Metabolismo e Endocrinologia

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1 Metabolismo e Endocrinologia Teorico-prática: 8 Tema: Circulação Extracorporal Data: 11 de Maio de CIRCULAÇÃO EXTRACORPORAL A circulação extracorporal (CEC 1 ) trata-se de um processo efectuado por um conjunto de máquinas, aparelhos, circuitos e técnicas, que permitem substituir temporariamente as funções do coração e dos pulmões. È utilizada em cirurgias cardíacas e outras especialidades onde se torna necessário ter um campo operatório livre de sangue. Definição.: A CEC tem por principal objectivo substituir temporariamente as funções cardíaca e pulmonar através da derivação para um circuito de circulação extracorporal do fluxo sanguíneo, oferecendo desta forma ao cirurgião, um campo operatório exangue, com o coração parado. Obviamente que esta intervenção provoca um desequílibrio das funções homeostáticas do organismo. Várias descobertas fisiológicas (grupos sanguíneos, possibilidade de interromper o retorno venoso ao coração, relação entre a temperatura corporal e a taxa metabólica), farmatológicas (Heparina - anticoagulante seguro) e tecnológicas (bombas de roletes) e desenvolvimento e biomateriais, tornaram possível o aparecimento da CEC. CEC substitui três funções vitais: Respiração o Ventilação (eliminação adequada e controada de CO 2 de acordo com a sua produção e temperatura do sangue). o Oxigenação (fornecer O 2 ao sangue indo ao encontro das necessidades metabólicas do organismo). Circulação (controlo do débito sanguíneo e da PA) o É necessário manter pressões de perfusão aceitáveis tentando minimizar o trauma aplicado aos elementos figurados do sangue. o Regulação da Temperatura (hipotermia => controlo do metabolismo) o Diminuir a velocidade das reacções químicas, e com isso o metabolismo celular e o consumo de O 2. 1 O conceito de CEC é também conhecido como Bypass Cardio-Pulmonar. 1

2 8.1. DISPOSITIVOS Os dipositivos utilizados na CEC dividem-se nas seguintes áreas: Ventilação Circulação Temperatura Circuito Extracorpóreo Reaproveitamento sanguíneo Monitorização Monitores venosos Catéter de Swan-Ganz Oxigenador Eco Transesofágico Fluxómetro e misturador de Bombas Ultrafiltração EEG gases Fonte de Sistema de cardioplegia Permutador de calor Canulação venosa/arterial Terapêutica diurética Cell Saver Doppler Transcraneano oxigénio, ar comprimido, dióxido de Sistemas de aspiração Permutador térmico do oxigenador Tubos Conectores Drenado Torácico Medidor de fluxo de anastomoses Ao coronárias carbono e Autotransfusão gases BIS (profundidade anestésicos anastésica) Troboelastograma (distúrbios da coagulação) Dispositivos Principais 1- Oxigenador Função: transporte de O 2 ideal, sendo a distância entre o gás e o sangue mínima e a área efectiva de trocas gasosas máxima, de forma a que a passagem do sangue pelo oxigénio seja rápida. Permite que hemólise seja mínima, reduzindo tensões e não colocando superficies não fisiológicas em contacto com o sangue. O reservatório é de grande capacidade e boa visualização. Idealmente volume de primming utilizado é o mínimo possível. Têm integrado: Permutador térmico; Reservatório de sangue; 2

3 Filtros de sangue; O volume da aparelhagem do oxigenador varia cosoante o peso do individuo. 2- Permutador de calor Função: trata-se de uma superficie biologica inerte capaz de realizar trocas térmicas sem produzir sobreaquecimentto do sangue. Utiliza água não esteril que circula pelo permutador, aquecida por resistências electricas, posteriormente arrefecida por um banho gelado. 3- Bomba Uma bomba considerada ideal deve ser capaz de bombear sangue a 7L/min contra uma pressão de 500 mmhg e o bombeamento não deve lesar os componentes celulares do sangue. Todas as partes da bomba que entrem em contacto com o sangue devem ter uma superfície contínua e delicada sem espaço morto que provoque estagnação ou turbulência e devem ser descartáveis. Principais bombas utilizadas: Bomba de roletes (possui dois roletes distânciados a 180ºC, fazendo passar entre eles a linha arterial. Um dos roletes está sempre a comprimir o tubo que ao comprimir um segmento contendo sangue este é empurrado para diante. A velocidade da bomba traduz o débito cardíaco. Tem capacidade de gerar fluxo pulsátil ou continuo. A sua calibração (ajustada pela compressão dos roletes ao tubo) condiciona o grau de hemólise. A regulação exssiva traduz-se pelo aumento da hemólise, enquanto que a regulação reduzida aumenta a hemólise e reduz o fluxo). Bomba centrifuga (o fluxo é afectado pela resistência. Possui sensores de fluxo, provoca pouca hemólise e não bombeia grandes quantidades de ar). Outros dispositivos do circuito: Sistema de cardioplegia (inibe a actividade excitatória do musculo cardiaco de forma protegida). Fonte de oxigénio, ar comprimido, dióxido de carbono e gases anestésicos (ligados ao oxigenador). Fluxómetro e misturador de gases. Linha de colheita de amostras de sangue/administração de fármacos. Sistemas de aspiração (constituidos por bombas de aspiração que colectam o sangue do campo operatório). Hemofiltro Clamps Dispositivos de segurança 4 - Canulação Venosa (Possui 1/3 do fluxo da Veia Cava Superior e 2/3 Veia Cava Inferior, as características do fluxo são fornecidas pelo fabricante. São canulas descartáveis feitas de plástico flexível e reforçadas com um fio metálico. Podem ser rectas ou curvas (ponta plástica ou metálica) e a canulação dupla ou única). Canulação periférica: femoral, jugular, supra-hepáticas, VCSE 3

4 Arterial (corresponde à parte mais fina do circuito, possibilitando fluxos elevados através das podendo levar a: elevada velocidade de fluxo, turbulência, e cavitação. Possuem como característica o indice de prestação: Indice de Prestação = gradiente de pressão vs diâmetro externo a um dado fluxo. Este gradiente deve ser inferior a 80mmHg. A ponta da cânula deve ser o mais larga possível para facilitar a reinfusão. Problemas das canulas arteriais: os jactos produzidos por cânulas estreitas podem danificar a parede aórtica e deslocar êmbolos ateromatosos. Podem surgir distrúrbios no fluxo dos vasos próximos da Aorta. 5- Tubos e conectores Características: Transparência Expansibilidade Flexibilidade Resistência Baixo nível de spallation material inerte Superfície suave não molhável Tolerância à esterilização a vapor Bio-compatibilidade (Tygon, Silicone e Latex, Policarbonato (conectores) 6- Monitorização A monotirização de parametros é dos procedimentos mais importantes da CEC. Compreende as seguintes etapas fundamentais: Observação de um parâmetro; Detecção das alterições ou desvios; Interpretação das alterações ou desvios; Correcções das alterações ou desvios (se necessário) Parametros monitorizados: Coagulação (ACT) Diurese Gasimetrias (arteriais e venosas) Débito cardíaco Pressão Arterial Fluxo de gás Temperatura 4

5 7- Equipamento de segurança Filtros (com diferentes porosidades) Dectores (sensores) Válvulas Alarmes 8- Métodos e técnicas de reaproveitamento sanguíneo Ultrafiltração (técnica que recorre à utilização de uma membrana semi-permeável através da qual é possível filtrar água, electróltios e outras substâncias de baixo peso molecular devido à existência de um gradiente de pressão). Conceitos associados: Taxa de ultrafiltração, e sieving coefficient (coeficiente de permeabilidade, relação entre concentração de substância no ultrafiltrado e no sangue ϵ [01]) Terapêutica diurética em CEC Hemodiálise Cell saver (separação selectiva dos elementos figurados, pela aspiração do sangue, mistura deste com soro heparinizado, filtração e centrifugação, posterior lavagem dos eritrócitos com solução salina e por fim reinfusão no doente) Drenado toráxico Autotransfusão 9- Priming Mistura liquida utilizada pra humedecer e expurgar o sistema extracorporal andes de entrar em CEC, provocando posteriormente após contacto com o sangue do doente hemodiluição do mesmo. É personalizavel ao doente. Critérios a ter em consideração na preparação do priming: Volume (o menor possível) Osmolaridade (de modo a preservar o equilibrio intersticial-intravascular) ph (equilibrio ácido-base) Electrólitos (preponderantes na despolarização dos tecidos) Hemodiluição 5

6 8.2.MECANISMO GERAL 1-1. O sangue venoso é recolhido pelas veias cavas superior e inferior e drenado para o reservatório do oxigenador No oxigenador o sangue venoso é arterializado Em seguida o sangue é impulsionado pela bomba (de roletes) para a artéria aorta. Paralelamente a este mecanismo é induzida hipotermia no doente. Em cirurgia cardiaca existem duas maneiras de o fazer: indução de superfície ou através da circulação central. Na hipotermia de superfície utiliza-se a pele como elemento de trocas térmicas (colocam-se sacos de gelo sobre o doente). Pelo segundo método, o sangue é arrefecido utilizando o permutador térmico do oxigenador. Este método é razoavelmente mais rápido do que o primeiro, no entanto causa vaso constrição excessiva. Nota: A CEC é realizada a volémia mínima. 8.3 ALTERAÇÕES FISIOLÓGICAS INDUZIDAS PELA CEC Principais alterações Contacto do sangue com superfícies não endoteliais Perda de pulsatilidade Hipotensão arterial Redistribuição do fluxo por influência de fenómenos biofísicos/biodinamicos Hipotermia Fisiopatologia da CEC 1- Entrada em perfusão A entrada do sangue na circulação devem ter em conta as seguintes características: deve evitar o choque hipovolémico, manter inalterado o nível de priming no reservatório, aumentar lentamente o fluxo da bomba até atingir o fluxo máximo, não iniciar arrefecimento, verificar a eficácia da canulação venosa e arterial, parar a ventailação mecânica assistida. 6

7 2- Hemodiluição Diluição dos constituintes do sangue de forma intencional enquanto alternativa terapéutica ou como resultado de uma emergência com perda maciça de sangue. Efeitos: shear stress: força aplicada a uma área de um líquido confinado entre duas placas, suficiente para provocar um movimento do líquido. Shear rate: velocidade de movimentação dos líquidos Shear stress = viscosidade x shear rate 3- Alterações da pulsatilidade e do padrão de fluxo sanguíneo hipotensão arterial condução CEC hipotérmica alterações na microcirculação e eficácia da perfusão tecidular 4- Alterações hematológicas Trauma físico Fluxo turbulento Hemólise Redução da capacidade de agregação dos leucócitos Deprimem a função plaquetária Contacto do sangue com superficies não fisiológicas 5- Resposta inflamatória: reacção inflamatória sistémica generalizada (síndrome pós-perfusão), activação dos sistemas proteícos. 6- Alteração nos diversos orgãos e sistemas: Pulmão (esquémia induzida às células endotiliais, alterações aos vasos sanguíneos e espaço extravascular) Rim (regulação do fluxo sanguíneo renal fortemente dependente da onda de pressão e pulsatilidade, redução do débito urinário), Figado (Icterícia, disfunção hepática), SNC (embora a hipotermia confira protecção cerebral, verificam-se muitas lesões cerebrais devido a microembolia) 8.4.CEC COM TÉCNICAS MINI-INVASIVAS Exemplo: cirurgia de revascularização miocárdica sem CEC utilizando: Estabilizador Cardíaco (CABG Off-Pump) Cell Saver Máquina CEC em standby Mecanismos de assistência cardio-respiratória: balão intra-aórtico, mecanismo de assistência ventricular, oxigenação extracorporal por membrana(ecmo). 7

8 Outros dispositivos utilizados em mecanismos de Assistência Circulatória: Bombas pulsáteis (pneumáticas e eléctricas), Bombas não pulsáteis (centrifugas) Bombas de roletes. Abiomed- ABIOCOR Heartmate Thoratec Berlin Heart Figado artificial (AMC BAL system) Perfusão selectiva membros 8