Volume Of Liver Parenchyma Research Articles

ALPPS technique for two-stage liver resections: immediate and long-term results

Aim. To evaluate the immediate and long-term results of two-stage liver resection performed by means of ALPPS technique.Materials and methods. The retrospective analysis involved 7 patients (mean age 62 years) with intact liver parenchyma volume (Future Liver Remnant, FLR) <25%. All patients underwent ALPPS from 2014 to 2021. Both stages of ALPPS were performed in the traditional way. The increment of intact parenchyma on days 6–8 after stage I was evaluated by CT volumetry. The main operative characteristics, incidence of postoperative complications according to Clavien-Dindo and ISGLS, time without progression and life expectancy were analyzed.Results. The median duration of ALPPS stage I was 250 min, median blood loss was 600 ml, and stage II – 210 min and 300 ml, correspondingly. The median FLR before and after ALPPS stage I was 15.3% and 31.6%. The median FLR hypertrophy after ALPPS stage I accounted for 123%. The median interval between stage I and II of ALPPS was 10 days. All patients underwent R0 resection. The incidence of postoperative complications after ALPPS stage I was 14.3% (Clavien–Dindo I), after stage II – 57.1% (Clavien–Dindo III–V). The mortality rate within 90 days after ALPPS stage II accounted for 14.3%. Median follow-up was 25 months. The median time without progression in 6 patients operated for colorectal cancer metastases was 6 months, the median life expectancy was 31 months. The patient who underwent ALPPS for hepatocellular carcinoma is alive, no signs of disease progression have been detected.Conclusion. ALPPS provides a rapid and more than two-fold growth in FLR and increases the likelihood of R0 resection in patients with initially unresectable primary and secondary liver tumors. However, the immediate results of ALPPS are unsatisfactory. The indications for surgery are extremely controversial due to the development of drug therapies, ablation techniques and radiotherapy.

Chemotherapy-associated liver morphological changes in hepatic metastases (CALMCHeM).

To review imaging findings in chemotherapy-associated liver morphological changes in hepatic metastases (CALMCHeM) on computed tomography (CT)/magnetic resonance imaging (MRI) and its association with tumor burden. We performed a retrospective chart review to identify patients with hepatic metastases who received chemotherapy and subsequent follow-up imaging where CT or MRI showed morphological changes in the liver. The morphological changes searched for were nodularity, capsular retraction, hypodense fibrotic bands, lobulated outline, atrophy or hypertrophy of segments or lobes, widened fissures, and one or more features of portal hypertension (splenomegaly/venous collaterals/ascites). The inclusion criteria were as follows: a) no known chronic liver disease; b) availability of CT or MRI images before chemotherapy that showed no morphological signs of chronic liver disease; c) at least one follow-up CT or MRI image demonstrating CALMCHeM after chemotherapy. Two radiologists in consensus graded the initial hepatic metastases tumor burden according to number (≤10 and >10), lobe distribution (single or both lobes), and liver parenchyma volume affected (<50%, or ≥50%). Imaging features after treatment were graded according to a pre-defined qualitative assessment scale of "normal," "mild," "moderate," or "severe." Descriptive statistics were performed with binary groups based on the number, lobar distribution, type, and volume of the liver affected. Chi-square and t-tests were used for comparative statistics. The Cox proportional hazard model was used to determine the association between severe CALMCHeM changes and age, sex, tumor burden, and primary carcinoma type. A total of 219 patients met the inclusion criteria. The most common primaries were from breast (58.4%), colorectal (14.2%), and neuroendocrine (11.0%) carcinomas. Hepatic metastases were discrete in 54.8% of cases, confluent in 38.8%, and diffuse in 6.4%. The number of metastases was >10 in 64.4% of patients. The volume of liver involved was <50% in 79.8% and ≥50% in 20.2% of cases. The severity of CALMCHeM at the first imaging follow-up was associated with a larger number of metastases (P = 0.002) and volume of the liver affected (P = 0.015). The severity of CALMCHeM had progressed to moderate to severe changes in 85.9% of patients, and 72.5% of patients had one or more features of portal hypertension at the last follow-up. The most common features at the final follow-up were nodularity (95.0%), capsular retraction (93.4%), atrophy (66.2%), and ascites (65.7%). The Cox proportional hazard model showed metastases affected ≥50% of the liver (P = 0.033), and the female gender (P = 0.004) was independently associated with severe CALMCHeM. CALMCHeM can be observed with a wide variety of malignancies, is progressive in severity, and the severity correlates with the initial metastatic liver disease burden.

Quantifying Liver Heterogeneity via R2*-MRI with Super-Paramagnetic Iron Oxide Nanoparticles (SPION) to Characterize Liver Function and Tumor.

The use of super-paramagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs) as an MRI contrast agent (SPION-CA) can safely label hepatic macrophages and be localized within hepatic parenchyma for T2*- and R2*-MRI of the liver. To date, no study has utilized the R2*-MRI with SPIONs for quantifying liver heterogeneity to characterize functional liver parenchyma (FLP) and hepatic tumors. This study investigates whether SPIONs enhance liver heterogeneity for an auto-contouring tool to identify the voxel-wise functional liver parenchyma volume (FLPV). This was the first study to directly evaluate the impact of SPIONs on the FLPV in R2*-MRI for 12 liver cancer patients. By using SPIONs, liver heterogeneity was improved across pre- and post-SPION MRI sessions. On average, 60% of the liver [range 40-78%] was identified as the FLPV in our auto-contouring tool with a pre-determined threshold of the mean R2* of the tumor and liver. This method performed well in 10 out of 12 liver cancer patients; the remaining 2 needed a longer echo time. These results demonstrate that our contouring tool with SPIONs can facilitate the heterogeneous R2* of the liver to automatically characterize FLP. This is a desirable technique for achieving more accurate FLPV contouring during liver radiation treatment planning.

Extensive liver resection in a child with an extremely low future liver remnant volume

The incidence of posthepatectomy liver failure in adult patients and a large number of complications of two-stage liver resections require a search for criteria that allow highly accurate assessment of the risk of liver failure. For this purpose, the study of the future liver remnant volume and function have been widely introduced among adult patients, and the future liver remnant function measurement reflects the greater sensitivity. The absence of references to posthepatectomy liver failure, as well as the experience of determining the functional reserve of the future liver remnant in children, let us to suggest the possibility of a wider using one-stage liver resections when the future liver remnant volume is below the generally accepted threshold (25% of the healthy liver parenchyma volume) in the case of the functional reserve sufficient value. This clinical case describes the successful extended right hemihepatectomy and segmentectomy 1 in a 3-year patient with a future liver remnant volume of 16.5% without clinical signs of postresection hepatic failure, which confirms the thesis of the need to assess the functional liver reserve in pediatric oncology to reduce the frequency of two-stage resections and liver transplants. The patient’s parents gave consent to the use of their child’s data, including photographs, for research purposes and in publications.

Abstract No. 544 Evaluation of software predicting selective liver perfusion for embolization planning

To evaluate the accuracy of a liver embolization planning software (Liver ASSIST V.I. with Virtual Parenchymography prototype, GE Healthcare, Chicago, IL) to automatically predict perfused liver volume from any virtual selective injection point on a proximally enhanced planning cone-beam CT (CBCT). Planning CBCTs acquired proximally and associated selective CBCT couples from patients undergoing liver embolization in two centers were included in this retrospective study. Inclusion criteria were as follows: perfused liver parenchyma volume on the selective CBCT > 100cc and with adequate enhancement to allow for manual contouring. Perfused liver parenchyma was contoured manually on all selective CBCTs, defining the ground truth volume. The Virtual Perfused Volume (VPV) was obtained with the software by selecting the virtual injection point on the proximal CBCT matching the actual injection point of the associated selective CBCT. Software accuracy was evaluated by comparing the VPV to the ground truth volume after registering the proximal and selective CBCTs based on liver borders. Software accuracy is reported as relative volumetric error (%) and Dice spatial overlap coefficient (%). Results are expressed as mean [interquartile range]. 32 CBCT couples were included in 18 patients. Proximal CBCTs were acquired from the common (52%), right (18%), left (9%) or segmental (21%) hepatic arteries. Selective CBCTs were acquired from the right (12%), left (19%), and third or greater order right (65%) or left (4%) hepatic artery, with an average perfused liver parenchyma volume of 512cc [192, 699]. Software was successful in automatically computing VPV in all cases. Relative volumetric error and Dice coefficient were 15% [5%-20%] and 77% [73%-84%] in the entire cohort. In the sub-analysis on the 27 couples with proximal CBCTs acquired from the common, right or left hepatic artery, relative volumetric error and Dice coefficient were 12% [4%-18%] and 78% [74%-84%], with no significant difference between centers (P = .31 and .13). Preliminary evaluation of selective perfused liver volume prediction from proximal CBCTs showed acceptable accuracy. This software could help identify optimal embolization strategy based on a single proximal CBCT, avoiding multiple selective acquisitions for liver embolization planning. Further studies are warranted to demonstrate its benefits for radioembolization CBCT-based volumetry, reducing the need for distal vessel catheterization during mapping, and streamlining dosimetry workflow.

Characteristics of approaches that increase the effectiveness of surgical treatment of focal liver diseases

The aim of the study was to clarify the causes that reduce the effectiveness of surgical treatment of focal liver diseases of various origins. The presented review of the literature data showed an urgent need tothe need to remove large volumes of liver parenchyma. To reduce the number of complications (liver failure, bleeding), a combination of approaches is proposed. Use of chemotherapy andembolization of the arteries of the resection area reduces the size of the formation. Obstruction of portal vein branches by embolization or ligation increases the amount of repair and prevents the development of hepaticfailures. The rate of remnant hypertrophy increases the separation of the liver parenchyma along the resection border. Combined use of tactical approaches, modern equipment and surgical techniquesincreases the effectiveness of treatment of focal liver formations.

Mорфометрична характеристика структурної перебудови м’язової оболонки порожньої кишки при пострезекційній портальній гіпертензії

Introduction. Liver resection is widely used in modern surgical departments. Resections of large volumes of liver parenchyma are complicated by postresection portal hypertension, which leads to structural and functional changes in the organs of the basin portal hepatic vein. The features of the structural reconstruction of jejunum muscle at postresection portal hypertension have not been adequately investigated. The aim of the study. Morphometrical methods to study the features of remodeling of the structures of jejunum musclе at postresection portal hypertension. Materials and methods. The complex of morphological methods examined the jejunum of 45 sexuale mature white male rats, which were divided into 3 groups. The first group consisted of 15 intact animals, second-15 rats, in which 31.5% of the liver parenchyma was removed, third-15 animals after resection of 58, 1% of liver parenchyma. Euthanasia of rats was carried out by bloodletting in conditions of thiopental anesthesia 1 month after from the beginning of the experiment. From the jejunum histological preparations were made. The thickness of the circular and longitudinal muscle layers, the diameters of smooth myocytes and their nuclei, the nuclear-cytoplasmic relations in these cells, the stromal-myocytal relations, and the relative volumes of damaged myocytes were measured. Quantitative indicators were processed statistically. Results and discussion. It was established that one month after resection of 31.5% of liver parenchyma, morphometric indices were slightly changed. Removal of 58.1% of liver parenchyma leads to the development of postresection portal hypertension. The morphometric parameters of the structures of the circular and longitudinal layers of the muscle cover of the jejunum were manifested by altered ones. The thickness of the circular layer of the muscle membrane a month after the resection of 58.1 % of the liver parenchyma statistically significantly decreased by 4,1 %, the diameter of myocytes – by 6.1 %, the nuclear-cytoplasmic relation of them increased by 35.4 %, stromally -miocytal relation – by 14,3 %, relative the number of damaged myocytes – by 14.4 times. Quantitative morphological indices of the structures of the longitudinal layer of the jejunum muscle a month after the resection of 58.1% of the liver parenchyma changed in a similar manner, but the degree of their expression was smaller compared with the structures of the circular layer. Thus, the diameter of myocytes in the given experimental conditions was reduced by only 1,6 %, the diameter of the nuclei increased by 4.6 % (p <0.01), nuclearcytoplasmic relations – by 15.2 % (p <0.001), stromally -miocytal relations – by 14,1 %, relative volume of damaged myocytes by 8,1 times. Conclusions. The results of the study suggest that the removal of large volumes of liver parenchyma leads to postresection portal hypertension and pronounced morphological rearrangement (remodeling) of the structures of the circular and longitudinal layers of the jejunum muscle, characterized by disproportional uneven changes in the morphometric parameters of smooth myocytes, their nuclei, violations of nuclear-cytoplazmatic relations in these cells, atrophy, growth of stromal structures and relative volumes of damaged myocytes in the muscle, which may be complicated by the dysfunction of the organ.

ЕНДОГЕННА ІНТОКСИКАЦІЯ ОРГАНІЗМУ ПІДДОСЛІДНИХ ТВАРИН ПРИ УРАЖЕННІ ПОРОЖНЬОЇ КИШКИ ЗА УМОВ ПОСТРЕЗЕКЦІЙНОЇ ПОРТАЛЬНОЇ ГІПЕРТЕНЗІЇ

Вступ. Видалення великих об’ємів паренхіми печінки може супроводжуватися виникненням пострезекційної портальної гіпертензії. Остання призводить до морфологічної перебудови органів басейну ворітної печінкової вени, ураження їх структур, зростання ендогенної інтоксикації, яку при пошкодженнях порожньої кишки у названих патологічних умовах досліджено недостатньо. &#x0D; Мета дослідження – вивчити особливості ендогенної інтоксикації організму піддослідних тварин при ураженні порожньої кишки за умов пострезекційної портальної гіпертензії. &#x0D; Методи дослідження. Дослідження проведено на 60 білих щурах-самцях, яких поділили на 4 групи: 1-ша нараховувала 15 інтактних тварин; 2-га – 15 щурів, у яких було видалено 31,5 % паренхіми печінки; 3-тя – 15 тварин, в яких видалили 42 % паренхіми печінки; 4-та – 15 щурів після резекції 58,1 % паренхіми печінки. Евтаназію піддослідних тварин здійснювали шляхом кровопускання за умов тіопенталового наркозу через місяць від початку експерименту. Стан ендогенної інтоксикації оцінювали за концентрацією в сироватці крові ТБК-активних продуктів, визначенням окисної модифікації білків, вмістом молекул середньої маси. Гістологічні препарати з порожньої кишки фарбували гематоксилін-еозином, за ван-Гізон, Маллорі, Вейгертом, толуїдиновим синім. Гістостереометрично визначали відносні об’єми пошкоджених епітеліоцитів, м’язових клітин, ендотеліоцитів. Кількісні величини обробляли статистично. &#x0D; Результати й обговорення. У щурів через місяць після резекції 42 та 58,1 % паренхіми печінки спостерігали розширення печінкової ворітної вени, повнокров’я і розширення брижових вен та видимого венозного русла тонкої і товстої кишок. Виявлені зміни свідчили про наявність портальної гіпертензії. Слизова оболонка порожньої кишки повнокровна, набрякла, з поодинокими осередками точкових крововиливів. У стінці порожньої кишки виявили дистрофію, некробіоз епітеліоцитів, міоцитів, ендотеліоцитів, стромальних структур, інфільтративні та склеротичні процеси, які були більш виражені при резекції 58,1 % паренхіми печінки. Відносні об’єми пошкоджених досліджуваних структур значно зросли через місяць після резекції 42 % паренхіми печінки і найбільших величин досягли при видаленні 58,1 % об’єму даного органа, вказуючи на виражене ураження порожньої кишки в змодельованих експериментальних умовах. При виявленому ураженні порожньої кишки суттєво зросла ендогенна інтоксикація організму, що підтверджувалося достовірним (р&lt;0,05) збільшенням вмісту молекул середньої маси в сироватці крові, ТБК-активних продуктів, окисномодифікованих білків. Ступінь ендогенної інтоксикації організму при пострезекційній портальній гіпертензії залежав від вираження ураження порожньої кишки. &#x0D; Висновки. Резекція великих об’ємів паренхіми печінки призводить до розвитку пострезекційної портальної гіпертензії, пошкоджень структур порожньої кишки та ендогенної інтоксикації організму, яка супроводжується збільшенням вмісту молекул середньої маси, окисномодифікованих білків, активацією пероксидного окиснення ліпідів. Ступінь ендогенної інтоксикації організму залежить від видаленого об’єму паренхіми печінки та вираження пошкоджень структур порожньої кишки.

Морфометрична характеристика структурної перебудови м′язової оболонки дванадцятипалої кишки при пострезекційній портальній гіпертензії

Мета роботи: морфометричними методами вивчити особливості структурної перебудови м′язової оболонки дванадцятипалої кишки при пострезекційній портальній гіпертензії.&#x0D; Матеріали і методи. Комплексом морфологічних методів досліджено дванадцятипалу кишку 45 статевозрілих білих щурів-самців, які були розділені на 3-и групи. Перша група нараховувала 15 інтактних тварин, 2-а – 15 щурів, у яких було видалено 31,5 % паренхіми печінки, 3-я – 15 тварин після резекції 58, 1 % паренхіми печінки. Евтаназію щурів здійснювали кровопусканням в умовах тіопенталового наркозу через один місяць від початку експерименту. Із дванадцятипалої кишки виготовляли гістологічні мікропрепарати. Вимірювали товщини колового та поздовжнього шарів м′язової оболонки, діаметри гладких міоцитів та їх ядер, ядерно-цитоплазматичні відношення у цих клітинах, стромально-міоцитарні відношення, відносні об′єми пошкоджених міоцитів.&#x0D; Результати досліджень та їх обговорення. Встановлено, що через місяць після резекції 31,5 % паренхіми печінки досліджувані морфометричні показники змінювалися незначно. Видалення 58,1 % паренхіми печінки призводило до розвитку пострезекційної портальної гіпертензії. Виражено зміненими при цьому виявилися морфометричні параметри структур колового та поздовжнього шарів м’язової оболонки дванадцятипалої кишки. Товщина колового шару м’язової оболонки через місяць після резекції 58,1 % паренхіми печінки статистично достовірно зменшилася на 5,0 %, діаметр міоцитів – на 8,7 %, ядерно-цитоплазматичні відношення у них зросли на 42,8 %, cтромально-міоцитарні відношення –на 21 %, відносний об’єм пошкоджених міоцитів – у 15,9 раза. Кількісні морфологічні показники структур поздовжнього шару м’язової оболонки дванадцятипалої кишки через місяць після резекції 58,1 % паренхіми печінки змінювалися аналогічно, але ступінь їх вираження був меншим порівняно із структурами колового шару. Так, діаметр міоцитів у даних експериментальних умовах виявився зменшеним всього на 0,92 %, діаметр ядер зріс на 7,1 % (р&lt;0,05), ядерно-цитоплазматичні відношення – на 16,8 % (р&lt;0,001), стромально-міоцитарні відношення – на 14,7 %, відносний об’єм пошкоджених міоцитів – у 9,3 раза. Результати проведеного дослідження стверджують, що видалення великих об’ємів паренхіми печінки призводить до пострезеційної портальної гіпертензії та вираженої морфологічної перебудови (ремоделювання) структур колового та поздовжнього шарів м’язової оболонки дванадцятипалої кишки, яке характеризується диспропорційними нерівномірними змінами морфометричних параметрів гладких міоцитів, їх ядер, порушеннями ядерно-цитолазматичних відношень у цих клітинах, атрофією, зростанням стромальних структур та відносних об’ємів пошкоджених міоцитів у м′язовій оболонці, що може ускладнюватися дисфункцією ушкодженого органа.

Особливості процесів ліпопероксидаціїв порожній кишціпри резекції різних об’ємів паренхіми печінки

Introduction. Resections of large volumes of liver parenchyma are complicated by postresection portal hypertension, which leads to structural and functional changes in the organs of the basin portal hepatic vein. The features of the remodeling of the jejunum structures and the features of the processes of lipid peroxidation after resection of different volumes of liver parenchyma were not adequately investigated.The aim of the study – to learn the features of lipid peroxidation processes in the jejunum of experimental animals after resection of different volumes of liver parenchyma.Research Methods. The studies were performed on 36 white male rats, which were divided into 3 groups. The first group consisted of 12 intact experimental animals (control), 2nd – 12 animals, which removed the left side lobe of the liver, which was 31.5% of its parenchyma, 3rd – 12 rats after resection of the left and right lateral lobes, that is 58, 1% of liver parenchyma. One month after the beginning of the experiment, euthanasia of rats was performed by bloodletting under conditions of thiopental anesthesia. In quantitative evaluation of lipid peroxidation processes, the content of diene conjugates and active products of thiobarbituric acid in the wall jejunum homogenates were determined. Sections from the jejunum were fixed in a 10% neutral formalin solution, and after conducting, the ethyl alcohol of increasing concentration was placed in paraffin. Histologic sections 5–7 мm thick after deparaffinization were stained with hematoxylin-eosin, for van Gizon, Mallory, Weigert, and toluidine blue. Gistostereometrically there were determined the relative volumes of damaged endothelial cells, epithelial cells, smooth myocytes, relative volume of stroma in the muscle. A correlation analysis was carried out between biochemical and histostereometric indices with the definition of the coefficient (r) of correlation. Quantitative values were processedstatistically.Results and Discussion. It was established that in conditions of the simulated experiment one month after the resection of the liver the expressed processes of lipid peroxidation occurred in the intestine. Thus, after removal of 31.5% of the liver parenchyma, the content of diene conjugates increased in 1.9 times after resection of 58.1% of liver parenchyma – 3.4 times, the concentration of active products of tiobarbituric acid, respectively, in 2.1 and 6.7 times. The obtained and analyzed indicators testify that at removal of significant volumes of liver parenchyma processes of peroxide oxidation of lipids, which depend on the removed volume of a liver, are substantially increased. A relative volume of damaged epithelial cells of the mucous membrane of the jejunum in the 2nd group of observations increased in 2.6 times, endothelial cells – 2 times, smooth myocytes – 1.86 times, stroma in the muscle of the jejunum– 12.7%. After resection of 58.1% of liver parenchyma,the investigated morphometric parameters increased by 30.6; 19.0; 11.8 and 2.4 times. Correlation connections between the concentrationlipid peroxidation products and relative volumes of damaged endothelial cells, epithelial cells, smooth myocytes and stroma in the wall of the jejunum were positive and significant and intensified when 58.1% of liver parenchyma were removed and ranged from +0.53 to +0.84,Conclusions. Lipid peroxidation plays an important role in the adaptive-compensatory processes of the jejunumafter resection of different volumes of liver parenchyma. The degree of morphological changes in the jejunum correlates with the concentration oflipid peroxidation products and depends on the removed volume of liver parenchyma.

МОРФОМЕТРИЧНА ОЦІНКА ОСОБЛИВОСТЕЙ РЕМОДЕЛЮВАННЯ СТРУКТУР ПОРОЖНЬОЇ КИШКИ ПРИ РЕЗЕКЦІЯХ РІЗНИХ ОБ’ЄМІВ ПЕЧІНКИ

Пострезекційна портальна гіпертензія, що виникає після видалення великих об′ємів паренхіми печінки, призводить до венозного застою та структурних змін в органах портальної системи. Адаптаційно-компенсаторні процеси у травній системі при резекціях різних об′ємів печінки досліджені недостатньо.Мета – кількісне морфологічне вивчення особливостей ремоделювання структур порожньої кишки при резекціях різних об’ємів печінки.Матеріали та методи. Дослідження проведені на 43 статевозрілих щурах-самцях, які були розділені на 4 групи. 1-а група нараховувала 12 інтакних тварин, 2-а – 11 щурів після резекції 31,5 % паренхіми печінки, 3-я – 12 тварин після резекції 42,0 % об’єму печінки, 4-а – 8 щурів після резекції 58,1 % печінки. Евтаназія дослідних тварин здійснювалася кровопусканням в умовах тіопенталового наркозу через 1 місяць від початку експерименту. Вирізані шматочки із порожньої кишки фіксували в 10 % нейтральному розчині формаліну і після відповідного проведення через етилові спирти зростаючої концентрації заливали у парафінові блоки за загальноприйнятою методикою. Гістологічні зрізи товщиною 5–7 мкм після депарафінізації фарбували гематоксилін-еозином, за ван-Гізоном, Маллорі, Вейгертом, толуїдиновим синім. Морфометрично на гістологічних препаратах порожньої кишки визначали товщини слизової, м’язової, серозної оболонок та підслизового прошарку, довжину, ширину ворсинок, глибину, ширину крипт, висоту покривних епітеліоцитів, діаметр їх ядер, ядерно-цитоплазматичні відношення в епітеліоцитах, відносний об’єм уражених епітеліоцитів, вичисляли підслизово-слизовий та підслизово-м’язовий індекси. Кількісні величини оброблялися статистично.Результати й обговорення. Усестороннім аналізом отриманих морфометричних даних встановлено, що через місяць після резекції 31,5 % паренхіми печінки вони змінювалися незначно. Після резекції 42 % паренхіми печінки ремоделювання структур порожньої кишки було більш вираженим. У даних умовах експерименту нерівномірно та диспропорційно змінювалися морфометричні показники оболонок порожньої кишки, порушувалися відношення між ними, виникали патогістологічні зміни у стінці досліджуваного органа. Найбільш виражено зміненими виявилися морфометричні параметри порожньої кишки через місяць після резекції 58,1 % паренхіми печінки. Нерівномірні зміни просторових характеристик оболонок кишки призводили до збільшення підслизово-слизового індекса на 35,2 %, а підслизово-м’язового – на 26,1 %, кількість пошкоджених епітеліоцитів – у 30,5 рази порівняно з контрольними морфометричними показниками.Висновки. Резекція 42 % та більше паренхіми печінки призводить до вираженого ремоделювання структур порожньої кишки, яке характеризується вираженими змінами морфометричних параметрів слизової, м’язової оболонок, підслизового прошарку, ворсинок, крипт, епітеліоцитів, порушенням співвідношень між просторовими характеристиками оболонок, ядром та цитоплазмою епітеліоцитів, істотним їх ураженням, що може призводити до дисфункції ушкодженого органа.

Кількісний морфологічний аналіз особливостей ремоделювання артерій дванадцятипалої кишки при резекціях різних об’ємів паренхіми печінки

Мета роботи: за допомогою кількісних морфологічних методів вивчити особливості ремоделювання артерій дванадцятипалої кишки при резекції різних об′ємів паренхіми печінки.Матеріали і методи. Комплексом морфологічних методів досліджено дванадцятипалу кишку 43 статевозрілих білих щурів-самців, які були розділені на 4-и групи. 1-у групу складали 12 інтактних тварин, 2-у – 11 щурів, у яких було видалено 31,5 % паренхіми печінки, 3-ю – 12 тварин, яким видаляли 42 % паренхіми печінки, 4-у – 8 щурів після резекції 58, один % паренхіми печінки. Евтаназію дослідних тварин здійснювали кровопусканням в умовах тіопенталового наркозу через один місяць від початку експерименту. Із дванадцятипалої кишки виготовляли гістологічні мікропрепарати. Проводили морфометрію артерій дрібного калібру (26–50) мкм дванадцятипалої кишки, при якій вимірювали їх зовнішній, внутрішній діаметри, товщину мелії та адвентиції, висоту ендотеліоцитів, діаметр їх ядер, визначали індекс Вогенворта, ядерно-цитоплазматичні відношення в ендотеліоцитах та відносний об′єм ушкоджених ендотеліоцитів. Кількісні показники обробляли статистично.Результати досліджень та їх обговорення. Встановлено, що при резекції 31,5 % паренхіми печінки досліджувані морфометричні показники змінювалися незначно. При видаленні 42 % паренхіми печінки зовнішній діаметр вказаних судин статистично достовірно (р&lt;0,001) збільшився на 8,1 %, а товщина медії та адвентиції – відповідно, на 21,3 та 8,6 %, індекс Вогенворта зріс у 1,76 раза, а внутрішній діаметр зменшився на 18,5 %. Нерівномірно, диспропорційно при цьому змінювалися морфометричні параметри ендотеліоцитів та їх ядер, що призводило до виражених змін у них співвідношень між ядром та цитоплазмою, що свідчило про порушення клітинного структурного гомеостазу. Найбільш виражені зміни досліджуваних судин виявлено через місяць після видалення 58,1 % паренхіми печінки. При цьому зовнішній діаметр артерій дрібного калібру статистично достовірно (р&lt;0,001) зріс на 9,5 %, товщина медії – на 36,9 %, товщина адвентиції – на 44,8 %, індекс Вогенворта – у 2,66 раза, вказуючи на істотне порушення пропускної здатності досліджуваних судин. Просвіт артерій дрібного калібру при цьому з вираженою статистичною достовірністю (р&lt;0,001) зменшився на 31,4 %.Висота ендотеліоцитів даних судин виявилася зміненою на 13 %, а їх ядер – на 8,4 % (р&lt;0,001). Ядерно-цитоплазматичні відношення в ендотеліоцитах досліджуваних артерій виявилися суттєво порушеними, а відносний об’єм ушкоджених ендотеліоцитів при цьому зріс у 15,9 раза. Наведене свідчить про виражене ремоделювання артерій дванадцятипалої кишки при видаленні 42 та 58,1 % паренхіми печінки, яке призводить до погіршення кровопостачання органа, гіпоксії, дистрофії, некробіозу клітин і тканин, а пізніше до інфільтративних та склеротичних процесів.

Стан антиоксидантної системи експериментальних тварин при пошкодженні дванадцятипалої кишки за умов пострезекційної портальної гіпертензії

Introduction. The resections of large volumes of the liver leads to postresection portal hypertension that results in structural-functional changes in the organs of portal vena system. The features of remodeling structures of duodenum and state of the antioxidant system of organism in the conditions of postresection portal hypertension are not studied yet. The aim of the study – to learn the state of the antioxidant system for experimental animals at the structural-functional changes of duodenum in the conditions of postresection portal hypertension. Research Methods. The studies were performed on 39 white male rats, which were divided into 3 groups. The first group consisted of 15 intact experimental animals (control), 2nd – 12 animals, which eliminated 42 % of liver parenchyma, 3rd – 12 rats after resection of 58.1 % of liver parenchyma. One month after the beginning of the experiment, euthanasia of rats was performed by bloodletting under conditions of thiopental anesthesia. In the blood of experimental animals, indicators characterizing the state of oxidative protection were determined – the activity of superoxidedismutase, catalase and ceruloplasmin. Sections of the duodenum were fixed in a 10 % neutral formalin solution and, after passing through the ethyl alcohol of increasing concentration, were placed in paraffin. Histologic sections 5–7 мm thick after deparaffinization were stained with hematoxylin-eosin, for van Gizon, Mallory, Weigert, and toluidine blue. Gistostereometrically determined the relative volumes of damaged endothelial cells, epithelial cells, smooth myocytes. A correlation analysis was carried out between biochemical and histogeometric indices with the definition of the coefficient (r) of correlation. Quantitative values were processed statistically. Results and Discussion. It is set that in the conditions of the modelled experiment activity of superoxidedismutase at the resection of 42 % parenchyma of liver statistically for certain (р&lt;0.001) diminished on 15.5 % and at removal of 58.1 % parenchima of liver – on 25 %; activity of catalase – accordingly on 22.2 and 38.8 % and activity of ceruloplasmin – on 15.3 and 21.3 %. Received and the analyzed indexes testify that at resection of considerable volumes (42; 58.1 %) parenchyma of liver antioxidant defence of organism gets worse substantially and depends on removal at volumes of liver. A relative volume of the damaged endotheliocytes is in 2 to the group of supervisions with high authenticity (р&lt;0.001) grew in 8.4 times, epithelial cells – in 18.9 times, and smooth myocytes – in 12 times. After the resection of 58.1 % parenchyma of liver the investigated morphometric parameters increased accordingly in 15.8; 31.4 and 18.1 times. Correlation connections between the indexes of antioxidant defence and relative at volumes of the damaged endotheliocytes, epithelial cells and smooth myocytes in duodenum at resection 42 % parenchima of liver were opposite moderate and significance (r=–0.48ч–0.56) at resection 58.1 % of liver – significance (r=–0.72÷-0.83). Conclusions. The obtained results indicate that antioxidant protection of the organism plays an important role in the adaptive-compensatory processes of the duodenum after resection of different volumes of liver parenchyma. The degree of antioxidant defense of the organism depends on the removed volume of liver parenchyma and the number of damaged structures of the duodenum.

Percutaneous cholangiostomy for portal cholangiocarcinoma

to analyze the efficacy of interventional methods in treatment of Klatskin tumor patients. Treatment of 133 patients with Klatskin tumor for the period 2000-2015 was analyzed. Bismuth I type was revealed in 28 (21.1%) cases, type II - in 45 (33.8%) cases, type III - in 51 (38.3%) cases, type IV - in 9 (6.8%) cases. All patients underwent sonofluoroscopy-assisted percutaneous transhepatic cholangiostomy using self-fixing Pig tail 8Fr drains at the first stage followed by externointernal drainage or antegrade biliary stenting. We deployed 1-6 drains simultaneously or step by step depending on severity of biliary occlusion. Technical success was achieved in all patients. Major postoperative complication such as drain dislocation followed by advanced biliary peritonitis was observed in 1 (0.8%) case. Minor complications occurred in 22 (16.5%) patients. In-hospital mortality was 7.5% (10 patients). The cause of death was severe liver-renal failure. Liver abscesses occurred in 13 patients after transpapillary externointernal drainage on background of temporary occlusion of biliary drain. This required interventional surgery. Obstructive jaundice management should be performed using interventional techniques simultaneously or step by step if unresectable tumor or inoperable patient are present. Herewith it is advisable to restore bile flow in maximal volume of liver parenchyma. Use of uncovered self-expanding biliary stents for palliative treatment of Klatskin tumor may be realized in «hybrid» variant to control stent patency as well as for neoadjuvant therapy of tumor.

Decision Making Around Optimal Management of Liver-Limited Metastatic Colorectal Cancer

Since the early 1980s, selected patients with liver-limited colorectal metastases (CRLM) have increasingly been offered hepatic resection with the aim of improving longterm survival. Meta-analysis suggests approximately 40 % of patients undergoing surgery are alive 5 years later, with 25 % surviving for 10 years. 1 These impressive results have established hepatic resection as a key treatment modality for CRLM. Patients are now considered technically resectable if all disease can be removed with microscopically negative margins whilst maintaining a sufficient volume of liver parenchyma. However, it is also clear that not all patients with technically resectable liver metastases enjoy long-term survival after surgery; within 1 year approximately 30 % will develop recurrence and 15 % will succumb to their disease. 2 While there is broad agreement among liver surgeons over which patients clearly should and should not be offered resection, we have demonstrated that in the UK there is a lack of consensus between liver surgeons and oncologists. 3 For a patient with a small solitary liver metastasis presenting several years after primary resection, surgery is generally accepted to offer a clear and significant long-term survival benefit. For patients with synchronous extensive large-volume disseminated disease, surgery is generally considered inappropriate. Deciding on the optimal management strategy for patients who fall into the gray area between these two groups is one of the most challenging decisions in the management of CRLM and involves careful assessment of both technical and onco

Effect of major liver resection on colon cancer metastasis in the lung and liver.

e14014 Background: Liver resection is a common procedure in liver-metastatic colon cancer. However, recurrence is common and distant liver metastasis may be appear after liver resection. Methods: Experimental liver metastases were established by spleen injection of the Colon 26 murine colon cancer cell line expressing green fluorescent protein (GFP) into transgenic nude mice expressing red fluorescent protein (RFP). Experimental liver metastases was established by splenic injection of Colon-26-GFP. Experimental lung metastases were established by tail vein injection with Colon 26-GFP. Three days after cell injection into the spleen or tail vein, groups of mice underwent liver resection (35%+35% [repeated minor resection] vs. 70% [major resection]). Metastatic tumor growth was measured by color-coded fluorescence imaging of the GFP-expressing cancer cells and RFP-expressing stroma. Results: Although major and repeated minor resection removed the same volume of liver parenchyma, the two procedures had very different effects on metastatic tumor growth. Major resection, stimulated liver and lung metastatic growth as well as recruitment of host-derived stroma into the metastases compared to repeated minor resection. Repeated minor resection did not stimulate metastasis or stromal recruitment. There was no significant difference in liver regeneration between the two groups. TGF-β was also preferentially stimulated by major resection. Conclusions: Host-derived stroma density, which is stimulated by major resection compared to repeated minor resection, may stimulate metastatic growth. Stromal growth may be stimulated by TGF-β. The results of this study indicate that caution should be taken when planning a major liver resection for metastatic colorectal cancer. Conservative resections that spare liver parenchyma should be considered whenever possible.

Abstract 4583: Comparison of repeated minor liver resection and major resection on lung metastasis growth in mice

Abstract This study examines the effects of types of liver resection on the growth of liver and lung metastasis. Experimental liver metastases were established by spleen injection of the Colon 26 murine adenocarcinoma cell line expressing GFP into transgenic nude mice expressing RFP. Experimental lung metastases were established by tail vein injection with Colon 26-GFP. Three days after cell injection, groups of mice underwent liver resection (35%+35% [repeated minor resection] vs. 70% [major resection]). Metastatic tumor growth was measured by color-coded fluorescence imaging of the GFP-expressing cancer cells and RFP-expressing stroma. Although major and repeated minor resection removed the same volume of liver parenchyma, the two procedures had very different effects on metastatic tumor growth: major resection, stimulated liver and lung metastatic growth as well as recruitment of host-derived stroma compared to repeated minor resection. Repeated minor resection did not stimulate metastasis or stromal recruitment. There was no significant difference in liver regeneration between the two groups. Host-derived stroma density, which is stimulated by major resection compared to repeated minor resection, may stimulate growth in the liver-metastatic tumor. TGF-β is also preferentially stimulated by major resection and may play a role in stroma and metastasis stimulation. The results of this study indicate that when liver resection is necessary, repeated minor liver resection is superior to major liver resection, since major resection, in contrast to repeated minor resection, stimulates metastasis, which should be taken into consideration in clinical situations indicating liver resection. Citation Format: {Authors}. {Abstract title} [abstract]. In: Proceedings of the 103rd Annual Meeting of the American Association for Cancer Research; 2012 Mar 31-Apr 4; Chicago, IL. Philadelphia (PA): AACR; Cancer Res 2012;72(8 Suppl):Abstract nr 4583. doi:1538-7445.AM2012-4583

Major liver resection stimulates stromal recruitment and metastasis compared with repeated minor resection

BackgroundThe present study examined the effects of types of liver resection on the growth of liver and lung metastases. MethodsExperimental liver metastases were established by spleen injection of the Colon 26 murine adenocarcinoma cell line expressing green fluorescent protein (GFP) into transgenic nude mice expressing red fluorescent protein. Experimental lung metastases were established by tail-vein injection with Colon 26-GFP. Three days after cell injection, groups of mice underwent (35% + 35% repeated minor resection versus 70% major resection versus 35% minor resection). Metastatic tumor growth was measured by color-coded fluorescence imaging of the GFP-expressing cancer cells and red fluorescent protein-expressing stroma. ResultsAlthough major and repeated minor resection removed the same total volume of liver parenchyma, the 2 procedures had very different effects on metastatic tumor growth. Major resection stimulated liver and lung metastatic growth and recruitment of host-derived stroma compared with repeated minor resection. Repeated minor resection did not stimulate metastasis or stromal recruitment. No significant difference was found in liver regeneration between the 2 groups. Host-derived stroma density, which was stimulated by major resection compared with repeated minor resection, might stimulate growth in the liver-metastatic tumor. Transforming growth factor-β is also preferentially stimulated by major resection and might play a role in stromal and metastasis stimulation. ConclusionsThe results of the present study indicate that when liver resection is necessary, repeated minor liver resection will be superior to major liver resection, because major resection, unlike repeated minor resection, stimulates metastasis. This should be taken into consideration in clinical situations that require liver resection.

Stereotactic body radiotherapy (SBRT) in combination with surgery for primary and metastatic liver tumors.

347 Background: Evaluate the feasibility, safety, and efficacy of SBRT in combination with surgery for primary and metastatic liver tumors. Methods: 12 patients completed hepatectomy and SBRT for either hepatocellular carcinoma (HCC) (3) or metastases from colorectal (4), neuroendocrine (2), uterine (2), or sarcoma (1) primary. All patients with metastases completed chemotherapy. Most patients (7) had resection of their operable metastases, total of 19, and gold fiducials placed in the unresectable lesions, total of 9, to facilitate definitive adjuvant SBRT. One patient with an unresectable metastasis received preoperative SBRT. Two patients with HCC had SBRT as a bridge to liver transplant. Two patients had salvage SBRT for recurrence after surgery. All patients completed 4D-CT for ITV definition and SPECT/CT to define functional normal liver parenchyma volume (NLV). MV-fluoro was performed to confirm tumor/fiducial respiratory motion within the PTV. Results: All patients successfully completed a combination of hepatectomy and SBRT. Seventeen hepatic lesions (≤ 2/patient) were treated with SBRT with a mean PTV 186.0 cc (15.1-803.5). The mean dose was 49.3 Gy (39-60) prescribed to the PTV in 5-6 fractions. With median follow-up of 9.2 months (2.8-15.3) there was no RILD &gt; Grade 1 observed. The most common toxicity was Grade ≤ 2 fatigue. Nine patients had reduced SPECT-NLV vs. calculated NLV by a mean of 487.5 cc (p = 0.0004). In 6 of these, the SPECT-NLV vs. the CT-NLV was reduced by a mean of 253.9 cc (44.6 - 1076.2) reflecting the importance of SPECT functional imaging for SBRT planning. Postoperative morbidity was ≤ Grade 1. All surgical margins were negative. Three patients developed intrahepatic failures post SBRT. However, on follow-up imaging no in-field failures have occurred. Conclusions: The combination of liver SBRT with hepatic resection is safe and effective. It can be used preoperatively to increase resectability or to salvage surgical failures. We also report on the combination of limited hepatectomy for peripheral (including bilobar) hepatic metastases with planned SBRT to unresectable metastatic lesion(s). SBRT planning with SPECT/CT allows identification and preservation of the NLV.

Abstract 2371: Comparison of repeated minor liver resection and major resection on lung metastasis growth in mice

Abstract Liver resection has traditionally been the first choice treatment for patients presenting with primary and metastatic liver tumor. Many of the factors up-regulated during liver regeneration after a liver resection have been implicated in tumor growth and the extent of the up-regulation of these factors correlate with the degree of liver resection. However, the effects of a major liver resection compared to repeated minor resections on the growth of malignant tumor are unknown. This study examines the effects of liver regeneration on the growth of the lung metastatic tumors in an established mouse model, after major (70%) and repeated minor (35%+35%) liver resection. Experimental lung metastases were established by tail vein injection with the Colon 26 murine adenocarcinoma cell line expressing green fluorescent protein (GFP). Three days after cancer cell injection, groups of mice underwent liver resection (35%+35% vs. 70%). Lung tumor growth was measured by fluorescence imaging with the Olympus OV100 Small Animal Imaging System. Although, major and repeated minor resection removed the same volume of liver parenchyma, the two procedures had very different effects on lung metastases growth: Major resection stimulated lung metastatic growth. In contrast to major resection, repeated minor resection significantly inhibited the growth of metastatic lung tumors. There was no significant difference in liver regeneration between the two groups. These results show that repeated minor resection of liver is much safer regarding tumor stimulation than major resection. The results of this study indicate that when liver resection is necessary, repeated minor liver resection is superior to major liver resection, since repeated minor resection inhibits lung metastasis and major resection stimulates lung metastasis. Citation Format: {Authors}. {Abstract title} [abstract]. In: Proceedings of the 102nd Annual Meeting of the American Association for Cancer Research; 2011 Apr 2-6; Orlando, FL. Philadelphia (PA): AACR; Cancer Res 2011;71(8 Suppl):Abstract nr 2371. doi:10.1158/1538-7445.AM2011-2371