Modélisation hémodynamique hépatique et systémique pendant la chirurgie du foie (LSM)

« La prise en charge chirurgicale du cancer du foie devient de plus en plus complexe, avec des résections souvent extensives, itératives et sur foie pathologique (cirrhose ou multi-chimiothérapies). Cette attitude est rendue possible par une meilleure sélection et prise en charge périopératoire des patients, ainsi que par la capacité régénératrice du foie. Cependant, même si des résections extensives sont systématiquement réalisées, la limitation reste le risque d'insuffisance hépatique postopératoire (PLF), en particulier chez les patients atteints d'une maladie hépatique chronique. Malgré de nombreux facteurs de risque connus, dont certains sont évitables, la PLF et/ou la décompensation hépatique postopératoire (ascite) restent des complications fréquentes (incidence > 5 %) et la PLF reste l'une des principales causes de décès postopératoire.

La difficulté réside finalement dans le choix d'un traitement adapté aux besoins carcinologiques, avec l'équilibre entre ce qui est techniquement faisable et ce qui sera toléré sur le plan fonctionnel et métabolique. Cet équilibre est fondé sur une évaluation chirurgicale basée sur des éléments objectifs (tests volumétriques et biologiques notamment) et sur l'expérience du chirurgien. Cette estimation est imparfaite, la preuve en étant la mortalité à 3 mois après les hépatectomies qui reste élevée, 5 à 7% si l'on considère tous les types d'hépatectomies. Il est évidemment possible d'améliorer encore ces résultats et l'outil informatique doit trouver sa place dans l'algorithme médico-chirurgical. Il est déjà connu que les reconstructions hépatiques 3D virtuelles (préopératoires) sont une aide importante et conduisent à une diminution de la morbi-mortalité postopératoire mais la simulation hémodynamique pourrait également être utilisée comme outil d'aide à la décision.

Après hépatectomie, l'impératif pour maintenir une fonction hépatique satisfaisante est de conserver un volume parenchymateux résiduel suffisant associé à une vascularisation intrahépatique (inflow) adaptée au volume du foie et au flux splanchnique, et à un effluent (outflow) suffisant pour éviter toute congestion intrahépatique. Le gradient porto-cave post-résection est l'un des reflets les plus pertinents des conditions hémodynamiques d'un foie et du risque de PLF mais il n'est disponible qu'en peropératoire, après la réalisation de l'acte chirurgical, et ne peut donc pas être utilisé comme outil de sélection. candidats à la chirurgie. Actuellement, il existe plusieurs algorithmes de décision pour guider la prise en charge chirurgicale d'un patient, sur la base de données cliniques ou biologiques préopératoires (plaquettes, bilirubine, clairance du vert d'indocyanine, ascite, varices oesophagiennes...). Le gradient porto-cave pré-résection ≥10 mmHg, mesuré ou estimé de manière non invasive, permet de sélectionner les patients à haut risque, mais reste peu sensible et spécifique, et n'empêche pas la survenue d'une PLF.

Il reste donc très difficile pour un patient donné (surtout cirrhotique) de prédire avec précision le risque de décompensation postopératoire et certains patients peuvent parfois être sous-traités par crainte de décompensation. Chez ces patients, il s'agit donc d'une perte de chance.

En transplantation hépatique, le même besoin d'adéquation entre le lit vasculaire et le flux porte est nécessaire, notamment en cas de petit greffon ou de foie partiel. En cas d'inadéquation, un syndrome de petite taille, c'est-à-dire une hypertension portale (PHT) et une défaillance d'organe (équivalent PLF) peut survenir, mettant ainsi en danger le greffon et le patient. Comme pour les hépatectomies partielles, la prédiction du gradient porto-cave post-greffe permettrait d'éviter le syndrome de petite taille en ajustant le débit portal massique maximal à ne pas dépasser. Ainsi, un meilleur appariement du couple donneur/receveur pourrait être proposé, notamment pour les donneurs vivants ou greffons auxiliaires.

Enfin, l'embolisation portale est un acte radiologique de préparation d'un organe à l'hépatectomie par atrophie du côté embolisé et hypertrophie controlatérale. Parfois, notamment dans la cirrhose, l'embolisation portale peut se compliquer d'une thrombose portale dont le principal facteur de risque est l'élévation du gradient porto-cave. Actuellement, il n'existe pas d'outil pour anticiper ce gradient et une simulation 0D permettrait d'éviter ce risque en ajustant le volume embolisé (embolisations successives si besoin).

Au final, et malgré les progrès médico-chirurgicaux des deux dernières décennies, la sélection des candidats à la chirurgie hépatique reste basée sur des principes anciens et insuffisamment sensibles pour adapter finement la procédure aux spécificités du patient et minimiser le risque postopératoire. Le but de cette étude est d'aider les chirurgiens dans leurs décisions grâce à des outils de simulation modernes qui n'ont jamais été testés chez l'homme.

L'outil proposé est un modèle 0D appliqué à la chirurgie hépatique. Elle est basée sur des équations différentielles ordinaires : les flux sanguins sont représentés par des courants électriques et les pressions sanguines par des tensions électriques. Il est appelé 0D car il n'y a pas de dimension d'espace dans les équations.

Les simulations et les prévisions nécessiteront :

• Collecte de données préopératoires (imagerie, biologie, clinique,...).
• Collecte de données peropératoires pré-procédurales et post-procédurales : mesures hémodynamiques et biologiques.
• Recueil des données postopératoires (suivi postopératoire immédiat, biologie actuelle, anatomopathologie).

Ces données pré-procédure sont utilisées pour ajuster le modèle pour chaque patient. Une fois le modèle "" calibré "" aux conditions réelles, la simulation de l'intervention peut être effectuée pour prédire les données post-procédurales, et les comparer aux mesures réelles, ainsi que les corréler aux événements post-procéduraux.

Schéma : dans une première phase, utilisation des données préopératoires et peropératoires pour améliorer le modèle 0D initialement développé chez l'animal et testé dans une étude pilote chez l'homme. En fonction de la précision finale de l'algorithme, une validation de l'algorithme sera alors effectuée dans un second temps.

Bénéfice attendu pour les participants : aucun bénéfice car pas de modification de la prise en charge médico-chirurgicale en fonction des mesures réalisées. Toutes les simulations seront réalisées après la chirurgie, de manière rétrospective.

Bénéfices attendus pour la société (futurs patients) :

• Amélioration des critères de sélection des organes ou des patients candidats à une hépatectomie/transplantation/radiologie interventionnelle afin de minimiser le risque de complications ou de décès.
• Amélioration possible des techniques chirurgicales (anastomoses vasculaires et positionnement du foie).

Procédure:

Tous les patients potentiellement éligibles seront invités à participer à l'étude lors d'une visite préopératoire réalisée dans le cadre des soins. Les patients éligibles qui ont signé le formulaire de consentement auront des procédures de protocole effectuées dans le cadre de leurs soins, telles que l'IRM en flux et la débitmétrie hépatique et cardiaque par ultrasons.

Des gestes protocolaires seront également réalisés en peropératoire en début et en fin d'intervention (hépatectomie, TH ou embolisation portale). Les patients ayant une hépatectomie ou TH auront le même suivi que la prise en charge à J7 et J30 post-intervention avec échographie, scanner, bilan biologique et consultation avec le chirurgien.

Les patients avec embolisation portale auront également les procédures protocolaires au moment de l'hépatectomie qui aura lieu 4 à 6 semaines après l'embolisation portale. Ces patients seront suivis 1 mois après hépatectomie, à J7 et J30 post hépatectomie.

Analyses statistiques:

LSM est une étude de faisabilité et de développement d'un modèle prédictif exploratoire, sans hypothèse a priori à tester ; par conséquent, le nombre de sujets nécessaires est basé sur des inclusions réalisables sur 36 mois dans le centre participant. L'inclusion potentielle est de 50 patients par an, soit 150 patients sur 3 ans. L'étude comporte deux phases : une phase de développement et d'amélioration de l'algorithme 0D et une phase de validation. Dans une première phase, l'algorithme est testé au fur et à mesure de son développement sur une cohorte de plus en plus importante. A chaque test de l'algorithme, la concordance entre le gradient porto-cavitaire (PCG) mesuré en postopératoire et le PCG simulé est calculée à l'aide du coefficient de corrélation intraclasse et du graphe de Bland & Altman. L'achèvement de la deuxième phase dépend des résultats de la première phase.

Ces chiffres sont cohérents avec le fait que le centre de recrutement est un centre de référence à volume élevé.