JFHOD

CO.142 - Utilisation d'un modèle mathématique pour prédire l'évolution du gradient porto-cave post-résection hépatique et réduire le risque d'insuffisance hépatique post-opératoire

N. Golse, F. Joly, P. Combari, C. Audebert, O. Ciacio, G. Pittau, D. Azoulay, D. Cherqui, R. Adam, A. Sa Cunha, C. Salloum, D. Castaing, E. Vibert, I. Vignon Clementel

Introduction

L’hypertension portale (HTP) après hépatectomie est un facteur de risque majeur d’insuffisance hépatique postopératoire (IHPO), potentiellement mortelle. Si le risque d’HTP est corrélé au faible volume hépatique résiduel, l’étendue de la résection qui restera compatible avec un risque limité d’IHPO reste difficile à anticiper pour un patient donné et il n’existe actuellement aucun moyen de prédire l’évolution de la pression portale post-résection. Nous avons développé chez l’animal un modèle mathématique qui, par analogie à un circuit électrique représentant les principaux organes ou groupes d’organes de l’organisme, permet de modéliser l’hémodynamique individu-spécifique péri-opératoire. Ce modèle a déjà permis de simuler des hépatectomies chez le cochon et de comprendre le développement de la maladie chez le rat cirrhotique. L’objectif de ce travail est de transposer le modèle à l’anatomie humaine puis de s’assurer de la fiabilité des simulations numériques chez l’Homme. La prédiction portait essentiellement sur la pression portale et le gradient porto-cave (GPC) post-hépatectomie, principaux facteurs de risque d’IHPO.

Patients et Methodes

Nous avons modifié le modèle mathématique selon l’anatomie hépatique humaine distinguant le foie droit du foie gauche (Figure 1 gauche), puis appliqué le modèle à 47 patients opérés d’une hépatectomie partielle. L’algorithme intègre 12 résistances, 5 capacitances et 8 paramètres d’élastance cardiaque. Chaque simulation nécessite la résolution de 32 équations différentielles ordinaires non linéaires. Les données d’entrée nécessaires au modèle sont les variables pré-résection suivantes : réalisation préalable d’une embolisation portale, tension, pouls, volumétrie hépatique totale/droite/gauche, pourcentage de foie réséqué, pressions porte et centrale, débit cardiaque. Une première phase automatisée de calibration permet de régler les élastances cardiaques pour que les paramètres fournis par le modèle soient ajustés aux données pré-résection réelles du patient. Ensuite, l’hépatectomie est simulée (Figure 1 droite) et les valeurs de pression prédites par le modèle mathématique sont comparées aux mesures effectuées.

Résultats

Trois patients (6%) inclus étaient porteurs d’une cirrhose et 10 (21%) avaient une fibrose ≥ F1. 87% des patients étaient opérés d’un cancer. Douze patients (26%) avaient eu une embolisation portale préopératoire. Le nombre médian de segments réséqués était de 4.7±1.2. Après calibration des élastances cardiaques, la pression portale et le GPC modélisés étaient parfaitement corrélés aux données mesurées en pré-résection (respectivement r=0,99, r=0,97, p<0,0001). Après prise en compte des pertes sanguines et des vasoconstricteurs administrés, la corrélation entre les pressions porte simulées et mesurées en post-résection était satisfaisantes (r=0.75, p<0.0001), de même que le GPC (r=0.8, p<0.0001). La prédiction du risque de GPC ≥ 10mmHg post-résection était fiable (Se 100%, Sp 94%, VPP 86%, VPN 100%) et, pour 94% des prédictions, la différence entre le GPC simulé et celui mesuré était ≤ 3mmHg. Quatre patients sont décédés dans les suites d’une IHPO dans un contexte d’HTP post-hépatectomie ; le modèle avait prédit un GPC > 13mmHg (médiane 17mmHg) pour ces 4 patients.

Discussion

Conclusion

Avec des données simples, potentiellement accessibles dès la phase préopératoire grâce à l’IRM de flux ou l’échographie cardiaque et à la prise de pression par voie transjugulaire, il est possible d'anticiper l’évolution de la pression porte et du GPC après hépatectomie sur foie sain ou pathologique, avec ou sans embolisation portale. On dispose donc désormais d’un outil décisionnel, patient-spécifique, qui pourrait aider le chirurgien dans ses indications opératoires afin de limiter le risque d’HTP post-résection. L’ajustement aux évènements peropératoires (pertes sanguines, vascoconstriction) reste à affiner pour mieux quantifier leur impact hémodynamique.

Remerciements