肝脏手术期间的肝脏和全身血流动力学建模 (LSM)

“肝癌的外科治疗正变得越来越复杂，切除术通常是广泛的、反复的和病理性肝脏（肝硬化或多种化疗）。 更好的患者选择和围手术期管理以及肝脏的再生能力使这种态度成为可能。 然而，即使常规进行广泛切除，术后肝衰竭 (PLF) 的风险仍然存在局限性，尤其是对于慢性肝病患者。 尽管有许多已知的危险因素，其中一些是可以避免的，但 PLF 和/或术后肝脏失代偿（腹水）仍然是常见的并发症（发生率 > 5%），并且 PLF 仍然是术后死亡的主要原因之一。

困难最终在于选择适合癌症需要的治疗方法，并在技术上可行与功能和代谢水平上的耐受性之间取得平衡。 这种平衡建立在基于客观要素（尤其是体积测定和生物测试）和外科医生经验的手术评估之上。 这个估计是不完美的，证据是肝切除术后 3 个月的死亡率仍然很高，如果考虑所有类型的肝切除术，死亡率为 5% 到 7%。 显然可以进一步改进这些结果，并且计算机工具必须在医疗外科算法中找到自己的位置。 众所周知，虚拟（术前）3D 肝脏重建是一种重要的辅助手段，可降低术后发病率和死亡率，但血流动力学模拟也可用作决策工具。

肝切除术后，维持令人满意的肝功能的当务之急是保持足够的残余实质体积，与适应肝脏体积和内脏血流的肝内血液供应（流入）相关，以及足够的流出物（流出）以避免任何肝内充血。 切除后的门静脉梯度是肝脏血流动力学状况和 PLF 风险最相关的反映之一，但它仅在术中可用，在手术完成后，因此不能用作选择工具手术的候选人。 目前，有几种决策算法可以根据术前临床或生物学数据（血小板、胆红素、吲哚菁绿清除率、腹水、食管静脉曲张……）来指导患者的手术管理。 非侵入性测量或估计的切除前门静脉梯度≥10 mmHg 允许选择高危患者，但仍然不是非常敏感和特异，并且不能预防任何 PLF 的发生。

因此，对于特定患者（尤其是肝硬化患者）来说，准确预测术后失代偿的风险仍然非常困难，一些患者有时可能因害怕失代偿而接受治疗不足。 因此，在这些患者中，这是机会的损失。

在肝移植中，同样需要血管床和门脉血流之间的充分性，特别是在小移植物或部分肝脏的情况下。 在不匹配的情况下，可能会发生小体积综合征，即门静脉高压症 (PHT) 和器官衰竭（相当于 PLF），从而危及移植物和患者。 与部分肝切除术一样，预测移植后门静脉梯度将通过微调不超过的最大质量门静脉流量来帮助避免体积小综合症。 因此，可以提出更好的供体/受体对匹配，特别是对于活体供体或辅助移植。

最后，门静脉栓塞是一种放射学程序，通过栓塞侧的萎缩和对侧肥大来准备肝切除术的器官。 有时，尤其是在肝硬化时，门静脉栓塞可并发门静脉血栓形成，其主要危险因素是门静脉梯度升高。 目前，没有工具可以预测这种梯度，0D 模拟可以通过调整栓塞体积（如果需要，进行连续栓塞）来避免这种风险。

最后，尽管过去二十年的医疗外科取得了进步，但肝脏手术候选人的选择仍然基于陈旧且不够敏感的原则，以根据患者的具体特征精细调整手术并将术后风险降至最低。 这项研究的目的是帮助外科医生做出决定，这要归功于从未在人体中测试过的现代模拟工具。

拟议的工具是应用于肝脏手术的 0D 模型。 它基于常微分方程：血流由电流表示，血压由电压表示。 之所以称为 0D，是因为方程中没有空间维度。

模拟和预测将需要：

• 收集术前数据（成像、生物学、临床……）。
• 术中术前和术后数据的收集：血液动力学和生物学测量。
• 收集术后数据（术后立即随访、当前生物学、解剖病理学）。

这些术前数据用于为每位患者调整模型。 一旦模型被“校准”到真实条件，就可以执行干预模拟以预测程序后数据，并将它们与真实测量值进行比较，并将它们与程序后事件相关联。

方案：在第一阶段，使用术前和术中数据改进最初在动物身上开发并在人体试验研究中测试的 0D 模型。 根据算法的最终精度，将在第二阶段对算法进行验证。

参与者的预期收益：没有收益，因为没有根据所执行的测量修改医疗外科管理。 所有模拟将在手术后以回顾性方式进行。

社会预期效益（未来患者）：

• 改进选择适合肝切除术/移植/介入放射学的器官或患者的标准，以最大限度地降低并发症或死亡的风险。
• 可能改进手术技术（血管吻合和肝脏定位）。

程序：

在作为护理的一部分进行的术前访问期间，将要求所有可能符合条件的患者参与研究。 已签署同意书的符合条件的患者将执行协议程序作为其护理的一部分，例如流动 MRI 和基于超声的肝脏和心脏流量测定。

协议程序也将在手术开始和结束时在术中进行（肝切除术、TH 或门静脉栓塞术）。 肝切除术或 TH 患者将接受与 D7 和 D30 术后护理相同的随访，包括超声、CT 扫描、生物检查和外科医生咨询。

肝门栓塞患者也将在肝切除术时接受协议程序，肝切除术将在门脉栓塞后 4 至 6 周进行。 这些患者将在肝切除术后 1 个月，在肝切除术后 D7 和 D30 进行随访。

统计分析：

LSM 是一种探索性的预测模型开发和可行性研究，没有要检验的先验假设；因此，所需的科目数量是基于参与中心超过 36 个月的可行纳入。 潜在纳入是每年 50 名患者，或 3 年内 150 名患者。 该研究分为两个阶段：0D 算法的开发和改进阶段以及验证阶段。 在第一阶段，随着算法在越来越大的队列中的发展，对其进行测试。 在算法的每次测试中，使用组内相关系数和 Bland & Altman 图计算术后测量的门腔梯度 (PCG) 与模拟 PCG 之间的一致性。 第二阶段的完成取决于第一阶段的结果。

这些数字与招聘中心是一个高容量转介中心是一致的。