Circulación extracorpórea y corazón latiendo
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408 Circulación extracorpórea... Perafán y cols. Vol. 10 No. 7 ISSN 0120-5633 CIRUGÍA CARDIOVASCULAR DEL ADULTO - TRABAJOS LIBRES Circulación extracorpórea y corazón latiendo. Una técnica quirúrgica prometedora para la cirugía valvular y el cierre de defectos septales Sergio Perafán, MD.; Luis E. Parra, MD.; Cristina de Viveros, RN; Roberto Díaz del Castillo, MD.; Horacio Ruiz, MD.; Benjamín Narváez, MD.; Hugo Medina, MD;. Adriana Cruz, MD.; Luz Stella Jiménez, RN; Argenis Quintero, RN Cali, Colombia. En el mundo occidental, el uso de la circulación extracorpórea continúa siendo el medio más seguro y eficaz para realizar la cirugía de las válvulas cardíacas y el cierre de los defectos septales. De igual forma, se ha estimado que el arresto cardíaco con soluciones cardiopléjicas, es el mejor método para realizar esta clase de cirugías. Sin embargo, pese a las facilidades quirúrgicas que ofrece el período de isquemia con cardioplejía, el daño que éste y la reperfusión añaden a un corazón ya de por si insuficiente, continúa siendo un problema sin resolver. Es probable que poco se pueda hacer para evitar el uso de la circulación extracorpórea en estos casos, pero sí se pueden evitar la isquemia miocárdica y el arresto cardíaco. Tomando como base los reportes anteriores y los avances en la circulación extracorpórea y en la fisiología cardíaca y coronaria, se ha desarrollado en la clínica Nuestra Señora de los Remedios de la ciudad de Cali, una técnica quirúrgica para cirugía valvular y cierre de los defectos septales, con el corazón latiendo en circulación extracorpórea, con clampeo aórtico y perfusión sanguínea continua en forma anterógrada por la raíz de la aorta o retrógrada a través del seno coronario. En este artículo se describen los procedimientos y se presentan los resultados obtenidos en los doce pacientes iniciales. Igualmente, se discuten sus ventajas e inconvenientes y se hacen conclusiones con expectativas futuras. In the western world extracorporeal circulation continues being the safest and the most efficient way for performing cardiac valve surgery and septal defects closure. Likewise, it has been estimated that cardiac arrest by cardioplegic solutions is the best method to undergo these surgeries. Nevertheless, although cardioplegia offers surgical facilities during the ischemic period, the damage produced by the cardioplegia and plus the reperfusion add to an already insufficient heart is still an unsolved problem. Probably there is not much that can be done in order to avoid the use of extracorporeal circulation in these cases, but we can avoid the myocardial ischemia and the cardiac arrest. Based on previous reports and on the advances in extracorporeal circulation and cardiac and coronary physiology, in the Nuestra Señora de los Remedios Clinic (Cali), a surgical technique for valve surgery and septal defects closure with beating heart in extracorporeal circulation under aortic clamp and continuous anterior blood perfusion through the aortic root or retrograde through the coronary sinus, has been developped. We describe the procedures and present the results obtained from twelve initial patients. Their adventages and inconviniences are likewise discussed and conclusions and future expentancies are made as well. (Rev. Col. Cardiol. 2003; 10: 408-413) Servicio de Cirugía Cardiovascular. Clínica Nuestra Señora de los Remedios, Cali, Colombia. Correspondencia: Sergio Perafán, MD. Servicio de Cirugía Cardiovascular, Clínica Nuestra Señora de los Remedios, Calle 25 No. 2N-57, Consultorio: 401, Cali, Colombia. Revista Colombiana de Cardiología Julio/Agosto 2003 Introducción Aunque la cirugía valvular con el corazón latiendo fue abandonada hace más de treinta años, los motivos que fueron aducidos en aquel entonces (1) pueden ser hoy, al menos discutidos. Es indudable que la aparición de la cardioplejía simplificó la técnica quirúrgica, pero le agregó al corazón enfermo valvular un período de isquemia para el que no estaba preparado. Aún así, en la cirugía cardíaca se continuó utilizando la cardioplejía como método de protección miocárdica, tratando de mejorar sus componentes día a día, para producir el menor daño posible al inducir el paro despolarizante e isquémico y su consecuente fenómeno de reperfusión. Los avances en los dispositivos y en las técnicas de circulación extracorpórea, en la fisiología cardíaca y coronaria, en la farmacocinética de las sustancias con acciones cardiovasculares y en las técnicas quirúrgicas hacen pensar nuevamente en que puede ser menos deletéreo y más fisiológico, operar un corazón "enfermo" latiendo descargado y alimentado por su propia sangre, que sometiéndolo a una isquemia transitoria. Recientemente, Matsumoto et al (2) en su publicación acerca de la cirugía valvular con el corazón latiendo, con perfusión sanguínea retrógrada continua a través del seno coronario, abrió de nuevo una luz hacia el rescate de una técnica que hoy parece ser más prometedora que en sus inicios, tanto en protección miocárdica como en facilidad quirúrgica, haciendo especial énfasis en su utilidad para la realización de plastias de la válvula mitral. Aquí se reporta nuestra experiencia inicial en la cirugía valvular y de cierre de defectos septales con el corazón latiendo, utilizando la circulación extracorpórea y la perfusión sanguínea continua anterógrada por la raíz de la aorta o retrógrada por el seno coronario. Pacientes y métodos Se definieron dos grupos de pacientes. En el primer grupo se incluyeron cuatro pacientes iniciales: 1. Mujer con doble lesión mitral severa, insuficiencia tricuspídea severa y clase funcional III de la NYHA. 2. Varón con doble lesión aórtica severa, insuficiencia mitral severa y clase funcional III - IV. 3. Varón con doble lesión aórtica severa, insuficiencia mitral severa y clase funcional II - III. 4. Varón con comunicación interauricular tipo ostium secundum y clase funcional Vol. 10 No. 7 ISSN 0120-5633 409 I - II. La edad varió entre 4 y 60 años con una media de 37.7 años. La fracción de eyección varió entre 25% y 60%, con un promedio de 45.5%. Técnica quirúrgica Los pacientes 1, 2 y 3 fueron intervenidos mediante esternotomía media, canulación bicava - aorta ascendente. A la salida de la línea arterial se les empató en «Y» una línea de ¼ (perfusato) la cual fue pasada a través de un cabezal de perfusión. Se llevó a cabo circulación extracorpórea con temperatura entre 35°C y 36°C nasofaríngea. Se hizo apertura de la aurícula derecha paralela al surco aurículo-ventricular. Se realizó bolsa de tabaco alrededor del ostium del seno coronario con prolene 4/0 e introducción de la cánula retrógrada. Se infló el manguito de la cánula y se fijó la misma apretando la bolsa de tabaco mediante torniquete. Se conectó la luz principal de la cánula al perfusato para la perfusión sanguínea, y por la luz secundaria de la cánula se conectó una extensión para medir la presión de perfusión directamente en el seno coronario. Se colocó cánula de aspiración en la raíz aórtica; se clampeó la aorta y se inició la perfusión retrógrada a 300 mL/min. El volumen de la perfusión retrógrada varió en todos los casos debido a las altas presiones que se registraron en el seno coronario ( 90 mm Hg - 150 mm Hg) a pesar de la infusión directa de milrinone a 0,5 µg/kg/min, llegando a disminuir hasta 150 mL/min logrando una presión de perfusión de 60 mm Hg - 80 mm Hg. Los procedimientos se realizaron según la técnica habitual: Paciente 1: cambio valvular mitral más anuloplastia tricuspídea de De Vega. Paciente 2: cambio valvular mitral y aórtico. Paciente 3: cambio valvular mitral y aórtico. Para los cambios valvulares aórticos se utilizó una línea de aspiración en la aurícula izquierda. El paciente 4 fue intervenido de manera similar a los anteriores, pero conectando el perfusato a la luz principal de la cánula de la raíz aórtica (cánula para cardioplejía anterógrada) para la perfusión sanguínea anterógrada y conectando a la luz secundaria una extensión para medir directamente la presión de perfu- 410 Circulación extracorpórea... Perafán y cols. sión. El flujo anterógrado por la raíz de aorta antes de la colocación del clamp aórtico, fue de 50 mL/min. Se realizó cierre directo de la comunicación interauricular con prolene 4/0 en dos planos. En el segundo grupo de pacientes se incluyeron ocho pacientes después de analizar lo ocurrido con los pacientes iniciales, de sacar conclusiones y de definir el procedimiento a seguir. Estos pacientes fueron: 4 comunicaciones interauriculares, clase funcional I -II; 1 comunicación interventricular, clase funcional II; 3 insuficiencias valvulares aórticas severas, clase funcional II - III y una estenosis mitral severa, clase funcional III. La edad osciló entre 11 y 58 años, con una media de 32.5 años. La fracción de eyección fue de 45% a 60%, con un promedio de 51.2%. Técnica quirúrgica Para las comunicaciones interauriculares e interventricular, se utilizó el mismo procedimiento que para el paciente 4. En las insuficiencias valvulares aórticas, se utilizó el mismo procedimiento que en los pacientes 1, 2 y 3. En la estenosis mitral se utilizó sólo una cánula cavoatrial para drenaje venoso y perfusión sanguínea anterógrada por la raíz de la aorta, de igual forma que la utilizada para los defectos septales. La gran variación en el procedimiento entre estos pacientes y los iniciales, fue que el flujo de perfusión sanguínea que se consideró adecuado, fue el requerido para mantener una presión de perfusión dentro de la vía correspondiente: entre 30 mm Hg - 40 mm Hg en la raíz de la aorta y entre 50 mm Hg - 60 mm Hg en el seno coronario. Estos flujos variaron entre 20 mL/min - 80 mL/ min para los pacientes con perfusión sanguínea anterógrada y entre 70 mL/min - 300 mL/min para los pacientes con perfusión sanguínea retrógrada. Al iniciar la circulación extracorpórea a todos los pacientes se les administró una ampolla de metoprolol 5 mg, la cual se repitió cuando fue requerida. No se administraron inhibidores de la fosfodiesterasa. Los procedimientos se realizaron de la forma habitual: - Tres cierres directos en dos planos de comunicación interauricular. - Un cierre de comunicación interventricular con prótesis plana de PTF y cierre directo de comunicación interauricular. Vol. 10 No. 7 ISSN 0120-5633 - Tres cambios de válvula aórtica. - Un cambio de válvula mitral. Durante todos los procedimientos no se observaron en el monitor cambios electrocardiográficos que insinuaran isquemia, ni se presentaron arritmias. Todos los pacientes estaban en ritmo sinusal. La frecuencia cardíaca fue variable durante los procedimientos entre 50 y 110 latidos por minuto. Para este reporte inicial no se consideraron las mediciones de creatinfosfokinasa MB, ni de troponina T, porque en el estudio de Matsumoto éstas mediciones fueron ligeramente inferiores a las obtenidas en los pacientes operados con el uso de cardioplejía. Mediciones especiales En un paciente con comunicación interauricular escogido al azar, se realizaron mediciones directas de gases sanguíneos del perfusato y de la sangre del seno coronario durante el clampeo y después una vez retirado el clamp aórtico. De la misma manera, en un paciente con insuficiencia valvular aórtica se realizaron mediciones directas de gases sanguíneos del perfusato y de la sangre proveniente por los ostium coronarios. Resultados Todas las cirugías fueron realizadas con buena visibilidad. La adaptación para resecar las válvulas y luego implantarlas con el corazón latiendo, es razonablemente más difícil que cuando se realiza con el corazón parado. Sólo en un paciente de los iniciales, se abandonó el procedimiento por dificultades técnicas, reconvirtiéndolo a cirugía convencional con infusión de cardioplejía retrógrada. Los tiempos de circulación extracorpórea y de clampeo aórtico con perfusión sanguínea fueron prolongados en los tres primeros pacientes, con tiempos promedio de 180 minutos y 120 minutos respectivamente. Los tiempos promedio de circulación extracorpórea y de clampeo aórtico en los cierres de comunicación interauricular, fueron de 30 y 8 minutos respectivamente, excepto en el que también se cerró la comunicación interventricular, en el cual el período de perfusión anterógrada fue de 30 minutos. Los cuatro restantes (tres insuficiencias aórticas y una estenosis mitral), tuvieron tiempos promedio de circulación extracorpórea y de clampeo aórtico de 83 y 50 minutos respectivamente. Revista Colombiana de Cardiología Julio/Agosto 2003 El paciente 2, quien tenía una fracción de eyección del 25% y tuvo una bomba prolongada de 205 minutos con perfusión retrógrada de 132 minutos, desencadenó una coagulopatía de consumo que requirió múltiples transfusiones de sangre y derivados, y tres reintervenciones, una por sangrado, otra por signos de taponamiento y otra por mediastinitis. A pesar de todas las complicaciones, a los 15 días de la intervención la fracción de eyección era del 45% y la cardiomegalia se había reducido a la mitad del tamaño inicial. En el paciente 3 se abandonó el procedimiento a corazón latiendo una vez resecado el velo anterior de la mitral, por encontrarse esta válvula en un campo muy profundo y con tejidos friables que dificultaron la colocación de las suturas. El anillo aórtico también era friable por fibrocalcificación del mismo. Este paciente tenía falla renal crónica previa a la cirugía. Todos los demás pacientes fueron extubados en la sala de operaciones y transportados a la unidad de cuidado intensivo, sin ningún tipo de soporte inotrópico, comunicaciones interauriculares, y con bajas dosis de dopamina y norepinefrina para los restantes. Los análisis de los gases sanguíneos tomados fueron los siguientes: - Paciente con comunicación interauricular: perfusato = pH: 7.41 - PCO2: 34.5 mm Hg - PO2: 434 mm Hg - HCO3: 22 mmol/L - BEecf: -2 mmol/L - SO2: 100%. Seno coronario con clampeo y perfusión anterógrada = pH: 7.41 - PCO2: 36.5 mmHg - PO2: 28 mm Hg - HCO3: 23 mmol/L - BEecf: -1 mmol/L - SO2: 53%. Seno coronario post-bomba = pH: 7.39 - PCO2: 36.2 mm Hg - PO2: 26 mm Hg - HCO3: 22 mmol/L - BEecf: -3 mmol/L - SO2: 49%. - Paciente con insuficiencia valvular aórtica: perfusato = pH: 7.36 - PCO2: 30.9 mm Hg - PO2: 429 mm Hg HCO3: 18 mmol/L - BEecf: -8 mmol/L - SO2: 100%. Ostium coronario izquierdo con clampeo y perfusión retrógrada = pH: 7.4 - PCO2: 31.6 mm Hg - PO2: 16 mm Hg HCO3: 20 mmol/L - BEecf: -5 mmol/L - SO2: 23%. Ostium coronario izquierdo con clampeo y perfusión retrograda, aumentando el flujo al doble intencionalmente 20 minutos después = pH: 7.37 - PCO2: 33.7 mm Hg - PO2: 16 mm Hg - HCO3: 20 mmol/L - BEecf: - 5 mmol/L - SO2: 22%. Esta medición de gases sanguíneos al azar, muestra claramente la presencia de metabolismo aeróbico y del consumo de oxígeno por el miocardio, tanto en la perfusión sanguínea continua anterógrada como en la retrógrada. Vol. 10 No. 7 ISSN 0120-5633 411 No hubo mortalidad y todos los pacientes fueron dados de alta en buenas condiciones generales. Discusión A pesar de los avances en protección miocárdica y en las diferentes modalidades de cardioplejía, la isquemia miocárdica y el consecuente fenómeno de reperfusión continúan teniendo efectos deletéreos sobre el miocardio. Estos efectos, que afortunadamente son transitorios y recuperables en su mayoría, pueden llevar a daños irreversibles como la necrosis de miocitos (3) en algunos casos, que generalmente están relacionados con el daño miocárdico previo y con el tiempo de isquemia prolongado. Aunque en teoría la cardioplejía sanguínea normotérmica y enriquecida con sustratos produce arresto cardíaco « sin isquemia», conservando un metabolismo aeróbico esta modalidad también presenta edema y disfunción miocárdica (4). Por lo tanto, es probable que el paro cardíaco por despolarización diastólica sea un componente importante en el disbalance de la función miocárdica, que se produce con la reactivación electroquímica y mecánica del corazón. Parte importante de este disbalance se debe al escape de fluidos de la microvasculatura al intersticio que ocurre con el corazón detenido, y a la disminución en la función de remoción de estos fluidos por parte de los linfáticos, produciendo edema importante (5, 6). Los efectos adversos descritos en el pasado para la perfusión sanguínea continua con el corazón latiendo como método de protección miocárdica, han sido rebatidos recientemente con estudios que han demostrado que con este método hay menos edema miocárdico y se conserva la función normal del ventrículo izquierdo después del soporte (7). De igual manera, en el pasado, se hacía referencia al inconveniente de mantener la perfusión sanguínea coronaria con la sangre de la bomba, debido a la hemodilución y a la probabilidad de la presencia de microémbolos de diferentes clases. Con las nuevas técnicas de perfusión la probabilidad de presencia de microémbolos es mínima y de otro modo, no parece muy lógico que la sangre de la bomba no sea adecuada para mantener una perfusión coronaria continua, y si sea adecuada para reperfundir y recuperar la función del corazón después de un período de isquemia. En la clínica Nuestra Señora de los Remedios se realizaron las cirugías con el corazón latiendo, perfundiendo continuamente el miocardio en forma anterógrada por la raíz de la aorta, o retrógrada por el seno coronario. 412 Circulación extracorpórea... Perafán y cols. Vol. 10 No. 7 ISSN 0120-5633 Los primeros pacientes se operaron según la técnica descrita por Matsumoto et al, con perfusión contínua retrógrada a través del seno coronario, pero se tuvieron inconvenientes para mantener un flujo de 300 mL/min con una presión de perfusión de 60 mm Hg. Como no se conoce cuál es el flujo ideal que debe proporcionarse para una perfusión retrógrada adecuada, se mantuvo un flujo entre 70 mL/min - 300 mL/min que permitió mantener una presión de perfusión entre 60 mm Hg - 80 mm Hg, coincidiendo con el flujo descrito por Lillehei (8) en el primer reporte al respecto, en el cual se utilizó un flujo de 125 mL/ min. En la medición de gases sanguíneos realizada en el paciente valvular aórtico, no se encontró ninguna diferencia significativa en la extracción de oxígeno, ni en el pH, ni en el bicarbonato, con el incremento de flujo de 70 mL/min inicial a 140 mL/min veinte minutos después y un incremento ligero de 60 mm Hg a 80 mm Hg. Este resultado insinúa que muy probablemente el flujo requerido para una óptima perfusión retrógrada sea el que permita una presión de perfusión entre 60 mm Hg - 80 mm Hg. X radio del ventrículo izquierdo (presión del llenado del ventrículo izquierdo), que representa entre 30% y 40%. Contractilidad, que representa entre 10% y 15%. Frecuencia cardíaca, que representa aproximadamente el 5%. Con el corazón latiendo en vacío, el metabolismo basal, el trabajo externo, la tensión sistólica y la contractilidad, que son los mayores determinantes del consumo de oxígeno por el miocardio, están reducidos a sus mínimos valores, y la mayor regulación del flujo coronario en metabolismo aeróbico según estudios vigentes, es regida por la adenosina que varía la resistencia coronaria de acuerdo con sus necesidades, regulando el flujo requerido. Así pues, manteniendo una presión anterógrada de perfusión sanguínea continua de 30 mm Hg y 40 mm Hg, el miocardio regulará el flujo requerido. En este estudio éste ha variado entre 20 mL/min - 80 mL/min. Para determinar cuál debía ser el flujo adecuado para la perfusión anterógrada por la raíz de la aorta, se recurrió a los conceptos básicos de perfusión, que resumen que la presión media de perfusión de la circulación extracorpórea se acepta entre 30 mm Hg - 40 mm Hg (3) en enfermos valvulares. Lógicamente, esta es la presión a la que se perfunden las coronarias del paciente en bomba. Por lo tanto, el flujo requerido para la perfusión sanguínea anterógrada, es aquel que permita una presión de perfusión entre 30 mm Hg - 40 mm Hg. En esta experiencia inicial y a pesar de las complicaciones presentadas en los pacientes ya descritos, se observó que con esta técnica el destete de la bomba es más fácil y con menos requerimientos inotrópicos de los necesarios con la técnica tradicional, usando cardioplejía. De igual forma, la estancia en cuidado intensivo de los pacientes sin complicaciones es menor, ya que se recuperan más rápido y requieren menos soporte farmacológico. El corazón pesa aproximadamente 350 g o el 0,5% del peso corporal. El consumo de oxígeno del corazón en reposo está determinado en 8 mL/ 100 g/min, más o menos 28 mL/min, en un adulto. De otra forma, la hemoglobina de un paciente normal es 15 g/100 mL y cada gramo transporta 1.36 mL/O2 lo que equivale a 20.4 mLO2/100 mL, lo que quiere decir que para consumir 28m L/O2/min el corazón en reposo necesita alrededor de 135 mL/min. También se ha determinado que con el corazón en bomba, el consumo de oxígeno es de 5.5 mL /100 g/min, lo que es igual a 19 mL/ O2/min, o sea 91.6 mL/min de flujo coronario, dependiendo del grado de hemodilución. Los determinantes del consumo miocárdico de oxígeno del corazón en reposo latiendo (9) son: metabolismo basal, que representa el 20%, energía de activación, que representa el 1%, trabajo externo (trabajo sistólico = volumen sistólico X presión aórtica media), que representa el 17%. Tensión sistólica de la pared = presión sistólica ventricular Con el corazón latiendo en vacío y las coronarias sanas, parece ser que la autorregulación coronaria es suficiente para mantener una perfusión adecuada, sin el uso de inhibidores de la fosfodiesterasa. Conclusiones - Técnicamente la cirugía con el corazón latiendo es más compleja comparada con la forma tradicional a corazón parado. Además de la «incomodidad» inicial de resecar e implantar las válvulas con el corazón moviéndose, está el aumento en el campo de los dispositivos de perfusión y succión, especialmente en el cambio valvular aórtico, lo que hace que haya demasiados tubos en el campo. - Creemos que en los pacientes con calcificaciones severas de válvulas y/o anillos y en aquellos con disposiciones anatómicas que dificulten la visibilidad y la estabilidad de las suturas, es obligatorio realizar la cirugía con el corazón detenido con cardioplejía. - En general, la visibilidad y la exposición de las válvulas y los defectos septales con el corazón latiendo son óptimas. Aunque hay un aumento en el flujo de sangre en las cavidades, éste es fácilmente evacuado con la aspiración normal. Revista Colombiana de Cardiología Julio/Agosto 2003 - La extracción del aire de las cavidades cardíacas es más segura con el corazón latiendo, ya que se puede manipular el llenado de éstas de forma activa. En los cierres de defectos septales, una vez extraído el aire, se puede retirar el clamp con seguridad y suturar la aurícula derecha sin problemas. - Con el corazón latiendo se puede valorar directamente la funcionalidad de la prótesis implantada o de la plastia realizada. De igual manera, se puede valorar la efectividad del cierre del defecto septal obturado. - Una vez terminado el procedimiento a corazón latiendo, la recuperación de la función miocárdica es casi inmediata, lo que se traduce en tiempos similares de bomba y de clampeo aórtico, en comparación con el uso de cardioplejía. - Aunque se observó subjetivamente una mejoría en la recuperación inmediata del corazón, con requerimientos bajos de inotrópicos y con el mantenimiento o mejoramiento de los trabajos sistólicos de los ventrículos previos al procedimiento, estas observaciones se deben volver objetivas mediante estudios comparativos, que sean significativos estadísticamente. De igual forma, de manera subjetiva se observó mejor recuperación en cuidado intensivo y en la evolución en planta previa al alta con menos necesidades farmacológicas. Obviamente, estas observaciones también deberán ser avaladas por estudios comparativos. - De momento y con estos resultados iniciales, parece ser que esta técnica puede tener un futuro esperanzador en el mejoramiento de la protección miocárdica. Estudios posteriores deberán ser concluyentes en sus ventajas y desventajas médicas y económicas. Bibliografía 1. Kirklin JW, Barratt- Boyes BG. Myocardial protection during cardiac surgery with cardiopulmonary bypass. En: Cardiac Surgery. New York: John Wiley & Sons, 1985. p. 85 - 89. 2. Matsumoto Y, Watanabe G, Endo M, et al. Efficacy and safety of on - pump beating heart surgery for valvular disease. Ann Thorac Surg 2002; 74(3): 678- 83. 3. Rozo RH, Merchán A, Calderón J, et al. Capítulo XV. En: Cardiología. 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