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* Perfusion Technology Program - Baylor College of Medicine - Department of Surgery ** Baylor College of Medicine - Department of Surgery *** Baylor College of Medicine - Department of Anesthesiology |
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Originalmente publicado em Tecnologia Extracorpórea - Revista Latinoamericana 5,12-16, 1998.
Reproduzido com permissão dos Editores. Tradução do original: Maria Helena L. Souza e Decio O. Elias |
Resumo Introdução Circuitos |
Discussão Summary Referências |
A correção cirúrgica dos aneurismas do arco aórtico está progredindo com a utilização da per-fusão cerebral retrógrada. Os Drs. M.E. DeBakey, E.S. Crawford, D.A. Cooley e G.C. Morris pioneiramente publicaram a ressecção e reparo com sucesso de um aneurisma fusiforme do arco aórtico, com substituição por enxerto em 1957 [1]. Desde então, os Drs. Crawford e J.S. Coselli tem buscado materiais e técnicas que transformaram este procedimento, geralmente acompanhado de alta mortalidade e morbidade, em uma alternativa mais viável. Cada vez mais pacientes são submetidos à essa correção e no pós-operatório, retornam à uma vida normal saudável.
A doença aneurismática que compromete o arco aórtico é uma condição severa e acompanhada de elevada morbidade, se não tratada. A correção implica num dos mais complexos desafios técnicos da cirurgia moderna. Primeiramente publicado por DeBakey et al [1], em 1957, o procedi-mento se acompanhou de elevadas mortalidade e morbidade até os anos oitenta [2]. A injúria isquêmica do sistema nervoso central e as hemorragias peri-operatórias incontroláveis constituiam-se nas principais causas das elevadas taxas de morbidade e mortalidade [3].
Um grande progresso foi a popularização da hipotermia profunda e da parada circulatória para o tratamento das patologias do arco aórtico, por Griepp et al [4]. A parada circulatória com hipotermia profunda provê um campo operatório exangue e imóvel, para a realização desse difícil procedimento, eliminando a maioria dos problemas com as hemorragias peri-operatórias incontroláveis. A hipotermia profunda protege o cérebro, o coração, os rins e outros órgãos, presumivelmente pela redução da atividade metabólica. Entretanto, a experiência clínica e pesquisas experimentais indicam que o intervalo de tempo é importante. Os riscos de disfunção neurológica se elevam dramaticamente, após 40 - 50 minutos e a mortalidade aumenta acentuadamente, após 65 minutos de parada circulatória [5]. Apesar disso, em 1983, Crawford e Snyder descreveram um "período seguro" de parada circulatória de 75 minutos, sem déficits neurológicos [6]. Miller, na discussão do mesmo artigo afirmou que "os resultados são absolutamente espetaculares" e podem nunca mais ser reproduzidos [6].
Além da própria correção, a preocupação primária da equipe cirúrgica reside na proteção e na preservação cerebral, durante os períodos de interrupção do fluxo sanguíneo. Vários métodos de proteção cerebral tem sido tentados, incluindo-se a canulação dos vasos braquicefálicos ou a parada circulatória [7]. Entretanto, o Dr. Crawford e seus associados abandonaram estas técnicas e optaram por níveis profundos de hipotermia e parada circulatória. Os resultados incluiram a melhor proteção cerebral e redução das complicações pós-operatórias pulmonares, cardíacas e renais, hemorragias e óbito precoce (30 dias).
Existem duas opções desenvolvidas para perfundir o tecido cerebral e, desse modo, prolongar o "período de segurança". A primeira opção inclui o clampeamento distal da aorta com perfusão seletiva anterógrada, usando a artéria inominada, a carótida comum esquerda ou a artéria sub-clávia esquerda. A presença de múltiplas cânulas e a distorção do lumen aórtico nas dissecções agudas (dissecções sintomáticas com menos de duas semanas), frequentemente resultavam em fragmentação da frágil parede dos vasos e subsequente dissecção quando o fluxo sanguíneo era restabelecido [3]. Além disso, a perfusão anterógrada se acompanha de uma incidência elevada de acidentes vasculares cerebrais [5]. Especula-se que isto seja consequente ao deslocamento de debrís dos vasos pelas cânulas de perfusão ou a bolhas aéreas que embolizam para o cérebro.
A segunda opção é a perfusão cerebral retrógrada (PCR), através a cânula da veia cava superior. A PCR é um método simples que pode contribuir para a preservação cerebral e estender a duração e a segurança da parada circulatória cerebral. O campo operatório não é estorvado por cânulas ou clamps adicionais e não há necessidade de canular os vasos cerebrais, o que oferece um campo operatório melhor e evita possíveis lesões arteriais e formação de êmbolos. A perfusão cerebral retrógrada com hipotermia profunda tem o potencial de aumentar o período de segurança da parada circulatória, mantendo o cérebro resfriado e reduzindo os riscos de injúria cerebral por redução da microagregação de células sanguíneas, pela oferta de nutrientes e pela lavagem retrógrada de debris e bolhas gasosas [9].
O reparo das lesões da aorta torácica e tóraco-abdominal pode incluir o uso de um circuito de "bypass" esquerdo. Os aneurismas da aorta ascendente e do arco transverso, requerem o uso de um circuito de circulação extracorpórea standard ou convencional. O circuito básico completo, consiste de um sistema fechado, com: reservatório de cardiotomia Bentley BCR 3000, reservatório venoso Bentley VRB 1900 (Baxter Bentley, Anaheim, California), Oxigenador turbo Sarns (9443) (Sarns 3M, Ann Arbor, MI), filtro arterial Capiox CX8F01 (Terumo Inc, Piscataway, NJ), bomba centrífuga Biomedicus (BioMedicus Medtronics, Eden Prairie, MN), filtro de cardiotomia Intercept (Medtronics, Anaheim, CA), hemoconcentrador Cobe (Cobe, Arvida, CO), uma linha bifurcada de 3/8" e tubos de 1/2". Uma unidade de hipotermia e aquecimento Sarns é usada para o controle da temperatura.
O circuito recebe um priming de aproximadamente 2400 ml de Normosol-R (Abbott Laboratories, North Chicago, Ill), 25 g. de Manitol (100 cc) (American Regent Laboratories, Shirley, NY) e 5000 unidades de heparina porcina (Elkins Sinn, Inc, Cherry Hill, NJ). No início da perfusão, adicionam-se 5 g. de ácido epsilon aminocaproico (Amicar) (American Regent Laboratories, Shirley, NY) ou 1 g. de ácido tranexâmico (Cyklokapron) (Kabi Pharmapia AB, Sweden).
Devido à possibilidade de anóxia cerebral e injúria isquêmica, bem como de embolia aérea ou de trombos, a substituição do arco aórtico tem sido um dos procedimentos de maior desafio para a equipe cirúrgica [10]. A circulação extracorpórea com hipotermia profunda e parada circulatória, tem sido a principal forma de proteção cerebral, durante a cirurgia. A experiência clínica tem demonstrado que períodos de parada circulatória abaixo de 45 minutos resultam em mínima morbidade para o cérebro. No entanto, o procedimento proposto pode exceder os 45 minutos de "segurança" e os riscos da entrada de ar e debris permanecem como fatores importantes. Um procedimento relativamente antigo, de perfusão cerebral retrógrada, está sendo usado de uma nova maneira, para reduzir as chances da ocorrência de complicações neurológicas associadas à substituição do arco aórtico. Antes o fluxo retrógrado era usado para "lavar" a circulação cerebral e remover o ar eventualmente introduzido pela cânula aórtica [11]. Na atualidade, durante a cirurgia aórtica, a perfusão retrógrada fornece um fluxo sanguíneo retrógrado contínuo, para reduzir a possibilidade da entrada de ar e de outras partícular na circulação cerebral, causando injúria cerebral. O perfusato também contribui para manter o estado hipotérmico e pode fornecer substratos metabólicos bem como remover qualquer metabolito tóxico [8].
Se o aneurisma aórtico é exageradamente grande e há riscos de rotura, durante a abertura do esterno, a canulação femoral é realizada antes da esternotomia. A canulação arterial de rotina é feita em uma artéria femural (direita ou esquerda). A canulação venosa é bi-cava (Figura A1) ou via veia
cava superior e veia femural (Figura B1). Um conector em Y é adaptado próximo à cânula da veia cava superior. Um dos ramos do Y é conectado ao tubo de 1/2" da linha venosa. O outro ramo é conectado a um segmento de tubo de 3/8" que se origina em uma bifurcação da linha arterial. Um fluxômetro é colocado distalmente ao filtro arterial, antes da bifurcação da linha arterial. Desse modo o fluxo para a artéria femoral ou para a veia cava superior pode ser medido com grande acurácia. Uma bomba centrífuga é utilizada para ajudar a reduzir as chances de gerar pressões elevadas inadvertidamente. Para o início da perfusão e do resfriamento, o ramo da linha arterial conectado à veia cava superior é clampeado; a perfusão se faz via veia cava superior/veia femoral ou via bi-cava para a artéria femural [Figura A1] e [Figura B1]. O resfriamento rápido começa logo após o início da perfusão e continua até que a temperatura retal do paciente alcance os 15 a 19 graus C, a temperatura do nasofaringe alcance os 14 graus C e o eletroencefalograma (EEG) de 16 derivações torne-se isoelétrico [12] (aproximadamente 20 a 25minutos). O regime de não correção (alfa stat) do equilíbrio ácido-base é usado para todos os pacientes. Segundo o protocolo da instituição, os valores do pO2 arterial devem ficar na faixa entre 300 e 600 mmHg e o pCO2 entre 35 e 45 mmHg. A hemoglobina é diluida até a faixa de 6 a 7 mg/dl para prevenir a aglutinação à baixas temperaturas. A preservação do miocárdio é obtida pela infusão de uma solução de cardioplegia sanguínea hipercalêmica e hipotérmica (5:1 cristaloide:sangue), diretamente nas artérias coronárias esquerda e direita. Em pacientes submetidos à reoperação ou com doença coronariana extensa, utiliza-se a cardioplegia retrógrada. Quando se alcança o EEG isoelétrico, uma dose de 0,5 g/Kg de Manitol pode também ser administrada, para reduzir o edema cerebral pós isquêmico [13]. Após estas medicações terem circulado por três minutos, o paciente é colocado na po-sição de Trendelenburg, a linha da artéria femoral é clampeada e a velocidade da bomba cen-trífuga é reduzida para 800 rpm para prevenir backflow para a linha arterial. O clamp que oclui a linha da veia cava superior é
removido lentamente e o fluxo é iniciado de maneira retrógrada, via veia cava superior [Figura A2] e [Figura B2]. As rotações da bomba centrífuga são aumentadas de modo a fornecer um fluxo não superior a 500 ml/minuto. A pressão cerebral, medida na conexão da linha da VCS e a linha arterial é mantida em 25 mmHg ou abaixo desse valor. O paciente é exsangui-nado nos reservatórios venoso e de cardiotomia, para permitir um campo operatório exangue. A aorta é aberta e o fluxo de sangue que retorna retrógradamente dos vasos cervicais é aspirado. O enxerto é suturado ao arco distal ou à aorta descendente. Uma ilha de tecido aórtico contendo a origem dos vasos cervicais e dos membros superiores é anastomosada ao enxerto aórtico. Após completar-se essas anastomoses, o fluxo cerebral retrógrado é interrompido. Um clamp é colocado na linha arterial que leva à veia cava superior e então a linha da artéria femoral é novamente aberta. A drenagem venosa via bi-cava ou cava superior veia femoral é restabelecida. O enxerto então é irrigado via artéria femoral, para eliminar o ar e para testar as anstomoses. Um clamp transverso é colocado no enxerto. Nesse momento o reaquecimento rápido do perfusato é instituido. O cirurgião então anastomosa a porção proximal do enxerto à aorta ascendente. Se a válvula aórtica está lesada ou se o anel aórtico é muito dilatado, faz-se o reparo ou a substituição da válvula ou insere-se um enxerto contendo uma prótese. Quando a temperatura retal alcança os 27 graus C, manitol e concentrado de hemácias são adicionados ao perfusato. Durante a fase de reaquecimento, inicia-se a hemoconcentração; concentrado de hemácias é adicionado ao perfusato, para elevar a hemoglobina para 10 mg/dl. Após o paciente ser aquecido à temperatura retal de 37 graus C e após o retorno da função cardíaca, faz-se a avaliação da válvula aórtica e do enxerto pela ecocardiografia trans-esofágica. Isto permite ao cirurgião determinar se os folhetos da válvula aórtica coaptam e a função é normal, antes de interromper a perfusão. Na eventualidade da existência de algum defeito anatômico que possa comprometer a função cardíaca, o paciente pode ser novamente resfriado e a correção apropriada realizada. A hemostasia é obtida por meios cirúrgicos e químicos e a reversão da heparina e descanulização são realizadas da maneira habitual.
Durante o procedimento, fluxos e temperaturas de vários sítios são monitorizados. Estes incluem a temperatura venosa, arterial, do nasofaringe e retal. Outros parâmetros monitorizados incluem: pressão arterial média, pressão arterial pulmonar, pressão venosa central, fluxo sanguíneo e, durante a perfusão cerebral retrógrada, a pressão da linha junto à cânula.
Este sistema, em princípio, parece algo complicado. Entretanto, após a montagem de alguns sistemas, esta modificação da versão standard pode ser montada em matéria de minutos. Além disso este sistema permite e rápida e simples transição da perfusão convencional para a perfusão cerebral retrógrada e a volta à perfusão comum. O maior atrativo da perfusão cerebral retrógrada pela veia cava superior, é a simplicidade. Foi notado na maioria dos pacientes um bom fluxo retrógrado pelas artérias braquiocefálicas; não a ponto de obscurecer o campo operatório. O fluxo cerebral durante a perfusão cerebral retrógrada é dependente da pressão e as pressões medidas na cânula não devem exceder a 25 mmHg; o fluxo não deve exceder 500 ml/min.
A hipotermia profunda com parada circulatória é correntemente usada durante as operações no arco aórtico, para prover uma forma de proteção cerebral durante períodos de interrupção do fluxo sanguíneo. Contudo, alguns investigadores acreditam que eese método não é completo ou satisfatório para prover a necessária proteção cerebral. A perfusão cerebral retrógrada tem demonstrado oferecer uma margem adicional de segurança, quando os procedimentos sobre o arco aórtico são necessários. O procedimento e a montagem aquí apresentados tem sido eficazes para promover a adequada perfusão cerebral retrógrada. Há evidências que sugerem que partículas gasosas e microembolias são o principal fator na patogênese das lesões do sistema nervoso central; a hipoperfusão cerebral é implicada em menor extensão [11]. A modificação mais dramática da técnica de perfusão que o Dr. Crawford e associados adotaram, e que melhorou as taxas de sobrevida dramaticamente, foi o uso da hipotermia profunda com parada circulatória. Griepp e associados introduziram a hipotermia profunda e a parada circulatória em 1974 [4]. Ott e Cooley apresentaram sua experiência com este método em seis pacientes, com modificações em 1978 [14]. Ambos os grupos concluiram que este era um método melhor; contudo, ambos observaram complicações cerebrais, um caso cada um [7]. Em 1981, Crawford et al [7] publicaram que a mortalidade elevada nos seus pacientes devia-se não apenas à deficiên-cias dos desvios temporários com enxerto ou à circulação extracorpórea mas, também, à perfusão em separado dos vasos braquiocefálicos. Nessa mesma publicação, eles apontaram que cinco pacientes (25%) de uma série de vinte, tratados com circulação extracorpórea e perfusão independente dos vasos braquiocefálicos morreram, quatro dos quais, por complicações cerebrais. Para melhorar seus resultados, o Dr. Crawford adotou as técnicas de Griepp e Cooley com modificações, na parada circulatória em hipotermia profunda para a proteção cerebral. Em um pequeno mas significativo grupo de oito pacientes, com estas lesões extremas, todos recuperaram a consciência no dia da operação e sobreviveram, sem complicações.
O uso da perfusão cerebral retrógrada em conjunto com modalidades standard de perfusão pode reduzir ainda mais as chances de morbidade cirúrgica e neurológica, na substituição do arco aórtico. A vantagem desta técnica inclui o potencial de reduzir a embolia aérea e de debris atero-matosos. O método é seguro e relativamente fácil de aplicar e não aumenta a duração da parada circulatória. Em virtude de a perfusão do cérebro ser iniciada antes do restabelecimento da perfusão, a duração da isquemia cerebral é na realizade, menor [15].
SUMMARY
Cardiovascular surgical repair of arch aneurysms is taking a step forward by going backwards by utilizing retrograde cerebral perfusion. Drs. M.E. DeBakey, E.S. Crawford, DA. Cooley and G.C. Morris first reported successful resection and repair of a fusiform aneurysm of the aortic arch with replacement graft in 1957 [1]. Since then, Dr. Crawford and Dr. J.S. Coselli have pursued materials and techniques which have made this procedure, one which generally resulted in high morbidity and mortality, more viable with decreased morbidity and mortality. Increased numbers of patients are now having this repair and postoperatively are resuming normal healthy lives.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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12. Coselli JS, Crawford ES, Beall AC, Mizrah EM, Hess KR, Patel VM. Determination of brain temperatures for safe circulatory arrestduring cardiovascular operation. Ann Thorac Surg 1988;45:638-642.
13. Wickey GS, Hicky PR. Brain protection during cardiac surgery. In Hensley FA Jr., Martin DE, eds. The practice of cardiac anesthesia. Boston: Little, Brown and Company, 1990:723.
14. Ott DA, Frazier OH, Cooley DA. Resection of the aortic arch using deep hypothermia and temporary circulatory arrest.Circulation 58(Suppl I):I227-231.
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