CEC

I- Conceito

A prática da circulação extracorpórea, nos dias atuais, consiste na simulação mecânica de princípios da fisiologia humana, relacionados à circulação, respiração e aos balanços hidro-eletrolítico e ácido-base. Para a função celular, não faz diferença se a força que impulsiona o sangue pelos capilares, provém da contração do coração ou de uma bomba mecânica; também não importa à função celular, se o oxigênio é obtido através das trocas gasosas no pulmão natural ou em um oxigenador. As duas primeiras décadas da circulação extracorpórea, constituiram a fase essencialmente mecânica, de melhor conhecimento e utilização dos materiais, do desenvolvimento e construção de aparelhos e da otimização dos fluxos e das temperaturas para os procedimentos. Reduzida a intensidade do trauma físico, a identificação e caracterização das alterações induzidas pelo contato com os elementos celulares e sistemas proteicos do sangue, marcaram o início da fase eminentemente fisiológica.

II- Definição

A CEC compreende o conjunto de máquinas, aparelhos, circuitos e técnicas, pelos quais é possível a substituição temporária, das funções cardíacas e pulmonares e o isolamento destes. Consiste no desvio do sangue para fora do organismo e no seu retorno.

Estima-se que hoje no Brasil sejam realizadas em média 60.000 cirurgias ao ano com este método.

O uso da circulação extracorpórea tem como objetivo realizar as funções cárdio-pulmonares; preservando a integridade celular; evitando alterações estruturais; e assim manter a função e o metabolismo dos órgãos e sistemas.

III- Origem

O surgimento deste procedimento só foi possível devido ao desenvolvimento prévio de outras técnicas e conhecimentos necessários como:

· 1813: Le Gallois desenvolve o primeiro de circulação artificial;

· 1848-58: Brown-Sequard, conhecimento sobre a oxigenação sangüínea;

· 1882: Von Schoeder desenvolve o primeiro oxigenador de bolhas;

· 1885: Von Frey e Gruber constróem o primeiro sistema coração-pulmão artificial;

· 1916: Howell e Mc Lean, descobrem a Heparina;

· 06/05/1953: John e Mary Gibbon realizam a primeira cirurgia com cec com sucesso para o fechamento de uma comunicação inter atrial.

IV- Circulação Normal

O sangue desoxigenado, que cedeu oxigênio aos tecidos chega ao átrio direito pelas Veias Cavas Superior e Inferior; do Átrio direito passa para o ventrículo direito e depois é bombeado para a Artéria Pulmonar e seus ramos para atravessar a rede capilar pulmonar. Aqui, recebe oxigênio do ar e elimina gás carbônico. O sangue, agora arterializado, chega ao Átrio esquerdo pela Veia Pulmonar, de onde passa para o Ventrículo esquerdo e é bombeado para a Aorta e distribuído para os tecidos, captando gás carbônico e cedendo oxigênio e nutrientes destes. Após isso, o sangue atinge a rede de vênulas e veias que convergem para formar as Veias Cavas Superior e Inferior, reiniciando o ciclo.

V- Circulação Extracorpórea

O sangue venoso é desviado do coração e dos pulmões ao chegar no Átrio direito através de cânulas colocadas nas Veias Cava Superior e Inferior. Daí, por uma linha comum, o sangue é levado ao oxigenador, onde recebe oxigênio e elimina gás carbônico e em seguida é coletado para ser reinfundido ao paciente. Passa agora para um ponto do sistema arterial do paciente, geralmente a Aorta ascendente e é distribuído para todos os órgãos, onde cede oxigênio e capta gás carbônico; volta ao coração pelas Veias Cava Superior e Inferior, sendo o ciclo reiniciado.

Essa máquina coração-pulmão artificial deve coletar de 3 a 5 litros de sangue por minuto e distribuí-los ao oxigenador, coletá-los novamente, separar o excesso de gás e bombear para o sistema arterial do paciente. O processo deve ser contínuo, pelo tempo necessário; sem alterar as propriedades biológicas do sangue ou a integridade dos seus elementos e proteínas.

VI- Oxigenadores

São aparelhos usados em Circulação Extracorpórea para fazer as trocas gasosas, ou seja, introduzir oxigênio no sangue e eliminar gás carbônico. Esses não substituem os pulmões completamente porque os pulmões também exercem outras funções como a neutralização farmacológica de diversas substancias e imunidade.

Os oxigenadores diferem entre si pela forma como o oxigênio é oferecido ao sangue; sendo assim há dois tipos:

· Aqueles em que há contato direto entre o gás e o sangue; as trocas gasosas são incentivadas por um grau de turbulência produzida no sangue venoso. Inclui os oxigenadores de películas e os oxigenadores de bolhas.

· Aqueles sem interface direta com o gás; existe uma membrana que separa o sangue do gás.

Características importantes dos oxigenadores:

• Capacidade de oxigenar até 6 litros de sangue por min com saturação entre 95 e 100%
• Remover gás carbônico em quantidades apropriadas, evitando sua retenção ou sua eliminação excessiva.
• Fenômenos mecânicos para trocas gasosas devem ser delicados para evitar a destruição de elementos figurados ou desnaturação de proteínas plasmáticas
• Mínima ou nula tendência à formação de êmbolos
• Construído com materiais atóxicos, biocompatíveis e resistentes ao choques acidentais.

III. 1- Oxigenadores de Bolhas

Esse tipo de oxigenador é eficiente para procedimentos de menor duração; causam injuria às células sangüíneas e plaquetas e também produzem microembolos.

A oxigenação do sangue por dispersão de gás baseia-se na criação de uma enorme superfície de contato a partir de um pequeno volume de sangue, quando o gás é distribuído em bolhas.

Esses oxigenadores possuem três câmaras conectadas entre si, que o sangue deve atravessar, sendo um quarto componente, o permutador de calor, que é utilizado para trocas térmicas. Os componentes são:

1. Câmara de oxigenação: recebe o sangue venoso; e esse ingressa na coluna oxigenadora, onde se processam a formação das bolhas e as trocas gasosas. Na sua base, há o elemento dispersor de oxigênio, onde esse é disperso em múltiplos jatos no sangue venoso, promovendo a formação de bolhas. Esse método de oxigenação e a interface gás sangue produzem trauma mecânico e não permitem o controle absoluto e independente das trocas gasosas.

2. Câmara de desborbulhamento: tem a finalidade de destruir as bolhas e eliminar para o exterior do oxigenador o gás carbônico removido do sangue; ao redor há um filtro microporoso que retém restos celulares e microbolhas.

3. Reservatório arterial: onde o sangue já oxigenado e desborbulhado é coletado para reinfusão ao paciente; o sangue escoa suavemente pelas paredes evitando a queda livre e produção de bolhas ou espuma no seu interior; além disso, é um elemento de segurança, contra o bombeamento acidental de ar no paciente.

4. Permutador de calor: será discutido a seguir.

III. 2- Oxigenadores de Membrana

Não há contato entre o gás e o sangue, sendo separados por uma membrana; essas são microporosas.

Esse tipo de oxigenador permite o controle independente da transferência de oxigênio e eliminação de gás carbônico. São mais fisiológicos principalmente pela ausência da interface sangue e gás.

As trocas gasosas dependem da permeabilidade da membrana e da diferença de pressão do gás (pressão trans-membrana).

III 2.1- Reservatório Venoso

Pode ser flácido ou rígido; coleta o sangue venoso do paciente e também pode armazenar um volume de reserva ou de segurança. A ele é conectado o reservatório de cardiotomia. O sangue passa por ele e vai para o oxigenador.

III 2.2- Reservatório de Cardiotomia

Aspira o sangue no campo operatório e de eventuais perdas no circuito; além disso, faz a descompressão de câmaras cardíacas para evitar sua distensão muscular e conseqüente lesão.

IV - Bombas Propulsoras

As bombas propulsoras apresentam-se sob dois tipos: bomba de Roletes e bomba Centrífuga.

IV. 1- Bomba de Roletes

Gera um fluxo linear e não pulsátil. Apresenta uma desvantagem: exerce uma pressão negativa elevada no orifício de entrada para aspirar o liquido a ser propelido; ela não se enche passivamente, mas por sucção, podendo aspirar e bombear ar.

Um segmento de tubo elástico é montado em um leito rígido, em forma de ferradura, ocupando um segmento de círculo, no qual excursionam dois cilindros opostos, eqüidistantes de um eixo central. À medida que o eixo central gira, os roletes comprimem o tubo e impulsionam o seu conteúdo.

IV. 2- Bomba Centrífuga

É conhecida como bomba cinética, ou seja, uma bomba em que a ação de propulsão do sangue é realizada pela adição de energia cinética produzida pela rotação de um elemento rotor.

No tipo mais comum, existe um conjunto de cones concêntricos, dos quais o mais externo contém um orifício central de entrada e um orifício lateral de saída. O cone mais interno tem um acoplamento magnético com um rotor externo que o faz girar a elevadas rotações por minuto. O giro do cone interno faz girar os demais cones, criando uma forca centrifuga e sua transmissão ao sangue produz o fluxo do sangue.

Nessa bomba não há pré-carga e o fluxo depende diretamente do número de rotações por minuto do cone interno.

IV. 3- Trauma gerado pelas bombas

Na circulação normal, o sangue é submetido a forças físicas superiores às exercidas pela bomba extracorpórea. A pressão lateral exercida pelo ventrículo esquerdo sobre o sangue durante sua contração é superior à pressão máxima gerada por uma bomba arterial, por exemplo. Porém, isso não causa traumatismo aos elementos do sangue, ao contrário das bombas utilizadas para substituir sua função.

Entre os principais fatores traumáticos, podemos citar: compressão do sangue entre estruturas colapsáveis, o aquecimento e o atrito durante o bombeamento, a excessiva turbulência ou estagnação, ondas de pressão positiva ou negativa elevadas e a turbulência do fluxo (alteração do diâmetro dos tubos em que o sangue circula).

V- Permutador de Calor

A circulação extracorpórea invariavelmente é acompanhada de perda de calor. O fator mais importante é a exposição continuada do sangue ao ambiente nas amplas superfícies do sistema extracorpóreo. A perda de calor e a conseqüente queda de temperatura do paciente são proporcionais à duração do procedimento.

Com a introdução da hipotermia como técnica complementar de preservação metabólica, esse permutador também deve ter a capacidade de resfriar e depois aquecer o paciente.

É importante observar a temperatura da água e do pacientes para evitar gradientes excessivos (exemplo: a água em temperatura de 42° a 45°C causa hemólise acentuada e desnaturação protéica).Esse gradiente deve ser de no máximo de 10°C. Isso devido às variações da solubilidade dos gases à diferentes temperaturas. Geralmente, os gases tornam-se mais solúveis nos líquidos à baixa temperatura. Assim temos:

• No reaquecimento: o sangue hipotérmico contém maior quantidade de gases em solução; assim quando o sangue atinge o permutador, se aquece com rapidez e os gases são liberados no sangue devido à redução brusca da sua solubilidade.

• No resfriamento: quando o sangue é resfriado rapidamente, ao retornar ao organismo ainda aquecido, há diminuição da solubilidade dos gases do mesmo modo e microembolias são liberadas.

VI- Filtros na Circulação extracorpórea

São usados para diminuir a quantidade, no sangue que vai retornar ao paciente, de microembolos formados nas maquinas da circulação extracorpórea.

Tipos:

• Adsorção: oxigenadores de bolhas e reservatório de cardiotomia
• Microporoso: linha arterial

Os filtros integram a câmara de oxigenação e desborbulhamento, reservatórios venosos rígidos dos oxigenadores de membrana e os reservatórios de cardiotomia.

VI. 1- Filtro Arterial

Remove partículas e microbolhas gasosas do sangue arterializado no oxigenador antes da sua infusão no paciente. Deve ser o ultimo elemento da linha arterial para o paciente.

VI. 2- Filtro de Cardiotomia

Os aspiradores são a maior fonte de microembolias de ar, aspirado do campo operatório e de outras partículas como agregados de células destruídas, grumos de gordura e fragmentos de fio cirúrgico.

VI. 3- Filtro Bacteriano

Utilizados na linha de gás para prevenir contaminação bacteriana e remover eventuais partículas originadas das fontes gasosas.

VII- Circuitos

Definidos como conjunto de tubos e conectores que fazem a interligação entre oxigenador, as bombas propulsoras e o paciente. Eles permitem a realização dos procedimentos de perfusão.

Há uma variedade de circuitos, sendo relacionados às necessidades especiais de certos procedimentos cirúrgicos.

O circuito típico ocorre da seguinte maneira: o sangue drenado do átrio direito ou das veias Cava Superior ou Inferior vai para o oxigenador de bolhas ou para o reservatório venoso dos oxigenadores de membranas.

No oxigenador de bolhas, o sangue é oxigenado pela dispersão de gás no seu interior, desborbulhado, filtrado e devolvido ao sistema arterial do paciente pela Aorta ascendente.

No oxigenador de membranas, o sangue chega ao reservatório venoso e é impulsionado pela bomba arterial através do compartimento das membranas, onde por difusão capta oxigênio e elimina gás carbônico; continua pela linha arterial para a Aorta ascendente.

VII. 1- Tubos do circuito

Os tubos do circuito devem ter o menor número possível de conexões para evitar pontos de turbilhonamento do fluxo e maior produção de trauma celular e hemólise.

O comprimento das linhas do circuito deve ser apenas suficiente para as suas funções, evitando-se tubos desnecessariamente longos que representam maior hemodiluição e maior risco de dobras ou angulações acidentais.

O circuito básico da perfusão contém as linhas venosa e arterial, duas ou três linhas aspiradoras, a linha de gás do oxigenador e as linhas de admissão e drenagem da água no permutador de calor.

VII. 2- Canulação do paciente e conexão ao circuito

São construídas suturas em bolsa: duas na Aorta ascendente, próxima à saída do tronco braquiocefálico, uma na auriculeta direita e outra na parede livre do átrio direito, junto à entrada da Veia Cava Inferior.

Após a administração de heparina, a região das bolsas na Aorta ascendente é excluída em um clump vascular e a Aorta é incisada e a cânula arterial introduzida na sua luz. A seguir, a cânula é conectada à linha arterial.

Após a introdução da cânula arterial, o cirurgião introduz as cânulas nas Veias Cavas Inferior e Superior, sendo essas cânulas conectadas à linha venosa.

VIII- Materiais

Os materiais usados para a confecção dos aparelhos, além de compatíveis ao sistema, devem ser resistentes ao impacto, para evitar fraturas durante o uso; biocompatíveis, não reagirem com o sangue, nem liberar resíduos químicos; suas superfícies devem ser polidas, sem arestas ou recessos para evitar acúmulos e também apresentar cargas elétricas negativas e baixa absorção de água para não agredirem ou reagirem com o sangue. De maneira a não alterar sua estrutura e osmolaridade natural.

Mecanismo de Circulação Extracorpórea

IX- Indicações

A tecnologia da circulação extracorporal desenvolveu-se em conjunto com a cirurgia cardíaca, à partir dos anos cinqüenta, tendo alcançado o estágio atual, à partir do final dos anos setenta, oitenta.

Na medida em que a perfusão se tornou uma tecnologia rotineira e segura na vida hospitalar, o seu uso foi estendido a outras indicações, além da correção de lesões intra cardíacas e dos grandes vasos torácicos. Usa-se, com alguma freqüência, a circulação extracorporal convencional ou alguma das suas variantes, em diversas áreas da cirurgia, como por exemplo:

1. Neurocirurgia - Para a ressecção de grandes aneurismas das artérias intra cranianas, correção de malformações artério-venosas e remoção de certos tumores cerebrais, num campo operatório exangue, pela utilização da paragem circulatória total hipotérmica;

2. Cirurgia de tumores renais com invasão de veia cava inferior, com técnicas semelhantes às utilizadas em neurocirurgia;

3. Cirurgias de tumores da traquéia, envolvendo a sua bifurcação, podem ser realizadas, com o auxílio da perfusão, para a oxigenação do paciente durante a remoção de segmentos da traquéia e dos grandes brônquios;

4. Cirurgias de transplante de fígado;

5. Em determinadas patologias pulmonares reversíveis, que cursam com grave comprometimento do parênquima pulmonar e impedem as trocas gasosas eficazes, utiliza-se a assistência ventilatória prolongada com oxigenadores de membrana, que pode durar até vários dias.

6. Em casos onde após a cirurgia da lesão cardíaca, a função contráctil do coração não se recupera adequadamente, a perfusão pode ser continuada, como uma forma de suporte circulatório, podendo também se prolongar, conforme as necessidades individuais;

7. Como método exclusivo de assistência circulatória, para falência de um ou de ambos os ventrículos, em doentes não operados ou candidatos a cirurgia imediata;

8. Como adjunto de suporte circulatório na sala de hemodinâmica, para determinados casos de angioplastia coronária, em que a cirurgia é contra-indicada;

9. Como veículo de concentrações elevadas de drogas quimioterápicas ou para produzir hipertermia regional, em segmentos específicos do organismo, geralmente as extremidades, no tratamento de determinados tipos de cancro, constituindo as técnicas de perfusão regional;

10. Nos países de clima frio da Europa e da América do Norte, para o reaquecimento lento, com suporte circulatório de doentes hipotérmicos pela exposição acidental ao frio ambiente;

11. A circulação extracorpórea, um procedimento standard em cirurgia cardíaca, apenas excepcionalmente é usada para o tratamento de intoxicação severa por drogas, na maioria das vezes, com resultados pobres.

X- Coagulação

O sangue está líquido quando em contato com superfícies cardíacas (endocárdio) e vasos sanguíneos (endotélio), mas facilmente se coagula quando em contato com qualquer outra superfície (biológica ou não). Durante a CEC as plaquetas sofrem alterações que dificultam a hemostasia e a coagulação:

· Tem a forma alterada, passam a ser arredondadas;

· Sofrem agregação primária;

· Sofrem agregação secundária;

· Depleção granular.

A Heparina é administrada na dosagem de 4 mg/Kg peso, antes da colocação das cânulas. Ela inibe as etapas finais da cascata de coagulação:

· Fator II protrombinaÞ m trombina

· Fator I fibrinogênioÞ fibrina

Portanto a formação do coágulo não ocorre. Ao final do procedimento, as cânulas são removidas e a heparina é neutralizada, pelo uso do SULFATO de PROTAMINA (1:1).

üA hemostasia é revista;

üFecha-se a cavidade torácica;

üDrena-se o mediastino.

A propulsão do sangue em sistemas não revestidos produz agregação plaquetária induzida pelas forças de atrito que pode ser prevenida pela administração de substâncias que bloqueiam a ligação do fator de Von Willebrand aos receptores glicoproteicos Ib das plaquetas. O efeito do bombeamento do sangue sobre as plaquetas é mascarado nos sistemas revestidos com albumina, o que não acontece nos circuitos não revestidos, em virtude da influência dominante do contato do sangue com os materiais do circuito.

XI- Proteção do Miocárdio

O acesso ao coração implica na interrupção da sua atividade. Para isso é preciso métodos que impeçam lesões decorrentes da alteração da oxigenação e metabolismo.

Métodos

Hipotermia

ØSuprimento ® intermitente

® contínuo

Ambos os métodos incluem infusão de solução rica em POTÁSSIO (25mEq/L) a cada 20 minutos, na circulação coronariana, que promove a parada quase imediata, sem consumo de oxigênio. São estas soluções denominadas de CARDIOPLÉGICAS.

O paciente submetido a cirurgias com CEC difere dos demais pela possibilidade de comprometimento simultâneo de outros sistemas e a ocorrência de complicações:

– Nervoso

– Pulmonar

– Renal

Quando a função cardíaca é adequada, a sobrevida é praticamente certa, mas em condições patológicas onde a função cardíaca é alterada ou sobre interferências, ocorre a presença de um débito cardíaco baixo, que após um determinado tempo evolui para o colapso dos sistemas, promovendo a incompatibilidade vital e conseqüente óbito.

Neste caso fármacos ou mecanismos devem estar presentes para manter o DC basal.

A ultrafiltração (hemoconcentração) é um recurso terapêutico de grande utilidade que, freqüentemente é associado à circulação extracorpórea convencional. As indicações da ultrafiltração continuam à crescer, à medida que as equipes ganham experiência com o método. Na atualidade, com o uso rotineiro da cardioplegia (cristalóide ou sangüínea) não é raro que os níveis do potássio sérico, ao final da perfusão, estejam elevados.

Em determinados pacientes, os valores do potássio podem atingir os 6,5 a 7 mEq/l e produzir bradicardia, bloqueio da condução atrio-ventricular ou mesmo assistolia.

Quando a função renal é inadequada ou quando a saída de perfusão pode ser prejudicada pelos efeitos da hiperpotassemia, podemos utilizar a ultrafiltração, para a remoção rápida de potássio.

· Hipotermia

McQuiston em 1950, realizou a primeira cirurgia com associação à hipotermia.

A queda da temperatura tem como finalidade principal reduzir as reações químicas e enzimáticas das células, diminuindo assim, o metabolismo tecidual. A redução de 10 ºC da temperatura do organismo, diminui de 2-3 vezes as reações celulares.

Não se evidenciou vantagens práticas do uso de temperaturas abaixo de 15 ºC. Essa prática durante a CEC pode alterar a distribuição normal do fluxo de perfusão orgânica, comprometendo a oferta de oxigênio.

Vantagens

Caso durante a perfusão tecidual, ocorram problemas mecânicos, que requeiram substituição, a hipotermia é decisiva na proteção do organismo contra a hipóxia, durante o tempo necessário para o reparo.

A atividade vasomotora é controlada por estímulos locais e pelo SNAS, respondendo a alterações térmicas internas ou ambientais. Perifericamente está regulação é modulada por terminações nervosas presentes na pele, já de maneira central ela ocorre na porção anterior do tálamo e hipotálamo, onde está localizado o centro termoregulador. Com a queda da temperatura ocorre liberação de adrenalina que promove: vasoconstrição e o organismo reage com:

ÞFreqüência cardíaca Ý

ÞPressão arterial Ý

ÞDébito cardíaco Ý

Durante a cirurgia, a anestesia é responsável por inibir as respostas hipotalâmicas ao frio; quando o organismo é exposto ao frio intenso, os mecanismos reguladores se exaurem rapidamente e a temperatura cai; ocorre progressiva depressão do SNC e colapso circulatório.

A indução da queda térmica pode ocorrer por 2 mecanismos. Um Tópica ou Superficial, que é realizado com a colocação de sacos de gelo; o resfriamento é lento e uniforme, ocorre homogeneidade pela pele. Já o outro mecanismo é o Central, onde o sangue é diretamente resfriado. Este resfriamento é rápido e heterogêneo, mas ocorre vasoconstrição excessiva; as áreas com mais fluxo ficam mais hipotérmicas.

Na Prática

O resfriamento e o reaquecimento ocorrem através de permutadores de calor; e o gradiente de temperatura gerado entre os diversos órgãos, pode ser abolido pelo uso de vasodilatadores.

Benefícios da Hipotermia

Este método durante a CEC, gera maior segurança e flexibilidade do procedimento; possibilitando a redução dos fluxos de perfusão e de oxigênio, com menor trauma de elementos; promove maior proteção metabólica e contra acidentes e falhas.

Em média o consumo de oxigênio:

· Deve cair 75% do normal se a temperatura estiver 30 ºC;

· Deve cair 50% do normal se a temperatura estiver 26 ºC;

· Deve cair 17% do normal se a temperatura estiver 20 ºC;

· Se estiver normotérmico, deve ser o mesmo que sob anestesia geral.

Graus de Hipotermia

· Hipotermia Leve 36,5 ºC a 31 ºC

· Hipotermia Moderada 30 ºC a 21 ºC

· Hipotermia Profunda 20 ºC a 15 ºC

Período de Segurança

· 36,5 ºC 3 minutos

· 32 ºC 10 minutos

· 28 ºC 20 minutos

· 25 ºC 30 minutos

· 18 ºC 40 minutos

XII- Equilíbrio ácido-base

Equipamentos modernos permitem, hoje, o uso da CEC com alterações fisiológicas mínimas. O organismo possui sistemas de defesa contra as variações bruscas de pH, estes mecanismos são de naturezas diferentes, sendo eles químicos ou físicos.

A compensação fisiológica de processos agudos, como no caso da CEC, são compensados pelos PULMÕES, através da respiração; já os processos crônicos, lentos e tardios, são compensados pelos RINS, através da excreção metabólica.

Durante a CEC o pH do plasma sangüíneo deve variar dentro da faixa de normalidade, entre 7,35 e 7,45; podendo variar com maiores repercussões dentro da faixa de tolerância; 6,8 e 7,8.

O sangue venoso transporta ao oxigenador o CO2, que se difunde para o ambiente, oxigenador desempenha o mesmo papel que os pulmões para o equilíbrio. Portanto as alterações da ventilação do oxigenador, podem produzir quebra do balanço respiratório, interferindo no metabolismo celular. A compensação renal do pH, não é eficaz nestes casos, já que entra em atuação após 24 a 48 horas, não ocorrendo significativamente durante a CEC.

Alterações do Equilíbrio

As modificações que ocorrem durante o procedimento são muito rápidas, na maioria nas formas puras, não compensadas. A CEC pode produzir qualquer tipo de distúrbio ácido-base, mas as mais comuns:

· Acidose Metabólica,

· Alcalose Respiratória.

Acidose Metabólica

A causa mais comum é a deficiência de oxigenação tecidual. A vasoconstrição, comum na perfusão, decore de catecolaminas e outros vasopressores, estimulados pelo estresse da CEC e contado do sangue com estruturas não endoteliais.

Pode haver uma má arterialização do sangue por: Insuficiência de fluxo de oxigênio no oxigenador ou defeito do sistema de oxigenação, nos oxigenadores de bolhas.

Alcalose Respiratória

É o distúrbio mais freqüente no decorrer da CEC. O fluxo de oxigênio do oxigenador é adequado ao sangue venoso, mas excessivo para a eliminação do CO2. Laboratorialmente o pH está superior a 7,45, e a pCO2 abaixo de 35 mmHg.

A alcalose severa (pCO2 abaixo de 25 mmHg), pode produzir vasoconstrições intensas em vasos cerebrais e convulsões; que se manifestam no pós-operatório imediato. Já a pCO2 acima de 28 mmHg apresenta efeitos gerais e cardiovasculares favoráveis:

ÞMenor necessidade de anestésicos

ÞMenor necessidade de relaxantes musculares

ÞMelhora da função global do coração

Equilíbrio ácido-base durante a hipotermia

Existem 2 maneiras de avaliação;

· CO2 constante e pH variável (alfa-stat)

· CO2 variável e pH constante (pH-stat)

Considerando que a alfa-stat é a mais semelhante ao fisiológico. Observa-se para cada grau de queda de temperatura, o pH se eleva 0,0147.

XIII- Monitorização

Deve-se fazer as gasometrias arterial e venosa, analisando na arterial: estado ácido-base do sangue que perfunde os tecidos e sua oxigenação (oxigenador). E na venosa: oxigenação tecidual, nível de extração de O2, fluxo da perfusão e estado ácido-base.

XIV- Perfusão

O perfusionista é o profissional responsável pelo monitoramento da máquina de perfusão, mais conhecida como coração/pulmão artificial. Este profissional deve não apenas saber controlar a máquina, mas também ser capaz de interpretar uma série de ocorrências durante a cirurgia, como, por exemplo, alterações na pressão arterial e na quantidade de gases no sangue do paciente, dados essenciais para o sucesso da operação.

Na prática, comum denomina-se o sistema utilizado para a circulação extracorporal de máquina coração-pulmão artificial, aparelho coração-pulmão artificial, ou, simplesmente, bomba coração-pulmão.

O membro da equipe que opera a máquina e os aparelhos que substituem as funções do coração e dos pulmões é o CARDIOPNEUMOLOGISTA conhecido como Perfusionista. É um membro da equipe cirúrgica com pré-requisitos definidos com conhecimentos de fisiologia circulatória, respiratória, sanguínea, renal, e esterilização. Com treinamento específico no planeamento e administração dos procedimentos de circulação extracorporal. O perfusionista trabalha diretamente sob as ordens do cirurgião cardiovascular.

A utilização de uma velha substância reduz a chance de complicações em pacientes que passaram por cirurgias cardíacas. Um dos resultados é a diminuição em cerca de 25% no tempo que os pacientes precisam ficar intubados - ou seja, utilizando as máquinas para respiração artificial após a cirurgia.

As atribuições específicas do perfusionista, durante o seu trabalho, podem ser relacionadas da seguinte forma:

· Planeia a previsão, requisição e controle dos materiais e equipamentos utilizados nos procedimentos de circulação extracorporal, especialmente oxigenadores, circuitos, reservatórios, filtros, cânulas e outros acessórios,

· Examina e testa os componentes da máquina coração-pulmão, controla sua manutenção preventiva e corretiva, conservando-a, permanentemente, em condições de uso,

· Obtém informações com a equipe médica, sobre a história clínica do doente; verifica a existência de doenças ou condições que possam interferir na execução, ou requerer cuidados especiais com a condução, da circulação extracorporal, tais como diabetes, hipertensão arterial, doenças endócrinas, uso de diuréticos, digitálicos e anticoagulantes,

· Calcula as doses de heparina para a anticoagulação sistémica e de protamina, para sua posterior neutralização,

· Fornece ao cirurgião os calibres mínimos das cânulas aórtica e venosas, adequadas aos fluxos sanguíneos a serem utilizados,

· Obtém do anestesista os parâmetros hemodinâmicos do paciente, desde a indução anestésica, para a sua manutenção durante a perfusão,

· Sob o comando do cirurgião, executa a circulação do sangue e sua oxigenação extracorporal, monitoriza as pressões arteriais e venosas, diurese, tensão dos gases sanguíneos, hematócrito, nível de anticoagulação e promove as correções necessárias,

· Induz o grau de hipotermia sistémica determinado pelo cirurgião, através do arrefecimento do sangue no circuito do oxigenador, para preservação metabólica do sistema nervoso central e demais sistemas orgânicos; reaquece o paciente ao final do procedimento,

· Prepara e administra as soluções destinadas à proteção do miocárdio, através de equipamentos e circuitos especiais para aquela finalidade quando necessário,

· Administra os medicamentos necessários ao doente, no circuito, sob supervisão do anestesista, como inotrópicos, vasopressores, vasodilatadores e agentes anestésicos,

· Encerra o procedimento, retornando a ventilação ao anestesista, após o coração reassumir as suas funções, mantendo a volemia do paciente e as condições hemodinâmicas necessárias ao bom funcionamento cárdio-respiratório,

· Preenche a ficha de perfusão que contém todos os dados relativos ao procedimento, bem como o balanço hídrico e sanguíneo, para orientação do tratamento pós-operatório,

· Administra, com o mesmo equipamento, assistência circulatório mecânica temporária, quando necessária.

A lista de atribuições acima enumeradas corresponde à prática geral da circulação extracorporal.

XV- Fisiologia orgânica adaptativa à cec

A CEC é recebida pelo organismo como um agressor complexo e multifatorial, gerando alterações hemodinâmicas, físicas e químicas. O organismo responde a essas agressões por alterações na produção e liberação hormonal, metabólicas, eletrolíticas e imunológicas.

Todos os pacientes submetidos à CEC apresentam respostas específicas, em geral pouco significativas, de difícil identificação e duração limitada.

Podendo correr raramente um quadro clínico grave, com ativação dos sistemas proteicos, através do fator XII (fator de HAGEMAN) do sistema de coagulação, denominada síndrome Pós-Perfusão.

Síndrome Pós-Perfusão

De uma maneira geral, o sangue em contato com o circuito, ativa os sistemas proteicos, ocorre através destes sistemas, estímulo do fator XII, que ativado, promove a ativação do sistema de coagulação, as cininas e a plasmina. A plasmina, por sua vez, ativa a fibrólise e o sistema complemento.

Esses sistemas que foram ativados (Coagulação, Fibrólise, Complemento e Cininas) promovem uma resposta inflamatória orgânica exacerbada que, em pacientes críticos, pode produzir um aumento no consumo de oxigênio e uma redução do quociente respiratório, além de estar acompanhada de:

· Disfunção pulmonar e renal,

· Discrasias sangüíneas, leucocitose,

· Edema,

· Vasoconstrição

· Febre, suscetibilidade à infecções.

A ocorrência de fibrinólise em associação com a circulação extracorpórea é conhecida desde os anos sessenta. As intervenções de natureza farmacológica na prevenção do sangramento pós-perfusão, baseiam-se na administração de diversos agentes, dos quais os mais eficazes parecem ser o inibidor das proteases aprotinina e os análogos da lisina, como o ácido epsilon-aminocaproico e o ácido tranexâmico.

A primeira sugestão do uso da aprotinina em cirurgia cardíaca foi de Tice, em 1964. Na época não foi demonstrado efeito significativo porque a droga foi usada em doses baixas para o tratamento da hemorragia; não na sua profilaxia, como nos dias atuais.

A administração profilática dos antifibrinolíticos contribui para reduzir o sangramento pós-perfusão em 40 a 60%.

XVI- Organismo e a cec

Þ Hemodiluição

Os cristalóides representam 30ml/Kg, e com essa quantidade, geram baixa viscosidade sangüínea.

Quando o "priming" dos circuitos da circulação extracorpórea é constituído exclusivamente de soluções cristalóides, ocorre redução da pressão oncótica que resulta em aumento do líquido extravascular; há necessidade de adicionar mais líquidos durante o procedimento. O manitol é freqüentemente utilizado no perfusato, para contribuir na redução deste efeito. Além disso, o manitol é um diurético osmótico e um neutralizador de radicais livres. Em pesquisa relativa ao conteúdo do perfusato, o manitol era utilizado em 37% dos casos, em doses que variavam de 10 a 50g.

A circulação extracorpórea convencional em neonatos resulta num aumento da hemodiluição e das necessidades de transfusão. Poucos progressos tem sido feitos na perfusão para a população neonatal. Há evidências de que o aumento do volume do priming e a transfusão de derivados do sangue acentuam a resposta inflamatória à CEC e aumentam a disfunção miocárdica e pulmonar.

ÞContato com superfície estranha

As condições anormais a que o sangue é submetido durante a circulação extracorpórea desencadeiam uma ativação da resposta inflamatória em todos os pacientes, de vários graus. A ativação do complemento e a liberação de citoquinas caracterizam essa resposta. A maioria dos mediadores inflamatórios tem um peso molecular abaixo do diâmetro dos poros dos ultrafiltros comumente usados, que devem permitir a sua livre filtração. Contudo, foi demonstrado que alguns mediadores não atravessam as membranas, mesmo sendo de tamanho suficiente para atravessá-las.

Luiz Antônio Brasil, avaliou o uso de um corticóide - substância normalmente usada para combater inflamações. O teste foi para combater a inflamação que o paciente tem em todo o organismo após cirurgias mais complicadas, que utilizam circulação extracorpórea. Algumas cirurgias envolvem a manipulação do coração e, por isso, exigem cardioplegia.

O problema é que, quando usada a cec, pode acontecer uma inflamação no organismo do paciente, às vezes muito grave. Para previnir a reação investigou-se a METILPREDISOLONA, a qual atua nos principais fatores que desencadeiam a inflamação. O corticóide bloqueia toda a cadeia de substâncias que são liberadas, além da redução do tempo que o paciente fica no respirador mecânico, obteve-se menor sangramento pós-operatório, em média, a redução foi de 30% no volume de sangue perdido e apresentaram menor taquicardia.

ÞFluxos de perfusão

Normalmente os fluxos são inferiores ao do débito cardíaco.

ÞBomba propulsora

Produz fluxo linear ou contínuo, não pulsátil, sem ondas de pressão, que se torna turbilhonar. A distribuição global e os fluxos se alteram. A natureza não pulsátil do fluxo sanguíneo pode produzir shunts periféricos.

ÞCoração e Pulmão

Comandam diversas respostas circulatórias, liberação e degradação hormonal, estão excluídos durante a CEC.

ÞHipotermia

A hipotermia sistêmica é comumente empregada durante a circulação extracorpórea para reduzir o metabolismo e as necessidades de oxigênio e, desse modo, reduzir os riscos de isquemia dos órgãos, como já foi dito. Recentemente, o uso da perfusão normotérmica foi novamente estimulado. Entretanto, pouco se conhece sobre o metabolismo sistêmico, durante a perfusão normotérmica. Enquanto alguns estudos mediram o consumo de oxigênio (VO2), nenhum estudo determinou a produção de dióxido de carbono (VCO2) ou os níveis de ácido lático. Estudos prévios encontraram os valores do consumo de oxigênio abaixo dos níveis críticos (o nível mínimo de VO2, abaixo do qual a oferta de oxigênio produz queda do consumo), o que produzia isquemia ou metabolismo anaeróbico.

A CEC se acompanha de déficit de oxigênio; ar e plaquetas podem produzir microembolias e a oclusão microcapilar pode reduzir o consumo de oxigênio.

Durante a perfusão normotérmica, o efeito protetor da hipotermia que permite um maior tempo de isquemia, não existe. A isquemia, ou o déficit de oxigênio podem levar ao metabolismo anaeróbico e à produção de lactato. Se houver oxigênio suficiente no fígado, o ácido lático pode ser metabolizado em água e CO2, aumentando desse modo, a produção de CO2 (VCO2).

ÞPressão arterial

Neste mecanismo, está baixa pela hemodiluição e DC não pulsátil, há liberação de catecolaminas (14 vezes acima do normal), com isso a resistência vascular se eleva. Ocorre redução da diurese com má perfusão tecidual e hipóxia, desenvolve-se acidose metabólica.

Tem sido publicado que a circulação extracorpórea causa alterações da resistência vascular sistêmica (RVS) dependentes da temperatura, já que a CEC induz vasoconstrição sistêmica, em condições de hipotermia. Por outro lado, uma RVS relativamente baixa acompanhada de um estado hiperdinâmico ocorre freqüentemente na perfusão normotérmica. As alterações da RVS na circulação extracorpórea tem sido atribuídas à hemodiluição, à redução da viscosidade do sangue, hiperpotassemia, reflexos baroreceptores e, especialmente, alterações nas substâncias vasoativas. Entretanto, o fator-chave destas substâncias vasoativas, em termos de RVS durante a CEC, permanece desconhecido.

O óxido nítrico (NO) é um dos vasodilatadores mais potentes entre as substâncias vasodilatadoras conhecidas. Alguns estudos tem demonstrado apenas as alterações dos níveis séricos do NO durante a CEC, mas poucos estudos tem elucidado o seu papel na regulação da resistência vascular periférica, durante e após a CEC. O óxido nítrico pode, portanto, regular a resistência vascular, durante e após a perfusão.

ÞSNA

Capta o esvaziamento atrial (pela ausência de fluxo) e estimula a liberação de ADH (20 vezes acima do normal), entre outros fatores, promove a diminuição da diurese.

ÞMetabolismo catabólico

O uso da glicose está deprimido pelo baixo consumo metabólico e também pela diminuição da oferta tecidual, com isso a gordura passa a ser fonte de energia. Outro fator predisponente a este acontecimento é a ação da heparina e das catecolaminas que liberam ácidos graxos na circulação.

A alta taxa de AG pode formar microembolias gordurosas e causar arritmias.

ÞAlterações dos elementos figurados

Em qualquer processo, é sempre desejável que a técnica utilizada seja minimamente invasiva, ou seja o sistema não deverá ser alterado pelo método utilizado. Medidas absolutamente não invasivas são difíceis, pois para possibilitar o registro das medidas são necessárias informações provenientes do objeto fenômeno observado. Estudar o comportamento do sangue dentro destes elementos utilizados pela CEC sem alterar substancialmente o seu curso requer técnicas relativamente sofisticadas. A Velocimetria Doppler Laser (VDL) tem se mostrado ideal para estes procedimentos por ter seus sinais de natureza óptica. Dentre as diversas reações suscitadas ao organismo pelo uso da CEC, que produzem alterações do equilíbrio fisiológico de natureza hemodinâmica, física e química, ressaltamos as alterações físicas geradas pelo trauma mecânico sofrido pelas células do sangue.

O caráter oscilante do fluxo de uma bomba de roletes é bastante significativo, e a bomba centrífuga produz um deslocamento linear do fluxo, o que permite isolar efeitos estáticos dos hemodinâmicos, que poderiam causar dano dinâmico resultante da aceleração e desaceleração rápida aplicada a elementos figuráveis do sangue, como as hemáceas.

Não há grandes variações do perfil do escoamento dentro do reservatório de cardioplegia em função dos fluxos utilizados. Por outro lado observa-se que as velocidades dentro do reservatório aumentam com o aumento do fluxo, guardando um padrão de semelhança entre as situações equivalente para os diferentes fluxos, pois há uma pequena impedância no caminho do fluxo, o que nos dá uma idéia da localização de zonas de grande turbulência. Há também confluência de fluxo, representando uma zona de estagnação do fluido, e as demais zonas podem ser definidas como normais ou de baixa turbulência, isso valida a Velocimetria Doppler a Laser como um método de estudo para otimização dos componentes descartáveis utilizados em circulação extracorpórea.

· Hemácias

Sofrem traumatismos que se manifestam pela hemoglobinemia e hemoglobinúria. A ruptura, hemólise, libera substâncias que produzem insuficiência renal, uma vez que a cápsula obstrui os glomérulos e inibe a filtração glomerular. Assim como o estroma pode ficar retido nos capilares e gerar disfunção pulmonar.

· Plaquetas

Podem ser seqüestradas ou aderirem ao circuito, ou então destruídas, quando isto ocorre, elas liberam tromboxano A2, que é um potente vasoconstritor. A trombocitopenia é causada pela heparina, que promove alteração morfológica, agregação primária e secundária e por fim depleção dos granulócitos, pela hemodiluição (trombocitopenia dilucional) e a pela protamina (trombocitopenia transitória de 1/3).

A ruptura das hemácias libera difosfato de adenosina que promove agregação plaquetária, que também libera essa substância (gerando intenso círculo vicioso); já a hipotermia, ao contrário, inibe a agregação plaquetária.

· Leucócitos

São seqüestrados e destruídos, além de terem a função fagocitária inibida.

· Proteínas Plasmáticas

São desnaturadas e perdem a função. O fribrinogênio, a protrombina, os fatores VIII e V estão diminuídos.

ÞVOLEMIA

O balanço hídrico dos pacientes submetidos à cirurgia cardíaca com circulação extracorpórea é crítico, devido à influência de diversos fatores da perfusão capazes de acentuar o extravasamento de líquido para o terceiro espaço. O edema intersticial resultante contribui para a disfunção de diversos órgãos, especialmente o miocárdio, os pulmões e o cérebro.

É freqüente um balanço hídrico positivo que se inicia na sala de operações e se prolonga pelos primeiros dias de pós-operatório. Em determinados pacientes, a retenção hídrica pode ser de grande magnitude e contribuir substancialmente para o prolongamento da convalescença.

Pacientes em insuficiência cardíaca congestiva e uso crônico de diuréticos, portadores de endocardite bacteriana e pacientes espoliados, de um modo geral, mais freqüentemente apresentam edema e aumento significativo do peso, no pós-operatório imediato.

A CEC predispõe ao extravasamento de líquidos para espaço intersticial por diversos mecanismos, dentre os quais ressaltam:

· Resposta inflamatória sistêmica do organismo (RISO);

· Liberação de substâncias vasoativas;

· Hemodiluição com soluções cristalóides;

· Redução da pressão coloido-osmótica (oncótica).

Dentre as medidas destinadas a reduzir o extravasamento de líquido para o terceiro espaço destacam-se:

1. Medidas destinadas a reduzir a intensidade da resposta inflamatória generalizada do organismo: Estas medidas ainda são de eficácia duvidosa. Consistem basicamente no uso de circuitos revestidos de heparina, circuitos "pré-condicionados" com albumina e administração de corticoesteroides no início da cirurgia.

2. Medidas destinadas a reduzir a oferta de líquidos:

São bastante eficazes. Consistem na administração criteriosa de líquidos pelo anestesista e pelo perfusionista. A restrição do uso de agentes venodilatadores, como a nitroglicerina e o fentanyl, contribui para manter as pressões de enchimento e reduz a necessidade de infusão adicional de líquidos. A administração de pequenas doses de fenilefrina também é eficaz na redução da necessidade de administrar volume. O ajuste do volume do priming ao mínimo necessário e, quando indicado, o uso de colóides (haemmacel) contribuem para a administração de menores volumes de líquidos na sala de operações.

3. Medidas destinadas a aumentar a eliminação de líquidos:

São também bastante eficazes. Seu uso depende das necessidades de cada paciente. A medida mais simples consiste na administração de diuréticos, como a furosemida, além do manitol habitualmente colocado no perfusato. A administração da furosemida em infusão contínua pode ser bastante eficaz, principalmente se associada à hidroclortiazida. A associação da furosemida com o manitol, para infusão contínua, além da dose adicionada ao perfusato, pode, em certas circunstâncias contribuir para preservar a função renal e a diurese, durante a perfusão.

Após o final da perfusão, um drip de dopamina em doses "fisiológicas" (2-5 ug/kg/min) pode estimular e manter a diurese contínua e abundante (acima de 100-150 ml/hora). Certos pacientes podem ser beneficiados pela associação da Pitressina, para favorecer a diurese. Além do uso dos diuréticos, os métodos mecânicos como a ultrafiltração convencional ou modificada podem ser necessários, já que permite a remoção de grandes volumes de líquido em um reduzido intervalo de tempo.

XVII- Complicações e acidentes

Acredita-se que ocorra 1 incidente grave a cada 300 perfusões. Sendo 1 acidente fatal, a cada 1.5000 perfusões.

Os acidentes tem maiores chances de ocorrer em procedimentos mais prolongados que 3 horas e quando presentes quaisquer tipo de complicações, principalmente devidas ao fluxo.

As complicações mais comuns, normalmente são:

· Coagulação intravascular disseminada (CIVD);

· Embolias:

Podem ser de material biológico, material estranho e gasosas. Em relação a sua dimensão são descritas como macroembolias, preferencialmente externas e micrembolias, internas.

· Falhas elétricas;

· Falhas mecânicas;

· Falhas dos oxigenadores:

Mesmo com os oxigenadores considerados "das melhores marcas", acidentes muito graves podem acontecer. A monitorização da pressão pré-membrana e a vigilância são os fatores chave para detectar o problema, antes que o mesmo se agrave.

· Inversão da linha de descompressão de VE.

· Alterações da velocidade do fluxo de perfusão:

O aumento da velocidade leva ao hiperfluxo de perfusão, que acarreta como manifestações sistêmicas hipertensão arterial severa, edema, hemorragia cerebral. Porém a diminuição da velocidade favorece o chamado hipofluxo de perfusão que desenvolve hipóxia tissular, proporcionando o acontecimento de danos cerebrais, hepáticos e renais; levando à acidose metabólica.

A possibilidade de um acidente vir a acontecer pode ser um argumento favorável ao uso das técnicas de proteção miocárdica sem cardioplegia, para a revascularização do miocárdio.

XVIII- Referências

· Gomar, C.; Mata, M. T.; Pomar, J. L.. FISIOPATOLOGIA Y TECNICAS DE CIRCULACION EXTRACORPOREA. Ed. Asociación Española de Perfusionistas. 2003. Barcelona.

· Souza, M.H.L.; Elias, D.O..FUNDAMENTOS DA CIRCULAÇÃO EXTRACORPOREA. Projeto e Produção Editorial: Centro Editorial Alfa Rio, 1995. RJ.

· Filho, G. F. TEMAS ATUAIS EMCIRCULAÇÃO EXTRACORPOREA. Sociedade Brasileira de Circulação Extracorpórea – SBCEC. 1997. Porto Alegre.

· Braunwald, E. et al. HARRISON’S: MANUAL OF MEDICINE. 15^th ed.: McGraw-Hill Professional, 2001. USA.

· SOCIEDADE BRASILEIRA DE CIRCULAÇÃO EXTRACORPOREA.

· SOCIEDADE BRASILEIRA DE CIRURGIA CARDIOVASCULAR.

· WWW.PERFUSION.COM

· WWW.SOCESP.ORG.BR