Imaging-based planning of portosystemic shunt surgery

Abstract

Introduction: Due to the increasing use of minimally invasive radiological approaches to portosystemic shunting as a therapeutical option for portal hypertension (PHT), the once preferred portosystemic shunt surgery (PSSS) seems to be on the decline. However, under certain conditions this surgical approach is still the most appropriate or the only suitable option to create a portosystemic shunt. The surgeon is faced with the challenge of decision-making for a type of surgical shunt which should not only be the best possible procedure but also a surgically possible one for any individual patient. Preoperative planning based on CT or MR imaging is essential for predicting the most suitable and promising shunting option and hence improving the outcome while reducing the procedure time and invasiveness of the surgical intervention by avoiding intraoperative exploration. However, the reliability of these methods for identification of an appropriate surgical technique has never been proven. The aim of this retrospective study was therefore to evaluate the accuracy of vascular imaging using CT and MRI as a preoperative planning method for portosystemic shunt surgery in patients unsuitable for transjugular intrahepatic portosystemic shunt (TIPS). Methods: We retrospectively analyzed the CT and MRI preoperative images of forty-four patients who had had portosystemic shunt surgery at our institution. These images were independently and semi-blindedly analyzed by two observers (O1, O2) with different levels of experience. Each observer recommended two shunting techniques based on clinical and anatomical information. These recommendations were then compared with the shunt performed by the surgical team and its outcome was interpreted. Results: The two shunts recommended by the two radiologists included the PSSS performed in 88%/100% (CT/MRI, O1) and 76%/73% (O2); if the type of anastomosis was taken into account, these were included in 79%/73% (O1) and 67%/60% (O2). Surgical procedures with added complexity (due to anatomical particularities or vessel distance) were predicted in 87% (sensitivity 80%; specificity 96%). Larger shunt vessel distances were associated with therapy failure (p = 0.030) and a vessel distance of ≥ 20 mm was identified as the optimal cut-off in which a graft interposition was used. No statistically significant difference between MRI and CT in predicting the intraoperative decisions (p = 0.294 to 1.000) was found. Conclusion: Preoperative interpretation of CT and MRI imaging through an experienced radiologist can be a helpful guide for surgeons in preoperative planning of PSSS. Information necessary to identify technically feasible variants and complicating factors can be obtained from this analysis, hence contributing to a better surgical outcome.

Einleitung: Neue minimalinvasive radiologische Ansätze für portosystemische Shuntverfahren zur Therapie der portalen Hypertonie (PHT), konkurrieren mit der portosystemischen Shunt-Chirurgie (PSSS). Unter bestimmten Bedingungen ist die Chirurgie jedoch weiterhin die geeignetere oder einzige Möglichkeit. Der Chirurg stellt sich bei der Indikation der Herausforderung, welches portosystemische Shunt-Verfahren für den einzelnen Patienten technisch möglich und angemessen ist. Die präoperative Planung mit erweiterter Bildgebung in Form von Computertomographie (CT) oder Magnetresonanztomographie (MRT) ist essentiell bei der Entscheidung für ein bestimmtes Shunt-Typen. Bessere Ergebnisse sowie kürzere Operationszeiten und Invasivität des chirurgischen Eingriffs können erzielt werden bzw. eine unnötige intraoperative Exploration kann vermieden werden. Bisher wurde die Zuverlässigkeit dieser Methoden bei der Identifizierung einer geeigneten Operationstechnik jedoch nicht geprüft. Ziel dieser Studie war es den Stellenwert von CT und MRT zur präoperativen Planung für die Genauigkeit der Gefäßdarstellung vor portosystemischer Shunt-Chirurgie bei Patienten zu bewerten, die für eine TIPS ungeeignet waren. Methoden: Wir analysierten retrospektiv präoperative CT- und MRT-Bilder von vierundvierzig Patienten, die in an der Chirurgischen Klinik der Charité–Universitätsmedizin Berlin am Campus Virchow Klinikum eine portosystemische Shunt-Operation erhielten. Deren Bildgebung wurden unabhängig und halb verblindet von zwei Radiologen (Beobachter bzw. Oberserver 1 und 2 (O1, O2)) analysiert, die unterschiedlich im beruflichen Ausbildungsstand waren (O1 als Leitender Oberarzt im 2. Berufsjahr, O2 im 3. Weiterbildungsjahrs als Assistenzärztin) Erfahrungsniveaus analysiert. Jeder der beobachtenden Radiologen empfahl zwei Shunt-Techniken basierend auf klinischen und anatomischen Informationen, die anhand der Bildgebung geschlussfolgert werden konnten. Diese Empfehlungen wurden retrospektiv mit dem durchgeführten Shunt verglichen und das Ergebnis interpretiert. Ergebnisse: Die beiden von den Radiologen empfohlenen Shunts umfassten die durchgeführten PSSS in 88%/100% (CT/MRT, O1) und 76%/73% (O2) der Fälle; wenn die Art der Anastomose berücksichtigt wurde, waren diese in 79%/73% (O1) und 67%/60% (O2) enthalten. Chirurgische Eingriffe mit zusätzlicher Komplexität (aufgrund anatomischer Besonderheiten oder Gefäßentfernung) wurden in 87% vorhergesagt (Sensitivität 80%; Spezifität 96%). Größere Distanzen zwischen den Shunt-Gefäßen waren signifikant häufiger mit Therapieversagen assoziiert (p = 0,030). Ein Gefäßabstand von ≥ 20 mm wurde als optimaler cut-off identifiziert, bei dem eine Transplantatinterposition verwendet wurde. Es zeigten sich keine statistisch signifikanten Unterschiede zwischen MR und CT die Prädiktion der intraoperativen Entscheidungen (p = 0,294 bis 1.000) betreffend. Schlussfolgerung: Die präoperative Interpretation der CT- und MR-Bildgebung für die Indikationsstellung bei der Auswahl der Shunt-Art durch einen erfahrenen Radiologen, kann die Erfolgsquote PSSS unterstützen. Diese retrospektive Analyse könnte zur Identifizierung technisch realisierbarer Varianten und komplizierender Faktoren hilfreich sein und zu einem besseren chirurgischen Ergebnis beitragen.