Vereinzelte Studien erreichten mittels morphologischer MR-Kriterien (Konturveränderung und Signalinhomogenität) eine deutliche Verbesserung der diagnostischen Güte im Vergleich zum herkömmlichen Kriterium Lymphknotengröße. Ziel dieser Studie ist es Treffergenauigkeit, Sensitivität und Spezifität des Kriteriums Größe und unterschiedlicher morphologischer Kriterien zur Beurteilung von Lymphknotenmetastasen zu ermitteln und miteinander zu vergleichen. Lymphknoten von 60 primär operierten, nicht neoadjuvant behandelten Patienten mit Rektumkarzinom wurden in der präoperativen MRT vermessen und bezüglich Kontur (glatt/unverändert und konturverändert allgemein, lobuliert oder spikuliert/undefiniert) und Signalhomogenität (homogen/inhomogen) charakterisiert. Gemäß des Kriteriums Größe galt ein Lymphknoten ab einem Durchmesser von 7,2 mm als metastatisch (cN+). Morphologische Kriterien für Lymphknotenmetastasierung (cN+) waren spikulierte/undefinierte Kontur und inhomogene Signalintensität. Mit der postoperativen Histopathologie als Referenz wurde die Treffergenauigkeit dieser Kriterien berechnet und miteinander verglichen. 68,3% der Patienten mit Lymphknotenmetastasen (pN+) wurden durch das Kriterium Größe korrekt identifiziert. Diese Treffergenauigkeit war derjenigen des kombinierten Kriteriums inhomogene Signalintensität und spikulierte/undefinierte Kontur von 76,7% nicht unterlegen (p=0,096). Mit diesen Kriterien wurden 3,3% bzw. 5% falsch-positiv und 28,3% bzw. 18,3% falsch-negativ beurteilt. Sensitivitäten und Spezifitäten für a) Größe, b) spikulierte/undefinierte Kontur und c) inhomogene Signalintensität kombiniert mit spikulierter/undefinierter Kontur waren a) 32 % / 94 %, b) 56 % / 86 % und c) 56 % / 91 %. Die Genauigkeit des Lymphknotenstaging konnte durch morphologische Kriterien wie Konturveränderung und Signalinhomogenität nicht verbessert werden. Die Ergebnisse der Studie unterstreichen, dass die Indikation zu einer neoadjuvanten Radiochemotherapie nicht ausschließlich auf dem Boden eines positiven präoperativen Lymphknotenstatus (cN+) gestellt werden sollte.