Hepatisk och systemisk hemodynamisk modellering under leverkirurgi (LSM)

"Den kirurgiska behandlingen av levercancer blir allt mer komplex, med resektioner ofta omfattande, iterativa och på patologisk lever (cirros eller multikemoterapier). Denna attityd möjliggörs av ett bättre urval och perioperativ behandling av patienter, såväl som av leverns regenerativa förmåga. Men även om omfattande resektioner utförs rutinmässigt, kvarstår begränsningen risken för postoperativ leversvikt (PLF), särskilt hos patienter med kronisk leversjukdom. Trots många kända riskfaktorer, av vilka några kan undvikas, förblir PLF och/eller postoperativ leverdekompensation (ascites) frekventa komplikationer (incidens > 5%) och PLF är fortfarande en av huvudorsakerna till postoperativ död.

Svårigheten ligger slutligen i valet av en behandling anpassad till de karcinologiska behoven, med balansen mellan vad som är tekniskt genomförbart och vad som kommer att tolereras på funktionell och metabolisk nivå. Denna avvägning bygger på en kirurgisk utvärdering baserad på objektiva element (särskilt volymetri och biologiska tester) och på kirurgens erfarenhet. Denna uppskattning är ofullkomlig, beviset är dödligheten 3 månader efter hepatektomier som fortfarande är hög, 5 till 7 % om man beaktar alla typer av hepatektomier. Det är självklart möjligt att ytterligare förbättra dessa resultat och datorverktyget måste hitta sin plats i den medicinsk-kirurgiska algoritmen. Det är redan känt att virtuella (preoperativa) 3D-leverrekonstruktioner är ett viktigt hjälpmedel och leder till en minskning av postoperativ sjuklighet och mortalitet, men hemodynamisk simulering kan också användas som ett beslutsfattande verktyg.

Efter hepatektomi är det absolut nödvändigt för att upprätthålla en tillfredsställande leverfunktion att bevara en tillräcklig kvarvarande parenkymvolym associerad med en intrahepatisk blodtillförsel (inflöde) anpassad till leverns volym och till det splanchniska flödet, och ett tillräckligt utflöde (utflöde) för att undvika eventuell intrahepatisk trängsel. Den portokavala gradienten efter resektion är en av de mest relevanta reflektionerna av leverns hemodynamiska tillstånd och risken för PLF, men den är endast tillgänglig intraoperativt, efter att det kirurgiska ingreppet har utförts, och kan därför inte användas som ett verktyg för att välja kandidater för operation. För närvarande finns det flera beslutsalgoritmer för att styra den kirurgiska behandlingen av en patient, baserat på preoperativa kliniska eller biologiska data (trombocyter, bilirubin, indocyanin grönt clearance, ascites, esofagusvaricer...). Den portokavala gradienten före resektion ≥10 mmHg, mätt eller uppskattad icke-invasivt, tillåter urval av högriskpatienter, men förblir inte särskilt känslig och specifik och förhindrar inte uppkomsten av någon PLF.

Det är därför fortfarande mycket svårt för en given patient (särskilt cirros) att exakt förutsäga risken för postoperativ dekompensation och vissa patienter kan ibland underbehandlas av rädsla för dekompensation. Hos dessa patienter är det därför en chansförlust.

Vid levertransplantation är samma behov av tillräcklighet mellan kärlbädden och portalflödet nödvändigt, speciellt vid ett litet transplantat eller en dellever. Vid missmatchning kan ett litet syndrom, dvs portal hypertoni (PHT) och organsvikt (PLF-ekvivalent), uppstå, vilket äventyrar transplantatet och patienten. Liksom med partiella hepatektomier skulle förutsägelse av portokavalgradienten efter transplantation hjälpa till att undvika små-för-storlek-syndrom genom att finjustera det maximala massportalflödet som inte överskrids. Således kan en bättre matchning av donator/mottagare-paret föreslås, särskilt för levande donator- eller hjälptransplantationer.

Slutligen är portalembolisering en radiologisk procedur för att förbereda ett organ för hepatektomi via atrofi på den emboliserade sidan och kontralateral hypertrofi. Ibland, särskilt vid cirros, kan portalembolisering kompliceras av portaltrombos, vars främsta riskfaktor är höjningen av den portokavala gradienten. För närvarande finns det inget verktyg för att förutse denna gradient och en 0D-simulering skulle göra det möjligt att undvika denna risk genom att justera den emboliserade volymen (seventiella emboliseringar om det behövs).

I slutändan, och trots de medicinsk-kirurgiska framstegen under de senaste två decennierna, förblir urvalet av kandidater för leverkirurgi baserat på gamla och otillräckligt känsliga principer för att fint anpassa proceduren till de specifika patientegenskaperna och minimera den postoperativa risken. Syftet med denna studie är att hjälpa kirurger i deras beslut tack vare moderna simuleringsverktyg som aldrig har testats i människor.

Det föreslagna verktyget är en 0D-modell som tillämpas på leverkirurgi. Den är baserad på vanliga differentialekvationer: blodflöden representeras av elektriska strömmar och blodtryck av elektriska spänningar. Det kallas 0D eftersom det inte finns någon rymddimension i ekvationerna.

Simuleringar och förutsägelser kommer att kräva:

• Insamling av preoperativ data (avbildning, biologi, klinisk,...).
• Insamling av intraoperativa pre- och post-procedurella data: hemodynamiska och biologiska mätningar.
• Insamling av postoperativ data (omedelbar postoperativ uppföljning, aktuell biologi, anatomopatologi).

Dessa data före proceduren används för att justera modellen för varje patient. När modellen väl är ""kalibrerad"" till de verkliga förhållandena kan simuleringen av interventionen utföras för att förutsäga post-procedurdata och jämföra dem med de verkliga mätningarna, samt korrelera dem med post-procedurella händelser.

Schema: i en första fas, användning av preoperativa och intraoperativa data för att förbättra den 0D-modell som ursprungligen utvecklades på djur och testades i en pilotstudie på människor. Beroende på algoritmens slutliga noggrannhet kommer sedan en validering av algoritmen att utföras i en andra fas.

Förväntad nytta för deltagarna: ingen nytta eftersom ingen modifiering av den medicinsk-kirurgiska hanteringen baserat på utförda mätningar. Alla simuleringar kommer att utföras efter operationen, på ett retrospektivt sätt.

Förväntade fördelar för samhället (framtida patienter):

• Förbättrade kriterier för att välja organ eller patienter som är kandidater för hepatektomi/transplantation/interventionsröntgen för att minimera risken för komplikationer eller dödsfall.
• Möjlig förbättring av kirurgiska tekniker (vaskulära anastomoser och leverpositionering).

Procedur:

Alla potentiellt kvalificerade patienter kommer att uppmanas att delta i studien under ett preoperativt besök som utförs som en del av vården. Berättigade patienter som har undertecknat samtyckesformuläret kommer att få protokollförfaranden utförda som en del av sin vård, såsom flödes-MR och ultraljudsbaserad lever- och hjärtflödesmetri.

Protokollförfaranden kommer också att utföras intraoperativt i början och slutet av ingreppet (hepatektomi, TH eller portalemboli). Patienter med hepatektomi eller TH kommer att ha samma uppföljning som vården vid D7 och D30 efter ingrepp med ultraljud, datortomografi, biologisk upparbetning och konsultation med kirurg.

Patienter med portalemboli kommer också att ha protokollprocedurerna vid tidpunkten för hepatektomi som kommer att äga rum 4 till 6 veckor efter portalembolisering. Dessa patienter kommer att följas upp 1 månad efter hepatektomi, vid D7 och D30 efter hepatektomi.

Statistisk analys:

LSM är en explorativ prediktiv modellutveckling och genomförbarhetsstudie, utan någon a priori-hypotes att testa; därför är antalet ämnen som behövs baserat på möjliga inklusioner under 36 månader vid det deltagande centret. Den potentiella inkluderingen är 50 patienter per år, eller 150 patienter över 3 år. Studien har två faser: en utvecklings- och förbättringsfas av 0D-algoritmen och en valideringsfas. I den första fasen testas algoritmen då den utvecklas på en allt större kohort. Vid varje test av algoritmen beräknas överensstämmelsen mellan porto-kavitetsgradienten (PCG) uppmätt postoperativt och den simulerade PCG med hjälp av intraklasskorrelationskoefficienten och Bland & Altman-grafen. Slutförandet av den andra fasen beror på resultatet av den första fasen.

Dessa siffror överensstämmer med att rekryteringscentret är ett remisscenter med stor volym.