Hepatische en systemische hemodynamische modellering tijdens leverchirurgie (LSM)

"De chirurgische behandeling van leverkanker wordt steeds complexer, met vaak uitgebreide, iteratieve resecties en op pathologische lever (cirrose of multichemotherapieën). Deze houding wordt mogelijk gemaakt door een betere selectie en perioperatieve behandeling van patiënten, alsook door het regeneratieve vermogen van de lever. Maar zelfs als uitgebreide resecties routinematig worden uitgevoerd, blijft de beperking het risico op postoperatief leverfalen (PLF), vooral bij patiënten met chronische leverziekte. Ondanks tal van bekende risicofactoren, waarvan sommige vermijdbaar zijn, blijven PLF en/of postoperatieve leverdecompensatie (ascites) frequente complicaties (incidentie > 5%) en blijft PLF een van de belangrijkste oorzaken van postoperatief overlijden.

De moeilijkheid ligt uiteindelijk in de keuze van een behandeling die is aangepast aan de carcinologische behoeften, met het evenwicht tussen wat technisch haalbaar is en wat getolereerd wordt op functioneel en metabolisch vlak. Dit evenwicht is gebaseerd op een chirurgische evaluatie op basis van objectieve elementen (met name volumetrie en biologische tests) en op de ervaring van de chirurg. Deze schatting is onvolmaakt, het bewijs is de mortaliteit na 3 maanden na hepatectomieën die nog steeds hoog is, 5 tot 7% ​​als alle soorten hepatectomieën in aanmerking worden genomen. Het is uiteraard mogelijk om deze resultaten verder te verbeteren en de computertool moet zijn plaats vinden in het medisch-chirurgische algoritme. Het is al bekend dat virtuele (preoperatieve) 3D leverreconstructies een belangrijk hulpmiddel zijn en leiden tot een vermindering van postoperatieve morbiditeit en mortaliteit, maar hemodynamische simulatie kan ook worden gebruikt als hulpmiddel bij het nemen van beslissingen.

Na een hepatectomie is het voor het behoud van een bevredigende leverfunctie absoluut noodzakelijk om een ​​voldoende resterend parenchymaal volume te behouden geassocieerd met een intrahepatische bloedtoevoer (instroom) aangepast aan het volume van de lever en de splanchnische stroom, en een voldoende effluent (uitstroom) om te voorkomen dat elke intrahepatische congestie. De portocavale gradiënt na resectie is een van de meest relevante weerspiegelingen van de hemodynamische toestand van een lever en het risico op PLF, maar is alleen intraoperatief beschikbaar, nadat de chirurgische ingreep is uitgevoerd, en kan daarom niet worden gebruikt als hulpmiddel bij het selecteren van kandidaten voor een operatie. Momenteel zijn er verschillende beslissingsalgoritmen om de chirurgische behandeling van een patiënt te begeleiden, op basis van preoperatieve klinische of biologische gegevens (bloedplaatjes, bilirubine, indocyanine groene klaring, ascites, slokdarmvarices...). De pre-resectie portocavale gradiënt ≥10 mmHg, gemeten of geschat op niet-invasieve wijze, maakt selectie van patiënten met een hoog risico mogelijk, maar blijft niet erg gevoelig en specifiek, en voorkomt het optreden van PLF niet.

Het blijft daarom erg moeilijk voor een bepaalde patiënt (vooral cirrotisch) om het risico op postoperatieve decompensatie nauwkeurig te voorspellen en sommige patiënten worden soms onderbehandeld uit angst voor decompensatie. Bij deze patiënten is het dus een gemiste kans.

Bij levertransplantatie is dezelfde behoefte aan geschiktheid tussen het vaatbed en de portale stroom noodzakelijk, vooral in het geval van een klein transplantaat of een gedeeltelijke lever. In het geval van een verkeerde combinatie kan een small-for-size-syndroom optreden, d.w.z. portale hypertensie (PHT) en orgaanfalen (PLF-equivalent), waardoor het transplantaat en de patiënt in gevaar komen. Net als bij gedeeltelijke hepatectomieën, zou de voorspelling van de portocavale gradiënt na de transplantatie het small-for-size-syndroom helpen voorkomen door de maximale massaportaalstroom nauwkeurig af te stemmen die niet mag worden overschreden. Zo zou een betere afstemming van het donor-ontvangerpaar kunnen worden voorgesteld, met name voor levende donor- of hulptransplantaties.

Tenslotte is portale embolisatie een radiologische procedure om een ​​orgaan voor te bereiden op hepatectomie via atrofie aan de geëmboliseerde zijde en contralaterale hypertrofie. Soms, vooral bij cirrose, kan portale embolisatie gecompliceerd worden door portale trombose, waarvan de belangrijkste risicofactor de verhoging van de portocavale gradiënt is. Momenteel is er geen tool om op deze gradiënt te anticiperen en een 0D-simulatie zou dit risico kunnen vermijden door het geëmboliseerde volume aan te passen (indien nodig meerdere embolisaties).

Uiteindelijk, en ondanks de medisch-chirurgische vooruitgang van de laatste twee decennia, blijft de selectie van kandidaten voor leverchirurgie gebaseerd op oude en onvoldoende gevoelige principes om de procedure nauwkeurig af te stemmen op de specifieke kenmerken van de patiënt en het postoperatieve risico te minimaliseren. Het doel van deze studie is om chirurgen te helpen bij hun beslissingen dankzij moderne simulatietools die nog nooit zijn getest bij mensen.

De voorgestelde tool is een 0D-model dat wordt toegepast op leverchirurgie. Het is gebaseerd op gewone differentiaalvergelijkingen: bloedstromen worden weergegeven door elektrische stromen en bloeddruk door elektrische spanningen. Het wordt 0D genoemd omdat er geen ruimtedimensie in de vergelijkingen is.

Simulaties en voorspellingen vereisen:

• Verzameling van preoperatieve gegevens (beeldvorming, biologie, klinisch,...).
• Verzameling van intraoperatieve pre-procedurele en post-procedurele gegevens: hemodynamische en biologische metingen.
• Verzameling van postoperatieve gegevens (onmiddellijke postoperatieve follow-up, huidige biologie, anatomopathologie).

Deze pre-proceduregegevens worden gebruikt om het model voor elke patiënt aan te passen. Zodra het model is "gekalibreerd" voor de werkelijke omstandigheden, kan de simulatie van de interventie worden uitgevoerd om de gegevens na de procedure te voorspellen, deze te vergelijken met de werkelijke metingen en ze te correleren met de gebeurtenissen na de procedure.

Schema: in een eerste fase gebruik van preoperatieve en intraoperatieve gegevens om het 0D-model te verbeteren dat in eerste instantie bij dieren is ontwikkeld en in een pilootstudie bij mensen is getest. Afhankelijk van de uiteindelijke nauwkeurigheid van het algoritme zal vervolgens in een tweede fase een validatie van het algoritme worden uitgevoerd.

Verwachte voordelen voor de deelnemers: geen voordeel omdat geen wijziging van de medisch-chirurgische behandeling op basis van de uitgevoerde metingen. Alle simulaties worden retrospectief na de operatie uitgevoerd.

Verwachte voordelen voor de samenleving (toekomstige patiënten):

• Verbeterde criteria voor het selecteren van organen of patiënten die in aanmerking komen voor hepatectomie/transplantatie/interventionele radiologie om het risico op complicaties of overlijden te minimaliseren.
• Mogelijke verbetering van chirurgische technieken (vasculaire anastomosen en positionering van de lever).

Procedure:

Alle mogelijk in aanmerking komende patiënten zullen worden gevraagd om deel te nemen aan de studie tijdens een preoperatief bezoek dat wordt uitgevoerd als onderdeel van de zorg. In aanmerking komende patiënten die het toestemmingsformulier hebben ondertekend, zullen protocolprocedures ondergaan als onderdeel van hun zorg, zoals flow-MRI en op echografie gebaseerde hepatische en cardiale flowmetrie.

Protocolprocedures zullen ook intraoperatief worden uitgevoerd aan het begin en einde van de procedure (hepatectomie, TH of portale embolisatie). Patiënten met hepatectomie of TH krijgen dezelfde follow-up als de zorg op D7 en D30 na de procedure met echografie, CT-scan, biologisch onderzoek en overleg met de chirurg.

Patiënten met portale embolisatie ondergaan ook de protocolprocedures op het moment van hepatectomie, die 4 tot 6 weken na portale embolisatie zal plaatsvinden. Deze patiënten zullen 1 maand na hepatectomie worden gevolgd, op D7 en D30 na hepatectomie.

Statistische analyse:

LSM is een verkennende voorspellende modelontwikkeling en haalbaarheidsstudie, zonder a priori hypothese om te testen; daarom is het aantal benodigde proefpersonen gebaseerd op haalbare inclusies gedurende 36 maanden in het deelnemende centrum. De mogelijke opname is 50 patiënten per jaar, of 150 patiënten gedurende 3 jaar. Het onderzoek kent twee fasen: een ontwikkel- en verbeterfase van het 0D-algoritme en een validatiefase. In de eerste fase wordt het algoritme tijdens de ontwikkeling getest op een steeds groter wordend cohort. Bij elke test van het algoritme wordt de concordantie tussen de postoperatieve gemeten porto-holtegradiënt (PCG) en de gesimuleerde PCG berekend met behulp van de intraclass-correlatiecoëfficiënt en de Bland & Altman-grafiek. De afronding van de tweede fase is afhankelijk van de resultaten van de eerste fase.

Deze cijfers komen overeen met het feit dat het wervingscentrum een ​​doorverwijzingscentrum met een hoog volume is.