PERFUSÃO NORMOTÉRMICA EM PEDIATRIA. Maria Helena L. Souza(1) e Decio O. Elias(2) (1)Perfusionista. Consultora em Tecnologia Extracorpórea. Rio de Janeiro, Brasil, (2)Cirurgião. Cirurgia Cardíaca Pediátrica. Rio de Janeiro, Brasil. P/ contactar os autores: Maria Helena L. Souza

ABSTRACT

Total correction of congenital heart diseases in neonates and infants with deep hypothermia and circulatory arrest or low flow perfusion, since the seventies, has constituted an excellent alternative to palliative operations. Increased experience with these procedures has allowed for a progressive decrease in the associated mortality and the morbidity. However, the incidence of neurological complications has been shown elevated. The occurrence of neurological disturbances as the children grow and develop has prompted trials of alpha-stat and pH-stat strategies for the control of acid-base balance as well as attempts to reduce circulatory arrest duration. General technical modifications however, have not contributed to any significative reduction in the incidence of neurological events. It has been demonstrated that between age 4 and 8-12 neurological disturbances occurred in almost half of operated patients. In face of these results and as a result of the difficult safe management of deep hypothermia, a few authors decided to use the experience with normothermic perfusion gained with adult patients, to operate children, including neonates and infants. Initial results are promising. There has been a reduction in the bleeding complications, low cardiac output and in the general morbidity. Results of cerebral protection however, will have to wait for the long term follow up of the operated children and its comparison with the results offered by the conventional hypothermic perfusion.

Rev Latinoamer Tecnol Extracorp 9,4,2002

RESUMO

A correção total de cardiopatias congênitas em neonatos e lactentes, com hipotermia profunda e parada circulatória ou baixo fluxo de perfusão, desde os anos setenta, constituiu-se em uma excelente alternativa às operações paliativas. A maior experiência com estes procedimentos permitiu a progressiva redução da mortalidade e da morbidade dos procedimentos. Contudo, a incidência de complicações neurológicas mostrou-se muito elevada. A ocorrência de alterações neurológicas com o crescimento das crianças prontificou a experimentação de variantes que incluíam o emprego das estratégias alfa-stat e pH-stat para o controle do equilíbrio ácido-base e a redução da duração da parada circulatória. Essas modificações gerais das técnicas de perfusão, contudo, não reduziram significativamente os eventos neurológicos. Foi demonstrado que entre os 4 e 8-12 anos de idade o surgimento de alterações neurológicas e do desenvolvimento acometia quase metade das crianças operadas precocemente. Em virtude desses resultados e das dificuldades de manuseio da hipotermia profunda, alguns autores decidiram aproveitar a experiência com a circulação extracorpórea normotérmica adquirida com os pacientes adultos e aplica-la às crianças, inclusive os neonatos e lactentes. Os resultados iniciais são promissores. Houve redução das complicações hemorrágicas, baixo débito cardíaco e da morbidade em geral. Os resultados da proteção cerebral, contudo, devem aguardar o seguimento tardio das crianças operadas, para comparação com os resultados obtidos com a perfusão hipotérmica convencional.

A aplicação das técnicas de circulação extracorpórea e hipotermia profunda, com ou sem a associação de parada circulatória, à partir dos anos setenta, permitiu às equipes cirúrgicas realizar a correção completa de numerosas cardiopatias congênitas em neonatos e lactentes, em substituição às operações paliativas, devido às excelentes condições oferecidas por um campo operatório imóvel e exangue. Os refinamentos das técnicas operatórias e de proteção do miocárdio permitiram reduzir a morbidade e a mortalidade desses procedimentos, a níveis comparáveis aos obtidos com procedimentos semelhantes realizados em crianças maiores. A expansão da utilização da operação de Jatene nas primeiras semanas de vida, para a correção da transposição das grandes artérias, também foi um importante fator contributivo para a melhora dos resultados globais obtidos com a correção precoce das cardiopatias congênitas.

A ocorrência de alterações neurológicas no pós-operatório imediato demonstrou a necessidade de acompanhar o desenvolvimento físico e neuropsicológico destas crianças, com o objetivo de detectar a ocorrência de alterações tardias ou a presença de sequelas neurológicas permanentes. A proteção do sistema nervoso central ou, mais precisamente, a proteção do cérebro, tornou-se a principal preocupação de todos os envolvidos com o tratamento desses pequenos pacientes. Existe uma inquietante incidência de alterações neurológicas e neuropsiquiátricas de aparecimento tardio que, em determinadas circunstâncias, pode acometer entre 25 e 50% dos pacientes operados. Essas alterações costumam ser leves e aparentemente reversíveis, na maioria dos casos. Entretanto, algumas alterações mais severas dificultam o desenvolvimento e o desempenho das atividades físicas e intelectuais das crianças.

No presente trabalho nós vamos rever os principais aspectos da circulação extracorpórea com hipotermia profunda que visam acentuar a proteção do tecido cerebral, a incidência imediata e tardia de complicações neurológicas e neuropsiquiátricas e alguns resultados iniciais obtidos com a perfusão pediátrica normotérmica.

PROTEÇÃO CEREBRAL NA HIPOTERMIA PROFUNDA

A hipotermia, apesar de constituir um estado de profunda anormalidade do ser humano, desde longa data é usada na circulação extracorpórea neonatal e de pequenos lactentes, como o complemento mais eficaz, para proteger a estrutura e a função dos órgãos contra os efeitos da hipóxia ou da isquemia. Estudos do metabolismo e a experiência clínica demonstraram que o cérebro é o órgão com a menor tolerância à hipóxia ou à isquema, em qualquer temperatura. Portanto, qualquer método capaz de oferecer adequada proteção ao cérebro, deverá também proteger os demais órgãos nobres da economia dos indivíduos de qualquer idade ou peso corporal. Podemos, muito simplificadamente, dizer que a proteção conferida pela hipotermia resulta da redução do metabolismo celular, da preservação das reservas de fosfatos de alta energia e da redução do consumo de ATP (trifosfato de adenosina).

A perfusão pediátrica, principalmente a perfusão de neonatos e lactentes, com hipotermia profunda, expõe essas crianças à situações biológicas extremas. As temperaturas do organismo alcançam os 15 a 20 graus C, as pressões de perfusão são baixas, da ordem de 20 a 30 mmHg, os fluxos de perfusão variam desde os 100 a 200 ml/kg/min, nas fases de resfriamento e reaquecimento; são de 30 a 50 ml/kg/min, nos períodos de baixo fluxo e não há fluxo, durante o tempo da parada circulatória. Há amplas variações do pH e do teor de CO2. Essas alterações afetam substancialmente a regulação do fluxo sanguíneo cerebral e, provavelmente, em associação a alterações metabólicas, como a hiperglicemia e a hipocalcemia, podem produzir injúria temporária ou permanente do tecido cerebral [1].

Com o objetivo de promover as melhores condições para a proteção cerebral, um conjunto de medidas foi incorporado à maioria dos protocolos de perfusão de neonatos e lactentes. Essas medidas destinam-se a induzir a hipotermia lentamente e, desse modo, obter um resfriamento mais homogêneo dos tecidos do paciente, inclusive do tecido cerebral [2,3]. O resfriamento homogêneo evitaria gradientes térmicos e metabólicos importantes entre as diversas regiões do cérebro. As principais medidas podem ser assim enumeradas:

1. Aquecer o perfusato, antes do início da perfusão,
2. Ajustar o pH do perfusato, antes do início da perfusão,
3. Induzir a hipotermia com fluxos de perfusão elevados (150-200 ml/kg/min),
4. Usar vasodilatadores desde o início da perfusão (fentolamina),
5. Manter os fluxos de perfusão elevados, até alcançar a temperatura de 18-20 graus C (nasofaringe),
6. Resfriar o paciente em, pelo menos, 15 a 20 minutos,
7. Manter o hematócrito acima de 25 a 30%,
8. Evitar acidose metabólica e alcalose respiratória, devido à sua influência na reatividade do leito vascular cerebral.

Apesar da estrita e compulsiva adesão aos princípios enumerados, as complicações neurológicas imediatas e tardias continuaram a ocorrer. Autores como Swan [4], Jonas [5] e Priestley [6], dentre outros, estudaram a influência da estratégia utilizada para o manuseio do equilíbrio ácido-base no aparecimento de complicações neurológicas imediatas e tardias, clinica e experimentalmente. A associação de hipotermia profunda com parada circulatória ou com baixos fluxos de perfusão, conduzidas com a estratégia alfa-stat ou com a estratégia pH-stat, pode produzir injúria cerebral transitória ou permanente, após a circulação extracorpórea pediátrica [7].

COMPLICAÇÕES NEUROLÓGICAS E NEUROPSIQUIÁTRICAS DA PERFUSÃO PEDIÁTRICA

A circulação extracorpórea com hipotermia profunda e parada circulatória ou baixo fluxo de perfusão, produz complicações neurológicas imediatas e tardias, capazes de prejudicar o desenvolvimento físico e neuropsiquiátrico das crianças. Em um pequeno grupo de 160 neonatos e lactentes da nossa experiência pessoal, operados com hipotermia profunda e parada circulatória, ocorreram 32 complicações neurológicas (20%) no pós-operatório imediato [8]. Destas, 22 foram convulsões, 8 corresponderam a coreoatetose e em dois casos houve cegueira transitória. A identificação destas complicações foi feita pela equipe cirúrgica e de pós-operatório; um neuropediatra, muito provavelmente, seria capaz de identificar um maior número de complicações, mediante o emprego de exames mais refinados para o diagnóstico. Jonas [9] relatou que no momento da alta hospitalar, o exame neurológico foi considerado anormal em cerca de 2/3 de todos os pacientes e a proporção classificada como anormal foi semelhante nos grupos operados com a estratégia alfa-stat (71%) e com a estratégia pH-stat (69%).

Newburger e colaboradores [10] estudaram 171 neonatos e lactentes operados entre Abril de 1998 e Fevereiro de 1992, para correção da transposição das grandes artérias pela operação de Jatene. Todos os pacientes foram operados sob hipotermia profunda. Um grupo de neonatos foi operado com parada circulatória e os restantes foram operados com baixos fluxos de perfusão. Os resultados imediatos mostraram que as crianças operadas com parada circulatória apresentaram recuperação mais lenta da atividade cerebral, detectada pelo eletroencefalograma, maior liberação de creatinoquinase BB, um marcador específico do tecido cerebral, maior incidência de convulsões e maior incidência de alterações globais do eletroencefalograma. O exame dessas crianças com 1 ano de idade mostrou que os operados com parada circulatória apresentaram mais alterações neurológicas. Além disso, o desenvolvimento das funções motoras foi menor. Aos dois anos e meio de idade, as crianças operadas com parada circulatória tiveram mais dificuldades com a expressão verbal e seu desenvolvimento motor foi mais demorado e pobre.

Bellinger e colaboradores [11] avaliaram os resultados de um estudo prospectivo randomizado de 180 crianças operadas antes dos 9 meses de idade, com hipotermia profunda (18⁰C na membrana timpânica) e parada circulatória, divididas em 2 grupos, conforme a estratégia usada para o controle do pH (alfa-stat e pH-stat). Cento e onze crianças foram avaliadas ao completar 1 ano de idade. Os índices de desenvolvimento psicomotor e os índices de desenvolvimento mental dos grupos alfa-stat e pH-stat foram semelhantes. O exame destas crianças entre os 2 e 4 anos de idade mostrou que o desenvolvimento geral, nos dois grupos, continuava idêntico. Contudo, houve uma ligeira predominância de comportamento depressivo nas crianças do grupo pH-stat. O significado desses achados, entretanto, ainda é incerto. Aos quatro anos e meio de idade, os testes de avaliação do desempenho verbal, o QI, os testes de avaliação da função motora, os testes de domínio da linguagem, os testes de avaliação da fala e a avaliação geral do desenvolvimento mostraram que, nos dois grupos de crianças, o desempenho foi inferior ao desempenho da população geral da mesma idade, usada como controle. Nesta avaliação, 28% das crianças apresentaram forte suspeita da presença de anormalidades neurológicas não definidas, enquanto que 30% das crianças apresentaram anormalidades neurológicas indiscutíveis. As crianças que apresentaram convulsões no pós-operatório imediato tiveram mais anormalidades neurológicas e maior redução do QI.

Hövels-Gürich e colaboradores [12] analisaram os resultados tardios de um grupo de 60 neonatos portadores de transposição das grandes artérias submetidos à operação de Jatene, com perfusão hipotérmica de baixo fluxo associada à parada circulatória. A avaliação das crianças entre 8 e 14 anos após a operação, mostrou que havia um déficit neurológico em 27% dos casos e havia dificuldades com a fala em 40% das crianças. Havia também redução das funções motoras, das habilidades adquiridas e da linguagem e dificuldades no desenvolvimento psicomotor em 55% dos casos. Esse mesmo grupo de crianças, quando avaliado aos 5 anos de pós-operatório mostrou uma incidência global de alterações neuropsicológicas de 26%. Estes dados sugerem que as dificuldades neurológicas e neuropsicológicas surgem com o desenvolvimento motor e intelectual das crianças, ao longo do tempo e, muito provavelmente, são o reflexo de injúria produzida durante o tratamento cirúrgico, porque não ocorrem na população geral da mesma idade, usada como controle.

PERFUSÃO NORMOTÉRMICA

A ocorrência de alterações neurológicas e neuropsiquiátricas capazes de prejudicar o desenvolvimento motor e intelectual das crianças operadas com o auxílio da perfusão hipotérmica, tanto a complementada com baixos fluxos, quanto a complementada com parada circulatória e com as duas estratégias de manuseio do equilíbrio ácido-base, acentuou a inquietação das equipes dedicadas ao tratamento cirúrgico das cardiopatias congênitas na idade neonatal e nos primeiros meses de vida. Os resultados favoráveis obtidos com a perfusão normotérmica em adultos e em crianças em idade escolar, prontificaram alguns autores a experimentar a perfusão normotérmica em crianças de baixo peso e até mesmo em neonatos e lactentes [13,14]. Em nosso meio, Lino [15] iniciou o emprego da perfusão pediátrica normotérmica com resultados iniciais satisfatórios, com a intenção de estender o seu emprego aos neonatos e lactentes.

Durandy e colaboradores [16], considerando as complicações neurológicas tardias da perfusão hipotérmica e a falta de uniformidade e padronização dos diversos protocolos de perfusão pediátrica hipotérmica, em relação à parada circulatória versus a perfusão contínua com baixo fluxo e em relação às estratégias de manipulação do pH, decidiram adotar a circulação extracorpórea normotérmica para a correção de cardiopatias congênitas, em 1995. Com essa técnica, os autores operaram mais de 1600 crianças, das quais metade tinha idade inferior a 9 meses. As principais patologias tratadas incluiam a comunicação interventricular, a tetralogia de Fallot, os defeitos do septo átrio-ventricular, neonatos com transposição das grandes artérias e a interrupção do arco aórtico. A única lesão que os autores operaram com parada circulatória hipotérmica foi a drenagem anômala total das veias pulmonares. Nessa experiência, as complicações que ocorrem em consequência da hipotermia como as alterações da coagulação, da regulação da glicose e dos sistemas endócrino e imunológico foram minimizadas. Os efeitos positivos da perfusão normotérmica foram a fácil manutenção do pH em níveis normais e a redução dos riscos de complicações neurológicas. A hemodinâmica pós-operatória é mais estável e os pacientes apresentam menor incidência de baixo débito cardíaco. Os autores são entusiastas da perfusão normotérmica com cardioplegia sanguínea morna para a correção cirúrgica das cardiopatias congênitas, inclusive na idade neonatal.

Corno [17] relata sua experiência com a técnica desenvolvida por Durandy e colegas. Após observar mais de 300 operações consecutivas em crianças com cardiopatias congênitas e testemunhar o curso pós-operatório mais "fisiológico", mesmo nos portadores de formas complexas das suas cardiopatias, o autor adotou o mesmo protocolo. As crianças foram extubadas precocemente e não necessitaram de drogas inotrópicas. além da abolição da hipotermia, são detalhes importantes da técnica, que contribuem para a excelência dos resultados: os fluxos, o hematócrito e a depleção de leucócitos.

O fluxo geralmente usado para a circulação extracorpórea é de 2,0 a 2,4 l/min/m2 ou 100 a 120 ml/kg/min. Estes são os fluxos aceitos como "standard" para a perfusão e são denominados "fluxo total" porém, na realidade, constituem fluxos reduzidos em relação aos valores "fisiológicos" do ser humano normal. Os fluxos usados para a perfusão normotérmica, são de 3,0 a 3,5 l/min/m2, arbitrariamente denominados de "altos fluxos".

As consequências negativas da perfusão sistêmica com um hematócrito baixo, amplamente conhecidas desde longa data, são melhor apreciadas no momento atual da CEC. Após longos anos sugerindo que um hematócrito de 20% deveria ser usado, del Nido [7] Jonas [5] e outros autores apresentam evidências de que há melhor proteção neurológica, quando o hematócrito durante a perfusão é mantido em, pelo menos, 30%.

O papel da ativação dos leucócitos como principal causa da reação inflamatória sistêmica pós-operatória, frequentemente observada na população pediátrica é bem conhecido, mesmo quando a depleção de leucócitos não é usada.

Em resumo, a perfusão pediátrica normotérmica empregada pelo grupo de Paris [17] é não apenas normotérmica mas associa fluxos de perfusão elevados, hematócritos altos e depleção de leucócitos.

Durandy e colaboradores [18] em resposta aos comentários de Corno à sua técnica, acrescentam que a circulação extracorpórea normotérmica e a cardioplegia morna representam apenas uma parte do protocolo de perfusão. Os níveis de fluxo e do hematócrito devem ser ajustados ao consumo sistêmico de oxigênio. A qualidade dos produtos de sangue doados deve ser ótima mas, a importância de um baixo volume de prime deve ser enfatizada. Os autores usam 180 ml de prime para neonatos e lactentes com superfície corpórea de até 0,27 m2 (4,5-5 kg) e 225 ml para lactentes com superfície corpórea de até 0,42 m2 (8-8,5 kg). Aumentam este volume progressivamente até alcançar um prime de 600 ml para crianças com 0,85 a 1,6 m2 de superfície corpórea (20-60 kg). Com esse protocolo, os autores nunca usam a ultrafiltração, durante ou após a perfusão.

CONCLUSÕES

Os resultados imediatos relativos à sobrevida e à morbidade geral da cirurgia corretiva precoce das cardiopatias congênitas melhoraram substancialmente, ao longo dos últimos 10 anos, com a aplicação criteriosa da hipotermia profunda com parada circulatória ou com períodos de baixo fluxo de perfusão. Entretanto, a incidência de complicações neurológicas imediatas e o aparecimento tardio, em proporções elevadas, de deficiências do desenvolvimento motor e da esfera conitiva prontificaram a revisão das técnicas de proteção cerebral. Após experimentações com as estratégias alfa-stat e pH-stat, aprofundamento da hipotermia e redução do tempo de parada circulatória, não foram observadas alterações substanciais na incidência ou na severidade das sequelas neurológicas, neuropsiquiátricas e do desenvolvimento motor e intelectual das crianças operadas. Com o objetivo de contrabalançar esses efeitos indesejáveis e aproveitando-se da experiência acumulada com a cirurgia normotérmica de pacientes adolescentes e adultos, alguns grupos cirúrgicos passaram a avaliar o uso da perfusão pediátrica normotérmica, para a correção das cardiopatias congênitas. A variante mais estudada, descrita por Durandy e colaboradores [18] constitui na associação de normotermia, fluxos de perfusão elevados, reduzida hemodiluição, filtração de leucócitos e cardioplegia sanguínea morna. Embora os resultados imediatos sejam animadores, são necessários estudos comparativos e evolutivos, já que a experiência demonstrou que a maioria das sequelas relativas à injúria do tecido cerebral é de aparecimento tardio e interfere com o desenvolvimento físico, motor e neuropsiquiátrico das crianças operadas.

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