Prognostic significance of CT-planimetric characteristics of the pancreas in the development of pancreatic fistula after pancreatoduodenectomy

Abstract

Метою дослідження було вивчення прогностичного значення планіметричних характеристик підшлункової залози, визначених за допомогою комп'ютерної томографії (КТ), таких як щільність паренхіми та співвідношення діаметра протоки до товщини паренхіми (співвідношення D/P), у розвитку клінічно значущої післяопераційної панкреатичної фістули (POPF) після панкреатодуоденектомії (ПД). Матеріали і методи. Це проспективне дослідження включало 234 пацієнтів, які пройшли ПД в період з січня 2022 року по листопад 2023 року в Національному науковому центрі хірургії та трансплантології імені О.О. Шалімова. Основні показання до операції включали рак підшлункової залози (n=119; 50,9%), дистальний холангіокарциному (n=30; 12,8%), рак ампули Фатера (n=26; 11,1%), внутрішньопротокову папілярну муцинозну неоплазію (n=17; 7,3%), рак дванадцятипалої кишки (n=12; 5,1%) та хронічний панкреатит (n=30; 12,8%). Передопераційні КТ-зображення в аксіальній площині на рівні передбачуваної лінії резекції вище верхньої брижової вени використовувалися для вимірювання щільності паренхіми підшлункової залози в одиницях Хаунсфілда (HU). Співвідношення D/P визначали шляхом вимірювання максимального діаметра головної протоки підшлункової залози та товщини підшлункової залози у двох перпендикулярних напрямках: вентродорсальному та краніокаудальному. Товщину паренхіми визначали як відстань від зовнішнього краю залози до стінки протоки. POPF визначали відповідно до критеріїв ISGPS. Прогностичне значення КТ-критеріїв оцінювали за допомогою логістичної регресії та ROC-аналізу. Результати. Частота клінічно значущої POPF (ступінь B/C) становила 18,8% (n=44). Медіана щільності паренхіми була значно нижчою в групі POPF у порівнянні з групою без POPF (22 проти 39,65 HU, p<0,001). Медіанні співвідношення D/P також були нижчими в групі POPF у вентродорсальній (0,14 проти 0,33, p<0,001) та краніокаудальній площинах (0,12 проти 0,255, p<0,001). Мультифакторна модель, яка включала щільність паренхіми та співвідношення D/P, мала найвищу прогностичну точність (AUC 0,92; 95% CI 0,87–0,96). Порогові значення щільності ≤26,6 HU та співвідношення D/P ≤0,2 забезпечували чутливість 81,8%, специфічність 91,7%, позитивну прогностичну цінність 62,5% і негативну прогностичну цінність 98,2% для POPF. Виявлено помірну позитивну кореляцію між щільністю паренхіми та співвідношенням D/P (r=0,29, p<0,001). Збільшення співвідношення D/P на 0,1 у вентродорсальній і краніокаудальній площинах було пов'язане зі зниженням ймовірності POPF на 86,4% (OR 0,136; 95% CI 0,058-0,318; p<0,001) і 72,6% (OR 0,274; 95% CI 0,117-0,639; p=0,003) відповідно. Висновки. Низька щільність паренхіми підшлункової залози (≤26,6 HU) та співвідношення D/P ≤0,2, визначені за допомогою КТ-планіметрії площини резекції, є незалежними предикторами клінічно значущої POPF після ПД. Прогностична модель, заснована на цих критеріях, дозволяє точно стратифікувати ризик виникнення POPF до операції. Виявлений зв'язок між щільністю паренхіми та співвідношенням D/P свідчить про загальні патофізіологічні механізми, що впливають на цілісність панкреатоеюностомії. Результати дослідження відкривають перспективи для впровадження персоналізованих профілактичних стратегій при ПД на основі передопераційної КТ-планіметрії.

Introduction. The study investigates the prognostic significance of preoperative computed tomography (CT) parameters, particularly pancreatic parenchymal density and duct-to-parenchyma (D/P) ratio, in predicting the risk of postoperative pancreatic fistula (POPF) following pancreatoduodenectomy (PD). POPF remains a major postoperative complication, with incidences between 6–60%, prolonging hospital stays and escalating treatment costs. This research addresses the limitations of subjective intraoperative assessments, proposing objective, preoperative CT-based criteria to forecast POPF risk. Methods. A prospective study was conducted with 234 patients undergoing PD between January 2022 and November 2023. The research employed multiphase contrast-enhanced CT imaging to assess pancreatic density (in Hounsfield Units, HU) and D/P ratio at the expected resection site above the superior mesenteric vein. Density was measured using unenhanced CT, while D/P ratios were calculated based on duct and parenchymal measurements in two planes. The radiologists were blinded to patient outcomes, and logistic regression models were utilized to assess the prognostic value of these metrics. Results. The study identified a significant association between lower pancreatic density and increased POPF risk. Patients with POPF had a median density of 22 HU compared to 39.65 HU in patients without POPF. Similarly, lower ventrodorsal and craniocaudal D/P ratios correlated with higher POPF incidence. Logistic regression models demonstrated that low pancreatic density and D/P ratio are independent predictors of POPF, with an area under the ROC curve (AUC) of 0.91 for pancreatic density and 0.86 for the D/P ratio. A combined model achieved the highest prognostic accuracy (AUC = 0.92), suggesting these parameters are valuable for preoperative POPF risk stratification. Conclusions. The study concludes that low pancreatic density and a low D/P ratio, identified through preoperative CT planimetry, are reliable predictors of POPF following PD. These parameters enable a more objective risk assessment, potentially guiding individualized surgical strategies to mitigate POPF risk. Future studies with larger cohorts are warranted to validate these findings and explore histological correlations.