Hepatisk og systemisk hemodynamisk modellering under leverkirurgi (LSM)

"Den kirurgiske behandlingen av leverkreft blir stadig mer kompleks, med reseksjoner ofte omfattende, iterative og på patologisk lever (cirrhose eller multi-kjemoterapier). Denne holdningen er muliggjort av en bedre seleksjon og perioperativ behandling av pasienter, samt av leverens regenererende kapasitet. Men selv om omfattende reseksjoner rutinemessig utføres, er begrensningen fortsatt risikoen for postoperativ leversvikt (PLF), spesielt hos pasienter med kronisk leversykdom. Til tross for mange kjente risikofaktorer, hvorav noen kan unngås, forblir PLF og/eller postoperativ leverdekompensasjon (ascites) hyppige komplikasjoner (insidens > 5%) og PLF er fortsatt en av hovedårsakene til postoperativ død.

Vanskeligheten ligger til slutt i valget av en behandling tilpasset de karsinologiske behovene, med balansen mellom hva som er teknisk gjennomførbart og hva som vil bli tolerert på funksjonelt og metabolsk nivå. Denne balansen er basert på en kirurgisk vurdering basert på objektive elementer (spesielt volumetri og biologiske tester) og på kirurgens erfaring. Dette estimatet er ufullkomment, beviset er dødeligheten 3 måneder etter hepatektomier som fortsatt er høy, 5 til 7 % hvis man vurderer alle typer hepatektomier. Det er åpenbart mulig å forbedre disse resultatene ytterligere og dataverktøyet må finne sin plass i den medisinsk-kirurgiske algoritmen. Det er allerede kjent at virtuelle (preoperative) 3D-leverrekonstruksjoner er et viktig hjelpemiddel og fører til en reduksjon i postoperativ morbiditet og dødelighet, men hemodynamisk simulering kan også brukes som et beslutningsverktøy.

Etter hepatektomi er det avgjørende for å opprettholde en tilfredsstillende leverfunksjon å bevare et tilstrekkelig gjenværende parenkymalt volum assosiert med en intrahepatisk blodtilførsel (innstrømning) tilpasset leverens volum og til den splanchniske strømmen, og tilstrekkelig avløp (utstrømning) for å unngå eventuell intrahepatisk overbelastning. Den post-reseksjon portocaval gradient er en av de mest relevante refleksjonene av de hemodynamiske tilstandene i en lever og risikoen for PLF, men den er kun tilgjengelig intraoperativt, etter at den kirurgiske prosedyren er utført, og kan derfor ikke brukes som et verktøy for å velge kandidater til operasjon. For tiden er det flere beslutningsalgoritmer for å veilede den kirurgiske behandlingen av en pasient, basert på preoperative kliniske eller biologiske data (blodplater, bilirubin, indocyanin grønn clearance, ascites, esophageal varices ...). Den portokavale gradienten før reseksjon ≥10 mmHg, målt eller estimert ikke-invasivt, tillater seleksjon av høyrisikopasienter, men forblir lite sensitiv og spesifikk, og forhindrer ikke forekomsten av PLF.

Det er derfor fortsatt svært vanskelig for en gitt pasient (spesielt skrumplever) å nøyaktig forutsi risikoen for postoperativ dekompensasjon, og noen pasienter kan noen ganger underbehandles av frykt for dekompensasjon. Hos disse pasientene er det derfor et sjansetap.

Ved levertransplantasjon er det samme behovet for tilstrekkelighet mellom karleie og portalstrømmen nødvendig, spesielt ved et lite transplantat eller delvis lever. I tilfelle mismatch kan et lite for størrelse-syndrom, dvs. portalhypertensjon (PHT) og organsvikt (PLF-ekvivalent), oppstå, og dermed sette transplantatet og pasienten i fare. Som med partielle hepatektomier, vil prediksjon av portokavalgradienten etter transplantasjon bidra til å unngå liten-for-størrelse-syndrom ved å finjustere den maksimale masseportalstrømmen som ikke skal overskrides. Dermed kan en bedre matching av donor/mottaker-paret foreslås, spesielt for levende donor- eller hjelpetransplantasjoner.

Til slutt er portalembolisering en radiologisk prosedyre for å forberede et organ for hepatektomi via atrofi på den emboliserte siden og kontralateral hypertrofi. Noen ganger, spesielt ved cirrhose, kan portalembolisering kompliseres av portaltrombose, hvor den viktigste risikofaktoren er forhøyningen av portokavalgradienten. Foreløpig er det ikke noe verktøy for å forutse denne gradienten, og en 0D-simulering vil tillate å unngå denne risikoen ved å justere det emboliserte volumet (sekventielle emboliseringer om nødvendig).

Til slutt, og til tross for den medisinsk-kirurgiske fremgangen de siste to tiårene, forblir utvalget av kandidater for leverkirurgi basert på gamle og utilstrekkelig sensitive prinsipper for å fint tilpasse prosedyren til de spesifikke pasientkarakteristikkene og minimere den postoperative risikoen. Målet med denne studien er å hjelpe kirurger i deres beslutninger takket være moderne simuleringsverktøy som aldri har blitt testet i mennesker.

Det foreslåtte verktøyet er en 0D-modell brukt på leverkirurgi. Den er basert på vanlige differensialligninger: blodstrømmer er representert av elektriske strømmer og blodtrykk av elektriske spenninger. Det kalles 0D fordi det ikke er noen romdimensjon i ligningene.

Simuleringer og spådommer vil kreve:

• Innsamling av preoperative data (bildediagnostikk, biologi, klinisk,...).
• Innsamling av intraoperative pre- og post-prosessuelle data: hemodynamiske og biologiske målinger.
• Innsamling av postoperative data (umiddelbar postoperativ oppfølging, aktuell biologi, anatomopatologi).

Disse dataene før prosedyren brukes til å justere modellen for hver pasient. Når modellen er ""kalibrert"" til de virkelige forholdene, kan simuleringen av intervensjonen utføres for å forutsi post-prosedyredata, og sammenligne dem med de virkelige målingene, samt korrelere dem til post-prosedyremessige hendelser.

Opplegg: i en første fase, bruk av preoperative og intraoperative data for å forbedre 0D-modellen som opprinnelig ble utviklet i dyr og testet i en pilotstudie på mennesker. Avhengig av den endelige nøyaktigheten til algoritmen, vil en validering av algoritmen deretter utføres i en andre fase.

Forventede fordeler for deltakerne: ingen fordel fordi ingen modifikasjon av den medisinsk-kirurgiske ledelsen basert på målingene utført. Alle simuleringene vil bli utført etter operasjonen, på en retrospektiv måte.

Forventede fordeler for samfunnet (fremtidige pasienter):

• Forbedrede kriterier for å velge organer eller pasienter som er kandidater for hepatektomi/transplantasjon/intervensjonsradiologi for å minimere risikoen for komplikasjoner eller død.
• Mulig forbedring av kirurgiske teknikker (vaskulære anastomoser og leverposisjonering).

Fremgangsmåte:

Alle potensielt kvalifiserte pasienter vil bli bedt om å delta i studien under et preoperativt besøk utført som en del av behandlingen. Kvalifiserte pasienter som har signert samtykkeskjemaet vil få utført protokollprosedyrer som en del av deres omsorg, slik som flow MR og ultralydbasert lever- og hjerteflowmetri.

Protokollprosedyrer vil også bli utført intraoperativt i begynnelsen og slutten av prosedyren (hepatektomi, TH eller portalembolisering). Pasienter med hepatektomi eller TH vil ha samme oppfølging som pleien ved D7 og D30 etter prosedyre med ultralyd, CT-skanning, biologisk oppfølging og konsultasjon med kirurg.

Pasienter med portalembolisering vil også ha protokollprosedyrene på tidspunktet for hepatektomi som vil finne sted 4 til 6 uker etter portalembolisering. Disse pasientene vil bli fulgt opp 1 måned etter hepatektomi, ved D7 og D30 etter hepatektomi.

Statistisk analyse:

LSM er en utforskende prediktiv modellutvikling og mulighetsstudie, uten noen a priori hypotese å teste; derfor er antall emner som trengs basert på mulige inkluderinger over 36 måneder ved deltakersenteret. Den potensielle inkluderingen er 50 pasienter per år, eller 150 pasienter over 3 år. Studien har to faser: en utviklings- og forbedringsfase av 0D-algoritmen og en valideringsfase. I den første fasen testes algoritmen ettersom den utvikles på en stadig større kohort. Ved hver test av algoritmen beregnes samsvaret mellom porto-cavity gradient (PCG) målt postoperativt og simulert PCG ved å bruke intraklasse-korrelasjonskoeffisienten og Bland & Altman-grafen. Gjennomføringen av den andre fasen avhenger av resultatene fra den første fasen.

Disse tallene stemmer overens med at rekrutteringssenteret er et henvisningssenter med høyt volum.