Revista Latinoamericana de Tecnología Extracorpórea

Extracorporeal circulation (ECC) objectives to maintain blood perfusion to the body within physiologic limits, while the heart is temporarily excluded from the cardiocirculatory system. The main components of ECC are the circuit tubing, oxygenator, filters, connectors, cardiotomy and cardioplegia reservoirs, all manufactured with several atoxic materials. Blood contact with the foreign, nonendothelial surfaces of circuit is capable of producing severe metabolic changes, which can become intensified by the alterations in the physiologic pattern of blood flow.

Trauma to the blood cells and other elements, changes of blood flow and the continuous linear flow are additional aggressive factors to the patients. ECC substantially modifies human body physiology and can be directly responsible for several postoperative complications of cardiac surgery, such as: myocardial and cerebral dysfunction, renal failure, hepatic and pulmonary insufficiency, hemolysis and bleeding.

Adequate monitoring of arterial flow, gas flow, temperatures, acid-base changes, arterial pressure, left and right atrial pressures, anticoagulation, diuresis and EKG will help the perfusionist to conduct the perfusion and may contribute to reduce the deleterious effects of ECC on the body.

The degree of complexity of monitoring depends upon the procedure’s nature and the duration of perfusion. Monitoring protocol is also dependent on surgical team choices and must be broad in order to allow for the monitoring of perfusion equipment and the essential parameters of the patients.

A circulação extracorpórea (CEC) tem o objetivo de preservar artificialmente a perfusão sangüínea do organismo, dentro dos limites fisiológicos, enquanto o coração permanecer excluído temporariamente do sistema cárdiocirculatório. Os principais dispositivos que integram a CEC são os tubos do circuíto, oxigenador, filtros, conectores, reservatórios de cardiotomia e cardioplegia, constituídos de diferentes materiais atóxicos. O contato do sangue com toda esta superfície estranha e sem endotélio, por si só, é suficientemente capaz de produzir profundas alterações metabólicas, que se intensificam com a mudança no padrão fisiológico do fluxo sangüíneo. O traumatismo das hemácias e os demais elementos sangüíneos, a alterações nos valores do fluxo, bem como, a mudança para fluxo contínuo, são fatores adicionais que agridem substancialmente o paciente. A CEC modifica drasticamente a fisiologia do organismo humano, podendo ser responsável direta por diferentes complicações observadas no pós-operatório de cirurgia cardíaca, como: disfunção miocárdica, alterações cerebrais, insuficiência renal, hepática ou pulmonar, hemólise e sangramento.

A monitorização adequada do fluxo arterial,fluxo de gás, temperatura, equilíbrio ácido-base, pressão arterial, pressão de átrio esquerdo e direito, anticoagulação, diurese e ECG irá auxiliar o perfusionista na condução da perfusão e poderá reduzir os efeitos deletérios da CEC ao organismo. O grau de complexidade da monitorização depende, naturalmente, do procedimento e da duração da perfusão . Depende também da rotina de cada serviço, devendo ser suficientemente abrangente para monitorar a função dos equipamentos de perfusão e os parâmetros essenciais do paciente.

A circulação extracorpórea (CEC) tem o objetivo de preservar artificialmente a perfusão sangüínea do organismo, dentro dos limites fisiológicos, enquanto o coração permanecer excluído temporariamente do sistema cárdiocirculatório. Os principais dispositivos que integram a CEC são os tubos do circuíto, oxigenador, filtros, conectores, reservatórios de cardiotomia e cardioplegia, constituídos de diferentes materiais atóxicos. Todavia, o simples contato do sangue com toda esta superfície estranha e sem endotélio, por si só, é suficientemente capaz de produzir profundas alterações metabólicas, que se intensificam com a mudança no padrão fisiológico do fluxo sangüíneo. O traumatismo das hemácias e os demais elementos sangüíneos, a alterações nos valores do fluxo, bem como, a mudança para fluxo contínuo, são fatores adicionais agridem substancialmente o paciente.

A CEC modifica drasticamente a fisiologia do organismo humano, podendo ser responsável direta por diferentes complicações observadas no pós-operatório de cirurgia cardíaca, como: disfunção miocárdica, alterações cerebrais, insuficiência renal, hepática ou pulmonar, hemólise e sangramento.

O planejamento adequado da CEC, levando-se em consideração as particularidades de cada paciente poderá reduzir os efeitos seus deletérios ao organismo. A rotina do preparo da perfusão inicia-se antes do paciente entrar na sala de operações, com a coleta de informações à seu respeito e da doença que vitimou-o à operação cardíaca.

Entende-se por débito cardíaco a quantidade de sangue lançado pelo ventrículo esquerdo para a aorta a cada minuto, oscilando entre 3,5 e 7,5 l/min.

O coração é a bomba propulsora ideal para o aparelho circulatório, pois, é capaz de impulsionar volumes variados de sangue, com mecanismos autônomos de controle, capazes de responder a estímulos de natureza química e física, que podem regular o seu débito de acordo com as necessidades do organismo. O coração adulto se contrai e relaxa 115.000 vezes por dia impulsionando 7.500 litros de sangue pelo corpo.

Na CEC a energia para a circulação do sangue é fornecida pela bomba arterial e a mais utilizada é a bomba do tipo roletes, onde orifícios de aspiração e descarga do sangue emitem um fluxo linear não pulsátil, cuja velocidade e forças são maiores que a do bombeamento ventricular. Há produção de turbilhonamento em diversos pontos do circuito.

O fluxo de perfusão é o volume de sangue bombeado por minuto e é monitorizado pelo fluxômetro da bomba arterial.

O fluxo adequado de perfusão depende do nível do plano anestésico, da temperatura, do volume de sangue aspirado no campo operatório e do retorno venoso. Pode-se considerar que o fluxo está "adequado" quando observa-se que todo o retorno venoso do paciente é devolvido pela bomba sem alterar o nível do perfusato no oxigenador e sem produzir acidose metabólica.



Peso	Fluxo de Perfusão

Até 05 kg	= 150 ml/kg/min.
de 05 a 10 kg	= 100 a 120 ml/kg/min
11 a 20 kg	= 80 a 100 ml/kg/min
21 a 40 kg	= 60 a 80 ml/kg/min
acima de 41 kg	= 40 a 60 ml/kg/min

Superfície Corpórea (SC):
Crianças = 2,4 l/min/m² SC
Adultos = 2,2 l/min/m² SC

O sangue injetado pelos ventrículos gera pressão hidrostática contra as paredes arteriais, aorta e pulmonar, denominando-se de Pressão Arterial Sistêmica ou Pulmonar, respectivamente. Assim, as pressões exercidas pelo sangue nos diferentes segmentos do circuito cardio circulatório recebem denominações específicas, como: pressão arterial (artérias), pressão venosa (veias), pressão venosa central ou em átrio direito e asssim sucessivamente.

A pressão arterial sistólica normal varia entre 100 e 140 mmHg, a pressão arterial diastólica entre 60 e 90 mmHg e a pressão arterial média entre 70 e 105 mmHg. Ao obstáculo imposto à passagem do sangue denomina-se resistência vascular, sistêmica ou pulmonar. A resistência vascular pode ser determinada pela seguintes equações:

A pressão arterial durante a CEC reflete a relação entre o fluxo linear (fluxo de perfusão) e a resistência arterial periférica.

Na indução da CEC é freqüente se observar redução temporaria da pressão arterial, principalmente em pacientes mais idosos. Este fato se deve a diferentes fatores, como: reacomodação da volemia, a introdução no circuito cardiocirculatório de um longo segmento inerte, a ausência de onda de pulso, a redução do tônus arteriolar e a diluição das catecolaminas do sangue pelo perfusato.

O uso de vasoconstritores contribui para o desarranjo hemodinâmico , prejudicando a distribuição de fluxo para as diversas regiões do organismo. A pressão arterial média oscila devido a alterações do tônus arteriolar, a eliminação de líquidos (diurese) e a redistribuição da volemia com passagem de líquidos para o espaço intersticial.

A pressão arterial média adequada durante CEC deve estar entre 60 e 100 mmHg. A perfusão cerebral é autoregulada e se mantém mesmo com pressões entre 40 e 50 mmHg nos pacientes mais jovens, enquanto que os idosos necessitam de pressão arterial mais elevada.

O sistema de regulação do fluxo sanguíneo renal tem capacidade de adaptação a baixas pressões, sendo menos eficiente, contudo, para compensar o fluxo renal na hipovolemia durante a CEC. O fluxo linear, ou seja não pulsátil, reduz as funções de filtração glomerular e excreção renal tornando-se dependente da administração de diuréticos.

A respiração essencial à vida pode ser definida como a troca de gases, oxigênio e gás carbônico, entre as células do organismo e a atmosfera. O sistema respiratório organismo utiliza mecanismos especiais para captar o oxigênio do ar atmosférico e através do sangue encaminha-lo às diferentes células do organismo, e, simultaneamente, remover o CO2 gerado pelo metabolismo celular.

No sistema respiratório as trocas gasosas ocorrem nos alvéolos pela difusão dos mesmos ultrapassando a barreira alvéolo-capilar, não existindo contato direto do oxigênio com o sangue. Este mesmo comportamento pode ser observado nos oxigenadores de membrana, ao contrário, dos oxigenadores de bolhas.

Os fluxos de gás nos oxigenadores são calculados em relação ao fluxo de sangue, para o adequado intercâmbio de oxigênio e dióxido de carbono. A perfusão é iniciada com a relação de 1:1 ou seja, 1 litro de gás para cada 1 litro de fluxo de perfusão gerado pela bomba arterial.

O fluxo de gás deve ser suficiente para manter a pressão parcial de O2 (pO2) entre 100 e 200 mmHg e a pressão parcial de CO2 (pCO2) entre 30 e 40 mmHg. A análise da gasometria arterial orientará as condutas a serem adotadas.

Com o emprego dos oxigenador de bolhas torna-se mais difícil conseguir balanço adequado entre a pO2 e pCO2, pois ambos dependem do fluxo de gás. Com oxigenador de membranas a ventilação é mais facilmente ajustada, a pO2 depende da FiO2 da linha de gás do oxigenador e a pCO2 depende do fluxo de gás, ajustado pelo fluxômetro de linha. Assim pode- se resumir que :

aumento do fluxo de gás	=	diminuição da pCO2
diminuição do fluxo de gás	=	aumento da pCO2
aumento da FiO2	=	aumento da pO2
diminuição da FiO2	=	diminuição da pO2

04 - Temperatura

A temperatura do paciente deve ser monitorada em diferentes pontos, considerando-se as diferenças regionais, sendo as mais comuns a nasofaríngea, que refleta a temperatura da base do crâneo e a retal. O mesmo pode-se afirmar quanto à circulação extracorpórea onde deve-se controlar as temperaturas do sangue arterial, da água do permutador e da cardioplegia.

É importante que seja respeitado como gradiente máximo de 10ºC entre as temperaturas da água do permutador e do sangue do arterial em todas as etapas da perfusão, principalmente na fase de aquecimento. Esta ultima atitude visa reduzir a possibilidade de despreendimento de oxigênio dissolvido no sangue, com conseqüente embolia gasosa.

O aquecimento deve normalizar a temperatura do paciente para a saída de perfusão e deve ser iniciada o mais cedo possível de modo que ao término do aquecimento coincida com o término do reparo cirúrgico.

A queda da temperatura após a CEC corresponde à redistribuição de calor no corpo à medida que o retorno à perfusão natural reabre determinados leitos vasculares frios e em vasoconstrição. A infusão lenta de vasodilatadores durante o reaquecimento reduz a ocorrência de gradientes térmicos significativos após a CEC. A utilização de colchões térmicos também auxiliam na redistribuição e manutenção da temperatura corporal.

05 - Pressão Arterial Esquerda (PAE)

A monitorização da PAE é importante para auxiliar a saída de perfusão, permite a avaliação da pré-carga ideal para o ventrículo esquerdo, principalmente quando se tratar de ventriculos com a função contrátil comprometida.

A pressão de enchimento ventricular esquerdo pode ser monitorizada mediante catéteres introduzidos no interior do átrio esquerdo ou indiretamente mediante a passagem do catéter de Swan Ganz.

A pressão arterial esquerda ou de capilar pulmonar normal esta compreendida entre de 2 e 12 mmHg.

06 - Pressão de Átrio Direito

O sangue de todas as veias sistêmicas flui para o átrio direito, portanto a pressão no átrio direito é chamada de pressão venosa central (PVC).

A PVC. sofre influência direta da função contrátil ventricular e do retorno venoso (volemia). Assim, se o coração bombear com mais força a pressão de átrio direito estará diminuída e se o coração bombear mais fracamente a pressão de átrio direito estará aumentada.

O valor da pressão fisiológica em átrio direito é zero. Durante a CEC é pouco utilizada devido ao efeito aspirativo das cânulas de cavas que dificultam a sua interpretação. Porém, após a CEC é ideal para auxiliar na reposição volêmica.

07 - Pressão da Artéria Pulmonar

Durante a sístole, a pressão na artéria pulmonar é essencialmente igual à pressão do ventrículo direito. Os valores normais são: Sistólica = 22 mmHg, diastólica = 8 mmHg e média = 13 mmHg.

08 - Equilíbrio Ácido-Base (EAB), Sódio e Potássio, Hematócrito e Hemoglobina

Parâmetros independentes, são monitorizados pelo resultado de exames realizados na mesma amostra de sangue para determinação das variáveis gasimétricas e os eletrólitos. O EAB se altera na maioria das perfusões e a gasometria arterial deve ser analisada periodicamente, sendo a primeira determinação após 20 minutos de perfusão e as demais a cada 30 ou 40 minutos.

O pH avalia a existência de distúrbio, acidose ou alcalose. pCO2, BE e bicarbonato indicam a natureza do distúrbio, se metabólico ou respiratório e a pO2 avalia a eficiência da ventilação e orienta os ajustes necessários.

Principais distúrbios do EAB, podem ser resumidos na tabela abaixo:



Distúrbio	pH	pCO2	BE	HCO3
Acidose Respiratória	Diminuido	Aumentado	Normal	Normal
Alcalose Respiratória	Aumentado	Diminuido	Normal	Normal
Alcalose Metabólica	Aumentado	Normal	Aumentado	Aumentado
Acidose Metabólica	Diminuido	Normal	Diminuido	Diminuido

Qualquer grau de acidose deve ser prontamente corrigido. A acidose deprime a contração do miocárdio e diminui a resposta contrátil aos agentes inotrópicos e aumenta a resistência vascular pulmonar.

O potássio deve ser dosado pelo menos após a administração de soluções cardioplégicas. O resultado vai auxiliar a determinação da concentração nas próximas doses. O valor normal está entre 4,5 e 5,0 mEq/l. A concentração de potássio acima de 6,0 mEq/l pode produzir bradicardia ou bloqueio atrioventricular e dificultar a saída de perfusão.

O hematócrito é um bom indicador do grau de hemodiluição e da quantidade de hemoglobina para o transporte de oxigênio aos tecidos. O hematócrito deve ser mantido em torno de 20 a 25%, valores mais baixos devem ser tratados com diuréticos, se necessário o uso de hemoconcentradores ou até a administração de sangue. Na presença de disfunção miocárdica, o comportamento hemodinâmico pós perfusão é melhor quando o hematócrito está acima de 34%.

A anticoagulação deve ser feita com a utilização de 400 a 500 UI/kg de heparina e 5000 UI de heparina no perfusato para adulto e 3000UI para criança. O exame de Tempo de Coagulação Ativada (TCA) deve ser monitorizado antes e após a administração da heparina e a cada 30 minutos durante a perfusão.

É importante lembrar que para iniciar a perfusão o perfusionista deve certificar-se de que a dose foi administrada em campo e que o valor do TCA pós heparina esteja adequado. O valor do TCA preconizado durante CEC é acima de 600 segundos.

A diurese é um bom indicador da perfusão dos tecidos, os valores da diurese dependem da temperatura, fluxo e duração da perfusão. Preconiza-se que a diurese CEC seja de 1ml/kg/hora de perfusão. A hipotermia, a hemodiluição, a diminuição da pressão coloidosmótica e o aumento da permeabilidade capilar favorecem a migração da água para o interstício e diminui assim a diurese.

Uma série de eventos da perfusão tem relação com a sua duração e devem ser devidamente monitorizados pelo perfusionista:

- o tempo decorrido desde a administração da heparina são determinantes críticos da estado da anticoagulação e importantes para avaliar a necessidade de heparina adicional.
- a duração do clampeamento aórtico e os intervalos de administração da cardioplegia são indicadores essenciais para monitorar a qualidade da proteção miocárdica e a necessidade de doses adicionais de cardioplegia.

Desde a chegada do paciente à sala de operações até o término da cirurgia, a observação da monitorização cardíaca é bastante informativa. As de injúria miocárdica, a frequência e o rítmo cardíaco podem produzir alterações do rítmo ou da forma do registro cardíaco.

Está sendo muito utilizada atualmente e é útil para verificar se o reparo cirúrgico foi adequado. Utilizado para cardiopatias congênitas e valvares. Oferece informações valiosas sobre os volumes ventriculares e a qualidade da contração miocárdica.

A saída de perfusão é realizada pela otimização do desempenho hemodinâmico do paciente.

A volemia é ajustada de acordo com as primeiras perdas sanguíneas e a pressão de enchimento ventricular. O volume residual é administrado sob monitorização da função cardíaca até o início da infusão do sulfato de protamina. Pode ser utilizado o sistema de autotransfusão automática intraoperatória (Cell Saver) para a reposição.

Durante o fechamento do tórax o equipamento extracorpóreo deve ser mantido na sala de operação para utilização em casos de instabilidade hemodinâmica severa como suporte circulatório.

O grau de complexidade da monitorização depende, naturalmente, do procedimento e da duração da perfusão . Depende também da rotina de cada serviço, devendo ser suficientemente abrangente para monitorar a função dos equipamentos de perfusão e os parâmetros essenciais do paciente.

Teixeira Filho GF e col. Temas Atuais de Circulação Extracorpórea. SBCEC Porto Alegre, 1997

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MONITORIZAÇÃO HEMODINÂMICA DURANTE A CIRCULAÇÃO EXTRACORPÓREA