Η χρήση της ρομποτικής τεχνολογίας στη βελτίωση της χειρουργικής ακρίβειας, με τη χρήση μοντέλων μετα-ανάλυσης δεδομένων, σε επεμβάσεις μερικής νεφρεκτομής

Abstract

Background: Robotic or Robot‑assisted partial nephrectomy (RPN/RAPN) and open partial nephrectomy (OPN) represent the two main approaches in nephron‑sparing surgery. Their quality is commonly evaluated by the achievement of the Trifecta, a composite outcome that incorporates tumor‑free surgical margins, adequate preservation of renal function, and the avoidance of major complications. However, the Trifecta is characterized by significant heterogeneity in its definitions, particularly regarding the threshold of acceptable impact on renal function, which complicates evaluation in comparative studies. At the same time, the absence of a quantitative framework for the objective assessment of surgical precision creates a gap in linking technical approach with clinical outcomes. The aim of this dissertation was to investigate and interconnect all these elements, proposing an integrated model that captures the concept of surgical precision and its impact on Trifecta achievement. Main Part: The dissertation is structured into five studies. In the first study, mathematical modeling combined with a systematic review of the international literature was performed to compare different definitions of Trifecta. These were initially grouped according to two criteria: a reduction of ≤ 10% in estimated glomerular filtration rate (eGFR) and a limitation of ischemia time to < 25 minutes. Using a mathematical model (volume conservation equations), it was demonstrated that these two definitions practically represent different expressions of the same clinical entity. Therefore, Trifecta achievement rates can be used collectively in subsequent meta‑analyses, provided that appropriate subgroup analyses are applied. In the second study, the incidence of minor postoperative complications (Clavien–Dindo ≤ 2) in RPN/RAPN versus OPN was examined. A meta‑analysis of 16 comparative studies (3,238 patients), along with subgroup and meta‑regression analyses, demonstrated a clear advantage of the robotic approach (petoOR = 0.52, CI95% = [0.43; 0.64]), which remained consistent regardless of year of publication, single‑ or multi‑center design, or patient matching. This finding was attributed to intrinsic minimally invasive characteristics of robotic technology, which may also be associated with a higher level of surgical precision. The third study introduced a new variable: the ischemia ratio (I), defined as the proportion of ischemia duration to total operative time. From an analysis of 62 data sets (26,072 patients), the I ratio remained stable between RPN/RAPN and OPN, indicating that relative ischemia requirements are an inherent feature of partial nephrectomy and appear to be associated more with procedural complexity and hemostatic efficiency rather than with the surgical approach itself. In the fourth study, a second novel variable was developed: the rate of blood loss per minute (Q), defined as the amount of blood loss per minute of surgery. Analysis of 43 studies revealed that Q was significantly lower in RPN/RAPN (MDQ = –1.043 ml/min, CI95% = [–1.338; –0.747]), indicating faster and more accurate hemostasis and superior tissue handling. This advantage remained consistent in subgroup and sensitivity analyses, independent of sample size, risk of bias, or multicenter design. In the fifth study, these indicators were combined with an extensive meta‑analysis of 51 comparative studies evaluating Trifecta achievement and its individual components. RPN/RAPN demonstrated superiority in achieving Trifecta (ORs: 1.3–1.8), lower rates of both minor and major complications (ORs: 0.5–0.7 and 0.5–0.6, respectively), and a small though clinically marginal improvement in eGFR preservation (2–3 ml/min/1.73m²). Absolute ischemia times and positive surgical margin rates remained comparable between the two techniques. The final analysis highlighted that the improved surgical precision of RPN/RAPN, as captured by Q, is associated with a reduction in complications and a higher likelihood of achieving Trifecta, while the I ratio serves as a stable reference parameter within the proposed model. Conclusion: This dissertation developed and validated a unified (quantitative and qualitative) model for assessing surgical precision in partial nephrectomy. RPN/RAPN, through improved tissue handling (lower Q, indicating enhanced intraoperative surgical precision) and reduced complications, achieves higher Trifecta rates compared with OPN, ultimately providing superior surgical quality. The proposed model, which combines Trifecta with the novel variables I and Q, offers a functional and quantitative framework for future assessment of nephron‑sparing surgical techniques and highlights the robotic approach as superior in terms of surgical precision and the associated clinical outcomes, particularly regarding minor but also, secondarily, major postoperative complications.

Υπόβαθρο:Η ρομποτική μερική νεφρεκτομή (RPN/RAPN) και η ανοικτή μερική νεφρεκτομή (OPN) αποτελούν τις δύο κύριες προσεγγίσεις στη χειρουργική διατήρησης νεφρώνων. Η αξιολόγηση της ποιότητάς τους συνήθως βασίζεται στην επίτευξη της Trifecta, μιας σύνθετης έκβασης που ενσωματώνει τα ελεύθερα όγκου όρια εκτομής, την επαρκή διατήρηση της νεφρικής λειτουργίας και την αποφυγή σοβαρών επιπλοκών. Ωστόσο, η Trifecta χαρακτηρίζεται από σημαντική ετερογένεια στους ορισμούς της, ιδιαίτερα σε ότι αφορά στο όριο αποδεκτής επίδρασης στη νεφρική λειτουργία, δυσχεραίνοντας την αξιολόγηση σε συγκριτικές μελέτες. Παράλληλα, η έλλειψη ενός ποσοτικού πλαισίου για την αντικειμενική εκτίμηση της χειρουργικής ακρίβειας δημιουργεί κενό στη σύνδεση μεταξύ τεχνικής προσέγγισης και κλινικών εκβάσεων. Στόχος της παρούσας διατριβής ήταν να διερευνήσει και να συνδέσει όλα αυτά τα επιμέρους στοιχεία, προτείνοντας ένα ολοκληρωμένο μοντέλο που αποτυπώνει την έννοια της χειρουργικής ακρίβειας και τον αντίκτυπό της στην επίτευξη της Trifecta. Κυρίως Μέρος: Η διατριβή οργανώνεται σε πέντε μελέτες. Στην πρώτη μελέτη, πραγματοποιήθηκε μαθηματική μοντελοποίηση με συστηματική ανασκόπηση της διεθνούς βιβλιογραφίας και συγκρίθηκαν οι διαφορετικοί ορισμοί της Trifecta. Αυτοί ομαδοποιήθηκαν αρχικά βάσει δύο κριτηρίων: της μείωσης ≤ 10% στον εκτιμώμενο ρυθμό σπειραματικής διήθησης (eGFR) και του περιορισμού της διάρκειας ισχαιμίας < 25 λεπτά. Μέσω μαθηματικού μοντέλου (εξισώσεις διατήρησης όγκου), αναδείχθηκε ότι οι δύο αυτοί ορισμοί αντιπροσωπεύουν πρακτικά διαφορετικές εκφράσεις της ίδιας κλινικής οντότητας. Έτσι, οι συχνότητες επίτευξης της Trifecta μπορούν να χρησιμοποιηθούν συγκεντρωτικά σε μεταγενέστερες μετα-αναλύσεις, υπο την προϋπόθεση εφαρμογής κατάλληλης ανάλυσης υποομάδων. Στη δεύτερη μελέτη, εξετάστηκε η συχνότητα εμφάνισης ήπιων μετεγχειρητικών επιπλοκών (Clavien-Dindo ≤ 2) σε RPN/RAPN και OPN. Μέσω μετα-ανάλυσης 16 συγκριτικών μελετών (3.238 ασθενείς) και συμπληρωματικών αναλύσεων υποομάδων και μετα-παλινδρόμησης, καταδείχθηκε σαφές πλεονέκτημα της ρομποτικής προσέγγισης (petoOR = 0,52, CI95% = [0,43; 0,64]), το οποίο διατηρήθηκε ανεξαρτήτως έτους δημοσίευσης, σχεδιασμού βάσει πλήθους κέντρων αναφοράς ή αντιστοίχισης ασθενών. Το εύρημα αυτό αποδόθηκε σε εγγενή χαρακτηριστικά ελάχιστης επεμβατικότητας που παρέχει η ρομποτική τεχνολογία, τα οποία είναι επίσης δυνατό να συνδέονται και με αυξημένο επίπεδο χειρουργικής ακρίβειας. Η τρίτη μελέτη εισήγαγε μια νέα μεταβλητή: τον λόγο ισχαιμίας (I), δηλαδή την αναλογία της διάρκειας ισχαιμίας προς τον συνολικό χρόνο επέμβασης. Από ανάλυση 62 συνόλων δεδομένων (26.072 ασθενείς), ο λόγος I παρέμεινε σταθερός μεταξύ RPN/RAPN και OPN, δείχνοντας ότι οι αναλογικές απαιτήσεις ισχαιμίας αποτελούν εγγενές χαρακτηριστικό της μερικής νεφρεκτομής και φαίνεται να συνδέονται περισσότερο με την πολυπλοκότητα και την αποτελεσματικότητα της αιμόστασης, παρά με την ίδια τη χειρουργική προσέγγιση. Στην τέταρτη μελέτη, αναπτύχθηκε μια δεύτερη νέα μεταβλητή: ο ρυθμός απώλειας αίματος ανά λεπτό (Q), δηλαδή ο όγκος αίματος που χάνεται ανά λεπτό χειρουργείου. Από 43 μελέτες που αναλύθηκαν, ο ρυθμός μεταβολής Q ήταν σημαντικά χαμηλότερος στην RPN/RAPN (MDQ = –1,043 ml/min, CI95% = [–1,338; –0,747]), υποδεικνύοντας ταχύτερη και ακριβέστερη εφαρμογή αιμόστασης και καλύτερη διαχείριση ιστών. Το πλεονέκτημα αυτό παρέμεινε σταθερό σε αναλύσεις υποομάδων και ευαισθησίας, ανεξάρτητα από μέγεθος δείγματος, κίνδυνο μεροληψίας ή πολυκεντρικό σχεδιασμό. Στην πέμπτη μελέτη, οι παραπάνω δείκτες συνδυάστηκαν με λεπτομερή μετα-ανάλυση 51 συγκριτικών μελετών για την επίτευξη της Trifecta και των επιμέρους συστατικών της. Η RPN/RAPN εμφάνισε υπεροχή στην επίτευξη της Trifecta (ORs: 1,3–1,8), χαμηλότερα ποσοστά ήπιων και σοβαρών επιπλοκών (ORs: 0,5–0,7 & 0,5–0,6 αντίστοιχα) και μια μικρή, αν και κλινικά οριακή, βελτίωση στη διατήρηση του eGFR (2–3 ml/min/1,73m²). Οι διάρκειες ισχαιμίας και τα ποσοστά θετικών χειρουργικών ορίων παρέμειναν συγκρίσιμα μεταξύ των δύο τεχνικών. Η τελική ανάλυση ανέδειξε ότι η βελτιωμένη χειρουργική ακρίβεια της RPN/RAPN, όπως αποτυπώνεται από το Q, συνδέεται με τον περιορισμό επιπλοκών και την αυξημένη πιθανότητα επίτευξης της Trifecta, ενώ η αναλογία I λειτουργεί ως σταθερή παράμετρος αναφοράς στο προτεινόμενο μοντέλο. Συμπέρασμα: Η διατριβή διαμόρφωσε και τεκμηρίωσε ένα ενιαίο (ποσοτικό και ποιοτικό) μοντέλο αξιολόγησης της χειρουργικής ακρίβειας στη μερική νεφρεκτομή. Η RPN/RAPN, μέσω βελτιωμένου χειρισμού των ιστών (χαμηλότερο Q: δηλαδή βελτιωμένη διεγχειρητική χειρουργική ακρίβεια) και περιορισμού των επιπλοκών, επιτυγχάνει υψηλότερα ποσοστά Trifecta συγκριτικά με την OPN, παρέχοντας τελικά και υψηλότερη χειρουργική ποιότητα. Το προτεινόμενο μοντέλο, που συνδυάζει την Trifecta με τις νέες μεταβλητές I και Q, παρέχει ένα λειτουργικό και ποσοτικό πλαίσιο για τη μελλοντική αξιολόγηση τεχνικών στη χειρουργική διατήρησης νεφρώνων και αναδεικνύει την ρομποτική προσέγγιση ως ανώτερη σε επίπεδο χειρουργικής ακρίβειας, αλλά και εκβάσεων που αφορούν στην κλινική έκφανση αυτής, όπως είναι κυρίως οι ήπιες αλλά και δευτερευόντως οι μείζονες μετεγχειρητικές επιπλοκές.