Прогнозирование билиарной фистулы после панкреатодуоденальной резекции с применением нейросети

Цель. Установить факторы риска развития билиарной фистулы после панкреатодуоденальной резекции.

Материал и методы. С 2018 по 2023 г. выполнено 128 панкреатодуоденальных резекций. Развитие билиарной фистулы прогнозировали с помощью нейросети и метода логистической регрессии. Точность прогнозирования оценивали по результатам ROC-анализа. При сравнении ROC-кривых использовали тест ДеЛонг.

Результаты. Билиарная фистула развилась у 16 (12,5%) пациентов. При однофакторном анализе установлено, что риск формирования билиарной фистулы увеличивался при возрасте пациента >70 лет, индексе коморбидности Charlson >7 баллов, сахарном диабете, анемии после операции, диаметре общего желчного протока <5 мм и развитии панкреатической фистулы. По данным многофакторного анализа, риск развития билиарной фистулы возрастал при сахарном диабете, диаметре общего желчного протока <5 мм и анемии после панкреатодуоденальной резекции. Прогностическая многофакторная модель развития билиарной фистулы, построенная с помощью искусственной нейросети, продемонстрировала более высокую чувствительность (87,5%) и специфичность (95,5%) по сравнению с логистической регрессионной моделью (68,8 и 90,2%; p = 0,03).

Заключение. Использование нейросетей в предиктивном анализе результатов панкреатодуоденальной резекции позволяет увеличить эффективность прогнозирования билиарной фистулы.

1. Ветшев П.С., Чжао А.В., Ионкин Д.А., Степанова Ю.А., Жаворонкова О.И., Кулезнева Ю.В., Мелехина О.В., Панченков Д.Н., Астахов Д.А., Иванов Ю.В., Бруслик С.В., Свиридова Т.И. Применение мини-инвазивных технологий для абляции злокачественных опухолей поджелудочной железы. Анналы хирургической гепатологии. 2019; 24 (3): 87–98.

2. Шабунин А.В., Бедин В.В., Тавобилов М.М., Карпов А.А., Каралкин А.В., Василенко Е.И., Абрамов К.А., Ланцынова А.В. Определение оптимального варианта реконструктивного этапа панкреатодуоденальной резекции на основе модифицированного сцинтиграфического исследования моторики ЖКТ. Анналы хирургической гепатологии. 2023; 28 (3): 48–55. https://doi.org/10.16931/1995-5464.2023-3-48-55

3. Горин Д.С., Кригер А.Г., Галкин Г.В., Калинин Д.В., Глотов А.В., Калдаров А.Р., Гальчина Ю.С., Берелавичус С.В. Прогнозирование возникновения панкреатического свища после панкреатодуоденальной резекции. Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2020; 7: 61–67. https://doi.org/10.17116/hirurgia202007161

4. Патютко Ю.И., Котельников А.Г., Поляков А.Н., Подлужный Д.В. Эволюция хирургии рака головки поджелудочной железы и периампулярной зоны. Анналы хирургической гепатологии. 2019; 24 (3): 45–53. http://doi.org/10.16931/1995-5464.2019345-53

5. Кабанов М.Ю., Глушков Н.И., Семенцов К.В., Кошелев Т.Е., Савченков Д.К., Сизоненко Н.А., Голощапова И.М. Современные подходы к профилактике и лечению послеоперационных осложнений при раке головки поджелудочной железы. Вестник Национального медико-хирургического центра им. Н.И. Пирогова. 2023; 18 (2): 128–133. https://doi.org/10.25881/20728255_2023_18_2_128

6. Райн В.Ю. Билиарная фистула после панкреатодуоденальной резекции. Новости хирургии. 2022; 30 (1): 95–101.

7. Козлов И.А., Байдарова М.Д., Шевченко Т.В., Икрамов Р.З., Жариков Ю.О. Проксимальные резекции поджелудочной железы. Ближайшие результаты. Анналы хирургической гепатологии. 2020; 25 (4): 107–117.

8. Суворов В.А., Панин С.И., Коваленко Н.В., Жаворонкова В.В., Постолов М.П., Толстопятов С.Е., Бубликов А.Е., Панова А.В., Попова В.О. Прогнози рование панкреатической фистулы после панкреатодуоденальной резекции с использованием машинного обучения. Сибирский онкологический журнал. 2023; 22 (6): 25–34. https://doi.org/10.21294/1814-4861-2023-22-6-25-34

9. Birgin E., Tesfazgi W., Knoth M., Wilhelm T.J., Post S., Ruückert F. Evaluation of the new ISGLS definitions of typical posthepatectomy complications. Scand. J. Surg. 2019; 108 (2): 130–136. http://doi.org/10.1177/1457496918798202

10. El Nakeeb A., El Sorogy M., Hamed H., Said R., Elrefai M., Ezzat H., Askar W., Elsabbagh A.M. Biliary leakage following pancreaticoduodenectomy: prevalence, risk factors and management. Hepatobiliary Pancreat. Dis. Int. 2019; 18 (1): 67–72. https://doi.org/10.1016/j.hbpd.2018.10.005

11. Perri G., Bortolato C., Marchegiani G., Holmberg M., Romandini E., Sturesson C., Bassi C., Sparrelid E., Ghorbani P., Salvia R. Pure biliary leak vs. pancreatic fistula associated: nonidentical twins following pancreatoduodenectomy. HPB (Oxford). 2022; 24 (9): 1474–1481. https://doi.org/10.1016/j.hpb.2022.03.001

12. Andrianello S., Marchegiani G., Malleo G., Pollini T., Bonamini D., Salvia R., Bassi C., Landoni L. Biliary fistula after pancreaticoduodenectomy: data from 1618 consecutive pancreaticoduodenectomies. HPB (Oxford). 2017; 19 (3): 264–269. https://doi.org/10.1016/j.hpb.2016.11.011

13. Maatman T.K., Loncharich A.J., Flick K.F., Simpson R.E., Ceppa E.P., Nakeeb A., Nguyen T.K., Schmidt C.M., Zyromski N.J., House M.G. Transient biliary fistula after pancreatoduodenectomy increases risk of biliary anastomotic stricture. J. Gastrointest. Surg. 2021; 25 (1): 169–177. https://doi.org/10.1007/s11605-020-04727-y

14. Farooqui W., Penninga L., Burgdorf S.K., Storkholm J.H., Hansen C.P. Biliary leakage following pancreatoduodenectomy: experience from a high-volume center. J. Pancreat. Cancer. 2021; 7 (1): 80–85. https://doi.org/10.1089/pancan.2021.0014

15. Wang R., Jiang P., Chen Q., Liu S., Jia F., Liu Y. Pancreatic fistula and biliary fistula after laparoscopic pancreatoduodenectomy: 500 patients at a single institution. J. Minim. Access. Surg. 2023; 19 (1): 28–34. https://doi.org/10.4103/jmas.jmas_336_21

16. Мельников П.В., Доведов В.Н., Каннер Д.Ю., Черниковский И.Л. Искусственный интеллект в онкохирургической практике. Тазовая хирургия и онкология. 2020; 10 (3–4): 60–64.

17. Голубков А.В., Гаврилова М.П. Применение искусственных нейронных сетей в профилактической и клинической медицине (научный обзор). Профилактическая и клиническая медицина. 2020; 4 (77): 30–39. https://doi.org/10.47843/2074-9120_2020_4_30

18. Ingwersen E.W., Stam W.T., Meijs B.J.V., Roor J., Besselink M.G., Groot Koerkamp B., de Hingh I.H.J.T., van Santvoort H.C., Stommel M.W.J., Daams F.; Dutch Pancreatic Cancer Group. Machine learning versus logistic regression for the prediction of complications after pancreatoduodenectomy. Surgery. 2023; 174 (3): 435–440. https://doi.org/10.1016/j.surg.2023.03.012

19. Yoon S.J., Kwon W., Lee O.J., Jung J.H., Shin Y.C., Lim C.S., Kim H., Jang J.Y., Shin S.H., Heo J.S., Han I.W. External validation of risk prediction platforms for pancreatic fistula after pancreatoduodenectomy using nomograms and artificial intelligence. Ann. Surg. Treat. Res. 2022; 102 (3): 147–152. https://doi.org/10.4174/astr.2022.102.3.147

20. Singh G. Искусственный интеллект при колоректальном раке: обзор. Сибирский онкологический журнал. 2023; 22 (3): 99–107.