Печеночное и системное гемодинамическое моделирование во время операций на печени (LSM)

«Хирургическое лечение рака печени становится все более сложным, при этом часто выполняются обширные, повторные резекции и операции на патологической печени (цирроз печени или множественная химиотерапия). Такое отношение стало возможным благодаря лучшему отбору и периоперационному ведению больных, а также регенеративной способности печени. Однако даже при рутинном выполнении обширных резекций ограничением остается риск послеоперационной печеночной недостаточности (ПНП), особенно у пациентов с хроническим заболеванием печени. Несмотря на многочисленные известные факторы риска, некоторых из которых можно избежать, ПЛФ и/или послеоперационная декомпенсация печени (асцит) остаются частыми осложнениями (частота > 5%), а ПЛФ остается одной из основных причин послеоперационной смерти.

Наконец, трудность заключается в выборе лечения, адаптированного к онкологическим потребностям, с балансом между тем, что технически возможно, и тем, что будет переноситься на функциональном и метаболическом уровне. Этот баланс основан на хирургической оценке, основанной на объективных элементах (в частности, объемных и биологических тестах) и на опыте хирурга. Эта оценка несовершенна, доказательством чего является смертность через 3 месяца после гепатэктомии, которая все еще высока, 5-7%, если рассматривать все виды гепатэктомий. Очевидно, что эти результаты можно еще улучшить, и компьютерный инструмент должен найти свое место в медико-хирургическом алгоритме. Уже известно, что виртуальные (предоперационные) 3D-реконструкции печени являются важным подспорьем и приводят к снижению послеоперационной заболеваемости и смертности, но гемодинамическое моделирование также может использоваться в качестве инструмента для принятия решений.

После гепатэктомии обязательным условием поддержания удовлетворительной функции печени является сохранение достаточного остаточного паренхиматозного объема, связанного с внутрипеченочным кровоснабжением (притоком), адаптированным к объему печени и внутренностному оттоку, и достаточным оттоком (оттоком), чтобы избежать любой внутрипеченочный застой. Пострезекционный портокавальный градиент является одним из наиболее важных показателей гемодинамического состояния печени и риска PLF, но он доступен только интраоперационно, после выполнения хирургической процедуры, и поэтому не может использоваться в качестве инструмента для выбора кандидатов на операцию. В настоящее время существует несколько алгоритмов принятия решений для хирургического лечения пациента, основанных на предоперационных клинических или биологических данных (тромбоциты, билирубин, клиренс индоцианина зеленого, асцит, варикозное расширение вен пищевода...). Предрезекционный портокавальный градиент ≥10 мм рт. ст., измеренный или оцененный неинвазивно, позволяет отобрать пациентов с высоким риском, но остается не очень чувствительным и специфичным и не предотвращает возникновение какой-либо PLF.

Таким образом, для данного пациента (особенно с циррозом печени) по-прежнему очень трудно точно предсказать риск послеоперационной декомпенсации, а некоторым пациентам иногда может быть назначено недостаточное лечение из-за опасений декомпенсации. Таким образом, у этих пациентов это потеря шанса.

При трансплантации печени такая же потребность в адекватности между сосудистым руслом и портальным потоком необходима, особенно в случае небольшого трансплантата или части печени. В случае несоответствия может возникнуть синдром небольшого размера, то есть портальная гипертензия (ПГТ) и органная недостаточность (эквивалент PLF), что подвергает опасности трансплантат и пациента. Как и в случае частичной гепатэктомии, прогноз портокавального градиента после трансплантации поможет избежать синдрома малого размера путем точной настройки максимального массового портального потока, который не должен превышаться. Таким образом, может быть предложено лучшее соответствие пары донор/реципиент, особенно для живого донора или вспомогательных трансплантатов.

Наконец, портальная эмболизация — рентгенологическая процедура для подготовки органа к гепатэктомии за счет атрофии на эмболизированной стороне и контралатеральной гипертрофии. Иногда, особенно при циррозе, портальная эмболизация может осложняться портальным тромбозом, основным фактором риска которого является повышение портокавального градиента. В настоящее время нет инструмента для прогнозирования этого градиента, а 0D-моделирование позволит избежать этого риска, регулируя объем эмболизации (последовательные эмболизации, если это необходимо).

В конце концов, несмотря на медико-хирургический прогресс последних двух десятилетий, отбор кандидатов для операции на печени остается основанным на старых и недостаточно чувствительных принципах, позволяющих точно адаптировать процедуру к конкретным характеристикам пациента и минимизировать послеоперационный риск. Цель этого исследования — помочь хирургам в принятии решений благодаря современным инструментам моделирования, которые никогда не тестировались на людях.

Предлагаемый инструмент представляет собой 0D-модель, применяемую в хирургии печени. Он основан на обыкновенных дифференциальных уравнениях: потоки крови представлены электрическими токами, а артериальное давление - электрическими напряжениями. Он называется 0D, потому что в уравнениях нет пространственного измерения.

Для моделирования и прогнозов потребуются:

• Сбор предоперационных данных (визуализация, биология, клинические,...).
• Сбор интраоперационных предпроцедурных и постпроцедурных данных: гемодинамические и биологические измерения.
• Сбор послеоперационных данных (непосредственное послеоперационное наблюдение, текущая биология, анатомопатология).

Эти данные перед процедурой используются для настройки модели для каждого пациента. После того, как модель «откалибрована» в реальных условиях, можно выполнить моделирование вмешательства, чтобы предсказать постпроцедурные данные и сравнить их с реальными измерениями, а также сопоставить их с постпроцедурными событиями.

Схема: на первом этапе использование предоперационных и интраоперационных данных для улучшения 0D-модели, первоначально разработанной на животных и протестированной в пилотном исследовании на людях. В зависимости от конечной точности алгоритма проверка алгоритма будет выполняться на втором этапе.

Ожидаемая польза для участников: никакой пользы из-за отсутствия модификации медикаментозно-хирургического лечения на основании проведенных измерений. Все симуляции будут выполняться после операции ретроспективно.

Ожидаемые преимущества для общества (будущие пациенты):

• Улучшенные критерии выбора органов или пациентов, которые являются кандидатами на гепатэктомию/трансплантацию/интервенционную радиологию, чтобы свести к минимуму риск осложнений или смерти.
• Возможно усовершенствование хирургической техники (сосудистые анастомозы и расположение печени).

Процедура:

Всем потенциально подходящим пациентам будет предложено принять участие в исследовании во время предоперационного визита, проводимого в рамках лечения. Подходящим пациентам, подписавшим форму согласия, в рамках лечения будут выполняться протокольные процедуры, такие как проточная МРТ и ультразвуковая флоуметрия печени и сердца.

Протокольные процедуры также будут выполняться интраоперационно в начале и в конце процедуры (гепатэктомия, ТГ или портальная эмболизация). Пациенты с гепатэктомией или TH будут иметь такое же последующее наблюдение, как и в D7 и D30 после процедуры, с ультразвуковым сканированием, компьютерной томографией, биологическим обследованием и консультацией хирурга.

Пациенты с портальной эмболизацией также будут проходить протокольные процедуры во время гепатэктомии, которая проводится через 4–6 недель после портальной эмболизации. Эти пациенты будут наблюдаться через 1 месяц после гепатэктомии, в дни D7 и D30 после гепатэктомии.

Статистический анализ:

LSM представляет собой исследовательскую прогностическую модель разработки и технико-экономическое обоснование без априорной гипотезы для проверки; поэтому необходимое количество субъектов основано на возможном включении в участвующий центр в течение 36 месяцев. Потенциальное включение составляет 50 пациентов в год или 150 пациентов в течение 3 лет. Исследование состоит из двух этапов: этапа разработки и улучшения алгоритма 0D и этапа проверки. На первом этапе алгоритм тестируется по мере его разработки на все более крупной когорте. При каждом тесте алгоритма соответствие между порто-полостным градиентом (PCG), измеренным после операции, и смоделированным PCG рассчитывается с использованием коэффициента внутриклассовой корреляции и графика Бланда и Альтмана. Завершение второго этапа зависит от результатов первого этапа.

Эти цифры согласуются с тем, что рекрутинговый центр является крупным реферальным центром.