Das kolorektale Karzinom ist in Deutschland das dritthäufigste Malignom (Robert-Koch-Institut 2003). Als Primärtherapie ist die kurative Operation generell akzeptiert [1, 2, 3]. Abhängig von der Ausdehnung des Karzinoms und Beteiligung des Schließmuskelapparates wird kontinenzerhaltend als anteriore Rektumresektion oder verbunden mit der Anlage eines Anus praeter als abdominoperineale Rektumexstirpation operiert [2, 4]. Bei fortgeschrittenen Tumorstadien erfolgt zusätzlich eine Radiatio bzw. eine kombinierte Radiochemotherapie [5].

Das Rektumkarzinom zeichnet sich durch eine Rezidivhäufigkeit von bis zu 30% innerhalb der ersten 36 Monate aus [6, 7, 8]. Nach anteriorer Rektumresektion ist die Anastomosenregion die häufigste Rezidivlokalisation [9]. Mit Rekto- und Koloskopie, Endosonographie, Magnetresonanztomographie (MRT) und Computertomographie (CT) stehen wertige Verfahren zur Beurteilung der Anastomose bei kontinenzerhaltend operierten Patienten zur Verfügung [6, 10, 11, 12, 13]. Dennoch gibt es viele Patienten, bei denen nach Rektumexstirpation der Lokalbefund nur mittels Schnittbilddiagnostik erhoben werden kann. Konkurrierend stehen hier v. a. die MRT und die CT zur Verfügung [6]. Doch gerade in Zeiten des Kostendrucks rückt die CT wieder in den Vordergrund, da in nur einem Untersuchungsgang sämtliche parenchymatösen Bauchorgane, ossären Strukturen und der Lokalbefund beurteilt werden können [14, 15]. Mit Einführung der Mehrzeilenspiral-CT (MS-CT) vor wenigen Jahren stieg die mögliche zu erreichende Orts- und räumliche Auflösung drastisch an, bei gleichzeitig deutlich verkürzten Untersuchungszeiten und verringerten Kontrastmittelmengen [16, 17, 18]. In unserer Klinik wird seit Dezember 1999 routinemäßig ein MS-CT in der Nachuntersuchung von Rektumkarzinompatienten eingesetzt.

Zum jetzigen Zeitpunkt ist der diagnostische Zugewinn bei der Erkennung von Rektumkarzinomrezidiven mittels MS-CT und multiplanarer Rekonstruktion nicht untersucht. Die vorliegende Arbeit vergleicht daher die Rezidiverkennbarkeit in der multiplanaren Rekonstruktion mit der in axialer Schichtorientierung in unterschiedlichen Schichtdicken.

Material und Methode

Über einen Zeitraum von 3 Jahren (1/2000–1/2003) beobachteten wir alle Patienten, die nach Operation und Bestrahlung eines Rektumkarzinoms zur Nachsorge in unsere Klinik kamen und in diesem Rahmen mehr als 3 CT-Untersuchungen aufwiesen. Eingeschlossen wurden 83 Patienten mit insgesamt 294 MS-CT-Untersuchungen. Die CT-Untersuchung wurde erstmals 4–6 Wochen nach Operation und Radiatio, dann im Abstand von 12 Wochen und folgend in halbjährlichen Abständen durchgeführt. Körperliche Untersuchung, Tumormarker CEA und CA 19.9 sowie Ultraschalluntersuchung des Abdomens waren ebenfalls Bestandteile der Nachsorgeuntersuchung. Bei 38 Patienten war eine anteriore Rektumresektion, bei 45 eine abdominoperineale Rektumexstirpation durchgeführt worden. Entsprechend den Leitlinien für onkologische Chirurgie der Deutschen Krebsgesellschaft erfolgte eine Resektion des Tumors im Gesunden einschließlich einer partiellen oder totalen En-bloc-Entfernung des Mesorektums und des regionären Lymphabflussgebietes [4, 19, 20]. Bei einer Tumorlokalisation im Bereich der unteren 2/3 des Rektums erfolgte eine komplette Entfernung des Mesorektums, bei einer Lokalisation im oberen Drittel eine partielle Mesorektumexzision.

An die Operation schloss sich regelhaft für fortgeschrittene Tumorstadien (T3, T4, N >0) innerhalb der folgenden 4–6 Wochen eine Radiatio an. In dem betrachteten Patientengut unterzogen sich 54 einer perkutanen Strahlentherapie, 6 Patienten lehnten eine Radiatio ab, bei 2 konnte eine zeitnahe Bestrahlung wegen Wundinfektionen nicht durchgeführt werden, 2 weitere brachen die Strahlentherapie im Verlauf der 1. Bestrahlungswoche ab. Es wurde eine Gesamtreferenzdosis von 50 Gy bei täglichen Fraktionen von 2 Gy verabreicht. Bei den strahlentherapeutisch behandelten Patienten kam es gegen Ende der Therapie zu häufigen Stuhlentleerungen, die bei 8 Patienten (15%) mittels Rehydratationstherapie und symptomatischer Therapie behandelt wurden. Hautirritationen und unspezifische abdominelle Schmerzen erforderten bei 5 Patienten (10%) eine symptomatische Behandlung.

Das Durchschnittsalter zum Zeitpunkt der Primäroperation betrug 64 Jahre. Die Tumorstadien in unserem Patientengut teilten sich gemäß histopathologischem Befund wie folgt auf:

  • 19 Patienten T2 N0,

  • 45 Patienten T3 N0,

  • 8 Patienten T4 N0 und

  • 11 Patienten mit Lymphknotenmetastasen zum Operationszeitpunkt (TX N>0).

Die CT-Untersuchungen wurden standardmäßig auf einem Siemens Somatom plus 4 Volume Zoom (Siemens Medizintechnik, Erlagen) nach oraler Kontrastierung durchgeführt. Routinemäßig erhielten die Patienten 1 h vor Beginn der CT-Untersuchung 1300 ml 5% bariumhaltiges Kontrastmittel zu trinken sowie unmittelbar vor Untersuchungsbeginn weitere 200 ml. Die Untersuchung wurde nach Injektion von 75 ml Iopromid 370 (Iodkonzentration 370 mg/ml) bei einem Fluss von 2,5 ml/s in einer früharteriellen Phase im Bereich der Leber, einer portalvenösen Phase über das gesamte Abdomen bis zur Rima ani durchgeführt. Früharteriell wurden folgende Scanparameter verwendet: 5×2,5 mm Kollimation, 12,5 mm Tischvorschub; portalvenös: vom apikalen Leberpol bis auf Höhe des Os sacrum: 5×2,5 mm Kollimation, 12,5 mm Tischvorschub; vom apikalen Os sacrum bis zur Rima ani 5×1mm Kollimation, 5 mm Tischvorschub. Die Untersuchungen im Bereich des Beckens wurden jeweils in 8 mm Schichtdicke bei einem Inkrement von 7 mm, 5 mm Schichtdicke bei einem Inkrement von 4 mm und die kaudale Spätphase zusätzlich in einer Schichtdicke von 1,25 mm bei einem Inkrement von 1 mm rekonstruiert. Die Untersuchung wurde nach Begutachtung durch die Ethikkommission der Medizinischen Fakultät der Ruhr-Universität Bochum durchgeführt.

Die CT-Untersuchungen in den verschiedenen Rekonstruktionsmodalitäten und Schichtdicken wurden im Konsens von 2 in Schnittbilddiagnostik erfahrenen Radiologen im Hinblick auf das Vorliegen eines Lokalrezidivs beurteilt. Neben axialen Rekonstruktionen in Schichtdicken von 8, 5 und 1,25 mm standen multiplanare Rekonstruktionen in beliebiger Schichtführung zur Verfügung.

Die Analyse der digitalen Bilddatensätze erfolgte jeweils geblindet gegenüber den anderen Rekonstruktionsmodi. Lediglich Operationsart und Operationszeitpunkt sowie die jeweiligen Voraufnahmen in den entsprechenden Rekonstruktionen standen beiden Radiologen zur Verfügung. Grundlage für die Beurteilung der CT-Befunde war eine Zusammenstellung der wichtigsten Merkmale aus der Literatur, die für oder gegen ein Rezidiv sprechen [21, 22, 23, 24, 25, 26, 27]. Kriterien für ein Lokalrezidiv im Präsakralraum waren:

  • eine sich vergrößernde Raumforderung,

  • Inhomogenität oder Asymmetrie dieser,

  • Verdickung von umliegenden Strukturen,

  • Kontrastmittelaufnahme der suspekten präsakralen Struktur,

  • vergrößerte regionale Lymphknoten,

  • Infiltration angrenzender Organe.

Kriterien für einen unauffälligen Befund waren:

  • keine Raumforderung bzw. die Rückbildung einer vorbestehenden Raumforderung,

  • Homogenität oder Symmetrie dieser,

  • keine Aufnahme von Kontrastmittel.

Für den jeweiligen Untersuchungszeitraum wurden die Sensitivität, Spezifität, Genauigkeit und der positive Vorhersagewert (ppV) errechnet. Die Ergebnisse zu den jeweiligen Untersuchungszeitpunkten wurden mittels Chi-Quadrat-Test auf Signifikanz überprüft.

Ergebnisse

Über den Untersuchungszeitraum konnte bei 17 (20%) Patienten ein Lokalrezidiv gesichert werden: bei 4 Patienten im Rahmen einer Reoperation, bei 10 mittels Biopsie sowie bei 3 über weitere Verlaufsbeobachtung und zusätzliche bildgebende Verfahren. Durchschnittlich zeigte sich ein Lokalrezidiv 18 Monate nach dem Primäreingriff (4–25 Monate). Die Größe des Lokalrezidivs war variabel. Die kleinste Raumforderung maß 1,4×1,9×1,8 cm, die größte 6×5×7,5 cm zum Zeitpunkt der Diagnosestellung. Von den 17 Rezidiven waren 2 in unmittelbarer Nähe des Os illeum lokalisiert, 5 im Bereich der Anastomose und 10 präsakral.

In der 1. Nachuntersuchung nach Operation und Bestrahlung zeigten sich für die axiale Rekonstruktion eine Sensitivität von 0,38, eine Spezifität von 1,0 und ein ppV von 1,0 bei einer Genauigkeit von 0,88, für die multiplanare Rekonstruktion ergaben sich eine Sensitivität von 0,44, eine Spezifität von 1,0, ein ppV von 1,0 und eine Genauigkeit von 0,89 (α <0,001) (Abb. 1, 2, 3).

Abb. 1
figure 1

Nach anteriorer Rektumresektion zeigt sich in axialer Schichtführung ein geringes Weichteilplus im Bereich der Anastomose (Pfeil). In dieser Schichtführung wurde kein Rezidivverdacht erhoben

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Abb. 2
figure 2

Der gleiche Situs wie in Abb. 1 in sagittaler Schichtführung. Die Gewebevermehrung im Bereich der Anastomose (Pfeil) erstreckt sich knotig entlang der Rektumwand nach kaudal

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Abb. 3
figure 3

Der gleiche Situs wie in den Abb. 1 und 2 in koronarer Schichtführung. Die Gewebevermehrung erstreckt sich entlang der Rektumwand nach kaudal. Zusätzlich zur sagittalen und axialen Schichtführung werden feine Ausläufer ins perirektale Gewebe sichtbar. In Zusammenschau mit der sagittalen Rekonstruktion wurde bei diesem Patienten richtig ein Rezidiv diagnostiziert

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In der 2. Nachuntersuchung betrugen die entsprechenden Werte für die axiale Rekonstruktion: Sensitivität: 0,71, Spezifität: 0,97, ppV 0,86 und Genauigkeit 0,92, für die multiplanare Rekonstruktion entsprechend: Sensitivität 0,82, Spezifität 0,97, ppV 0,88 und Genauigkeit 0,94 (α <0,001).

In der 3. Nachuntersuchungsserie zeigte sich eine Sensitivität von 0,82 für axiale Rekonstruktionen und 0,88 für multiplanare Rekonstruktionen, die Spezifität betrug entsprechend: 0,97 für axiale und 0,98 für multiplanare Rekonstruktionen, der positive Vorhersagewert berechnete sich als 0,88 für axiale und 0,94 für multiplanare Rekonstruktionen bei einer Genauigkeit von 0,94 und 0,96 (α <0,001) (Abb. 4).

Abb. 4
figure 4

Sensitivität, Spezifität, Genauigkeit und positiver Vorhersagewert (ppV) im Vergleich: Mit zunehmender Untersuchungsanzahl ergeben sich deutlich bessere Werte für Sensitivität und Genauigkeit. Die multiplanare Rekonstruktion zeigt zu allen Untersuchungszeitpunkten im Vergleich zur axialen Schichtführung bessere Ergebnisse

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Der Vergleich der axialen Rekonstruktionen in unterschiedlichen Schichtdicken ergab keine signifikante Verbesserung in der Rezidiverkennung. Es wurden geringfügig bessere Ergebnisse für eine Schichtdicke von 1,25 mm ermittelt: In der 2. CT-Untersuchung zeigte sich eine Sensitivität von 0,71 für eine Schichtdicke von 1,25 mm gegenüber einer Sensitivität von 0,65 für die Schichtdicken von 5 und 8 mm, entsprechend zeigte sich eine Verbesserung der Genauigkeit von 0,91 für eine Schichtdicke von 1,25 mm gegenüber 0,9 für Schichtdicken von 5 und 8 mm. In der 3. CT-Untersuchung zeigte sich für die Schichtdicke von 1,25 mm eine Spezifität von 0,97 gegenüber 0,95 für Schichtdicken von 5 und 8 mm, bei einer Genauigkeit von 0,94 für 1,25 mm Schichtdicke gegenüber 0,93 bei 5 und 8 mm Schichtdicken (Tabelle 1) (α >0,1).

Tabelle 1. Vergleich von Sensitivität, Spezifität, positivem Vorhersagewert und Genauigkeit der axialen Rekonstruktion für die Schichtdicken 1,25, 5 und 8 mma
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Diskussion

In vielen Bereichen konnte eine Verbesserung der diagnostischen Wertigkeit der CT-Untersuchung durch den Einsatz von MS-CT-Scannern nachgewiesen werden [10, 16, 17, 28, 29, 30, 31]. Insbesondere die Nutzung multiplanarer Rekonstruktionen führte zu deutlich besseren Ergebnissen [18, 29, 32]. Hopper konnte in einer ROC-Analyse an 25 CT-Untersuchungen des Abdomens zeigen, dass sowohl erfahrene als auch unerfahrene Betrachter eine bessere Beurteilung pathologischer und physiologischer Befunde erzielten, wenn koronare und sagittale Schichten als Ergänzung zu axialen herangezogen wurden [33]. Bei der Primärdiagnose und dem Primärstaging des Rektumkarzinoms konnte Kullina zeigen, dass mittels koronarer und sagittaler Rekonstruktion eine genaueres Staging möglich war als über axiale Schichten [34]. Die jeweilige Steigerung der Genauigkeit ist abhängig von der Ausdehnung und Lokalisation des Befundes selbst; ein zirkulär wachsender Tumor kann in transversaler Richtung besser in seiner Infiltrationstiefe beurteilt werden als ein lokal auf die Rektumhinterwand beschränkter Tumor, der in koronarer und sagittaler Ebene besser zu beurteilen ist [34]. Die Ergebnisse unserer Arbeit unterstützen diese Befunde. Die multiplanare Rekonstruktion zeigte deutlich bessere Ergebnisse bei der Rezidivbeurteilung als die transversale Schichtebene allein. In dem von uns präsentierten Konzept blieb es den beurteilenden Radiologen selbst überlassen, eine oder mehrere beliebige Reformationsebenen zu definieren, sodass ein pathologischer Befund optimal zur Darstellung kam.

Die Bedeutung der MS-CT für die Rezidivdiagnose beim Rektumkarzinom ist bisher nur in geringem Umfang untersucht worden, insbesondere fehlen vergleichende Arbeiten zwischen verschiedenen Rekonstruktionsmodi. In der Primärdiagnostik des Rektumkarzinoms konnten Vorteile der MS-CT gegenüber dem Einzeilen-CT gezeigt werden [29].

Die vorliegende Arbeit zeigte eine Verbesserung von Sensitivität und Genauigkeit, wenn zur Rezidivbeurteilung multiplanare Rekonstruktionen eingesetzt wurden. Die Ergebnisse zeigten einen deutlichen Fortschritt gegenüber axialen Schnittführungen, bereits ab der 1. Untersuchung ergaben sich signifikante bessere Sensitivitäten und Genauigkeiten für die multiplanare Schichtführung. In axialer Schichtführung konnte kein signifikanter Unterschied bei der Sensitivität, Spezifität und Genauigkeit durch Anwendung dünnerer Schichtdicken festgestellt werden. Erst durch multiplanare Rekonstruktion des gewonnenen Datensatzes zeigen sich Vorteile für die MS-CT in dünnschichtigen Rekonstruktionen.

Ein bekannter Nachteil der CT-Untersuchung im Rahmen der Nachsorge bleibt jedoch trotz MS-CT bestehen: Eine sinnvolle Beurteilung des Lokalbefundes im Hinblick auf ein Rezidiv ist häufig erst nach der 2. postoperativen Kontrolle möglich, da die Verdachtsdiagnose eines Rezidivs im Wesentlichen aus dem veränderten morphologischen Befund gestellt wird [10, 21, 35]. Eindeutige CT-Kriterien, wie Infiltration benachbarter Organsysteme, die bereits in der 1. postoperativen Kontrolle das Vorliegen eines Rezidivs wahrscheinlich machen, sind insgesamt selten [21]. Daher zeigten die Sensitivität und Genauigkeit unmittelbar postoperativ vergleichsweise niedrige Werte, wie sie auch von anderen Arbeitsgruppen ermittelt worden sind [21, 35]. In der nach wie vor strittigen Frage, ob eine frühzeitige Detektion eines Lokalrezidivs beim Rektumkarzinom zu einer verbesserten Überlebenszeit nach erneuter Intervention führt, zeigen neuere Untersuchungen einen leichten Vorteil im Hinblick auf Lebensqualität und Überlebenszeit, wenn ein Rezidiv frühzeitig erkannt und therapiert wird [8, 14, 36]. In diesem Zusammenhang ist noch einmal zu betonen, dass nach Abschluss der primären operativen und ggf. strahlentherapeutischen Therapie kurzfristig eine CT-Untersuchung als Ausgangsbefund durchgeführt werden sollte. Nach den von uns erhobenen Daten ist es bereits mit der 2. CT-Untersuchung möglich, ein Rezidiv mit einer Sensitivität von 0,71 und Spezifität 0,97 bei einer Genauigkeit von 0,92 für axiale Rekonstruktionen und dementsprechend 0,82 (Sensitivität) 0,97 (Spezifität) 0,94 (Genauigkeit) für die multiplanare Rekonstruktion zu erkennen.

In der vorgestellten Arbeit wurden ausschließlich Befunde in digitaler Form verglichen. Alle Untersuchungen wurden an einem Monitorarbeitsplatz mit einer maximalen Auflösung von 1600×1024 Pixel befundet. Mittels der standardmäßig implementierten SyngoSoftware (Siemens Medizintechnik, Erlangen) ist ein direkter Vergleich verschiedener Untersuchungen möglich. Die Beurteilung verschiedener Untersuchungen am Bildschirmarbeitsplatz ist mittlerweile Routine [37, 38, 39, 40, 41]. Je nach benutztem System und Fragestellung zeigen sich geringe Qualitätsvorteile für das konventionelle Film-Folien-System, die jedoch mit neuerer Digitalisierungstechnik zunehmend egalisiert werden können [37, 38, 39, 40, 41]. Nur vereinzelt wurden gravierende Nachteile im Rahmen der digitalen Beurteilung von Untersuchungen berichtet [42]. Insbesondere bei großen Bildmengen von Schnittbildverfahren ist die Beurteilung direkt am Bildschirmarbeitsplatz etablierter Standard, nur die relevanten Befunde werden auf Laserfilm dokumentiert [18, 32, 43].

Die MRT-Untersuchung liefert bei unklarem Befund Zusatzinformationen, insbesondere die Anwendung verschiedener Sequenzen verbessern die Rezidiverkennbarkeit [6, 44]. Vor allem in T2-gewichteten Messungen erscheint eine zuverlässigere Unterscheidung zwischen Rezidiv und Narbengewebe möglich [22, 45]. Zwar stellte Pema fest, dass in 2 von 10 Fällen das Rezidiv isointens mit Muskelgewebe zur Darstellung kam, doch er zeigte eine Überlegenheit des MRT gegenüber der CT Untersuchung bzgl. der Gewebedifferenzierung [22]. Eine noch genauere Differenzierung zwischen einem Lokalrezidiv und nichtmalignem Wachstum im MRT erscheint durch die Analyse von Anflutungszeit und maximal erreichter Signalintensität möglich. Müller-Schimpfle konnte zeigen, dass über die Signalintensität eine Sensitivität von 100%, eine Spezifität von 86% und eine Genauigkeit von 95% zu erreichen waren, eine Einteilung über die Anflutungszeit des Kontrastmittels ergab eine Sensitivität von 100%, Spezifität von 71% und eine Genauigkeit von 89%. Die Kombination beider Varianten erlaubte die Erkennung aller maligner Läsionen über ein beschleunigtes Anflutungsverhalten bei gleichzeitig hoher Signalintensität [44]. Bachmann et al. [46] beschrieben eine ähnlich gute Rezidivdetektierbarkeit mittels einer dynamischen CT-Untersuchung. Als aussagekräftigsten Parameter ermittelten Bachmann et al. [46] den initialen Dichteanstieg gemessen als ROI in der suspekten Läsion; die Sensitivität wurde mit 0,88 bei einer Spezifität von 1,0 gegenüber einer Sensitivität von 0,94 und Spezifität von 0,92 für die dynamische MRT-Untersuchung ermittelt.

Balzer et al. [10] zeigten die Bedeutung sowohl von CT, MRT und PET in der Nachsorge des Rektumkarzinoms. Die bessere Sensitivität und Spezifität wurde für die MRT-Untersuchung aufgezeigt, während die PET-Untersuchung gezielten Fragestellungen vorbehalten bleiben sollte.

Im Rahmen einer Verlaufsbeobachtung zeigt sich im Vergleich zwischen MRT und CT kein signifikanter Unterschied, mit beiden Methoden werden Werte von 0,9 für Sensitivität und Spezifität erreicht [6, 10, 21, 22, 31, 47].

Schlussfolgerung

Mittels MS-CT ist bei Anwendung multiplanarer Rekonstruktionen eine signifikante Verbesserung der Rezidiverkennbarkeit beim Rektumkarzinom ab der 2. Kontrolluntersuchung möglich. Eine geringere axiale Schichtdicke führt zu keiner signifikanten Verbesserung der Rezidivdiagnostik.