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ORIGINAL ARTICLE

Assisted venous drainage using an adjustable vacuum system: a clinical study

Luiz Fernando CANÊO0; Domingos D. LOURENÇO FILHO0; Roberto Rocha e Silva0; Fabio B Jatene0; Fabio TURRI; Adolfo A. LEIRNER0

DOI: 10.1590/S0102-76381999000200011

ABSTRACT

The use of small cannulae improves surgical field visualization in minimally invasive cardiac surgery, but may compromise the venous drainage. Vacuum assisted venous drainage is a simple and nonexpensive solution to this problem. We report our clinical experience using a device consisting of a negative pressure regulator, a vacuum line filter and an electronic manometer. The safety and efficacy of this CPB system was first tested in vitro, applying a negative pressure of 250 mmHg to the venous blood reservoir of a membrane oxigenator, at 40°C. Such a system was used in 11 patients who underwent CABG through standard sternotomy. Later, 9 patients underwenf aortic valve surgery (5 patients) or ASD closure (4 patients) through partial sternotomy ("J" incision), using this system. This device allowed the use of 24 to 28 Fr cannulae, using negative pressure of 40 to 70 mmHg, with adequate arterial flow, venous drainage and no evidence of hemolysis.

RESUMO

Nas operações minimamente invasivas o uso de cânula de menor calibre facilita a realização dos procedimentos cirúrgicos, mas, por outro lado, a drenagem venosa pode ser prejudicada. O emprego de vácuo no reservatório venoso do oxigenador é uma maneira simples e de baixo custo na correção do problema. O objetivo deste trabalho é apresentar nossa experiência com um dispositivo que permite além da utilização do vácuo, a sua regulagem conforme a necessidade específica do paciente e cânula empregada. Esse dispositivo consiste de uma válvula reguladora de vácuo, um filtro para a retenção de líquidos do ar aspirado e um manômetro eletrônico de pressão negativa. Os testes de bancada evidenciaram eficiência e segurança na aplicação da pressão negativa no oxigenador até 250 mmHg em temperaturas de até 40oC. O estudo clínico consistiu, inicialmente, na aplicação em 11 pacientes com esternotomia total. Posteriormente, foi utilizado em esternotomias parciais para tratamento da doença isolada da valva aórtica em 5 casos (L invertido) e 4 casos de atriosseptoplastia. Esse dispositivo permitiu a utilização de cânulas de diâmetros menores que as cânulas únicas convencionais, variando de 32 a 26 Fr, com a utilização de pressões negativas de 62,40 ± 11,69 mmHg com drenagem venosa satisfatória, sem evidências indiretas de hemólise. O dispositivo por nós idealizado permitiu a drenagem venosa assistida com a utilização de vácuo de forma controlada, segura e eficiente.
INTRODUÇÃO

As técnicas de operações minimamente invasivas trouxeram novos desafios para a equipe cirúrgicas. A incisão nesses procedimentos é menor e as cânulas da circulação extracorpórea (CEC) ocupam grande parte desse espaço. A canulação da artéria e veia femoral tem sido empregada com o propósito de retirar essas cânulas do campo operatório, mas podem acrescentar maior morbidade ao paciente. No intuito de possibilitar a utilização de cânulas venosas de menor calibre, algumas formas de auxilio à drenagem venosa foram propostas e podemos citar entre elas a utilização da bomba centrífuga, a bomba de rolete e o vácuo. A utilização do vácuo proposta recentemente por B Foster et al. (1), apresentada durante o Congresso de Ultrech em 1997, parece ser bastante segura e eficiente e ganhou um grande número de adeptos.

O objetivo deste trabalho é apresentar um sistema que permite o emprego controlado do vácuo, aplicado no reservatório venoso do oxigenador e a experiência clínica inicial com a sua utilização.

CASUÍSTICA E MÉTODOS

Para testar a segurança da aplicação da pressão negativa nos oxigenadores disponíveis em nosso Serviço, foi aplicada a pressão máxima permitida pela rede de vácuo (250 mmHg negativo). Este teste foi realizado na Divisão de Bioengenharia do InCor-HC-FMUSP, com o oxigenador vazio em temperatura ambiente e com o oxigenador cheio de soro fisiológico à temperatura de 40°C.

Em 11 pacientes submetidos à revascularização do miocárdio através de esternotomia total e em 9 pacientes submetidos à esternotomia parcial para a correção de comunicação interatrial (4 pacientes) e tratamento cirúrgico isolado da valva aórtica (5 pacientes), foi utilizado um dispositivo regulador de vácuo no reservatório venoso do oxigenador.

O dispositivo regulador de vácuo é formado por uma válvula redutora de vácuo comercialmente disponível (GH20VT, ITT Conoflow Regulators & Controls, St. George, SC, USA), um filtro coletor de líquidos (Filtro Mini B3-3-879, Park, Belo Horizonte, MG, Brasil) e um manômetro eletrônico de pressão negativa desenvolvido pela Divisão de Bioengenharia do Instituto do Coração-HC-FMUSP (Figuras 1 e 2).


Fig. 1 - Válvula de vácuo (A) e filtro de retenção de líquido (B).


Fig. 2 - Detalhe do manômetro digital de pressão negativa.

Esse dispositivo foi interposto entre a linha de vácuo da rede hospitalar de um lado e o reservatório venoso de outro. Isso permitiu a regulagem da pressão da rede ao nível desejado pelo perfusionista de acordo com a necessidade de drenagem venosa. O oxigenador de membrana (Braile Biomédica, São José do Rio Preto, SP - Brasil) foi mantido totalmente vedado e o reservatório de cardiotomia ocluído intermitentemente, conforme necessidade de esvaziamento do sangue aspirado do campo operatório (Figura 3). Alguns oxigenadores disponíveis no mercado não permitiram a completa vedação do sitema e, portanto, não foram usados. Em todos os casos foi utilizada a bomba de rolete (bomba oclusiva) no circuito arterial.


Fig. 3 - Esquema do sistema de drenagem a vácuo empregado no reservatório venoso.

A perfusão foi estabelecida de forma habitual, utilizando cânula venosa única (Medtronic DLP, Grand Rapids, MI, USA) aramada, cujo diâmetro variou de 26 a 32 Fr.

A eficiência da drenagem venosa, o vácuo máximo utilizado, a hemólise no final da CEC, e as condições clínicas do paciente foram estudadas.

RESULTADOS

Todos os oxigenadores testados suportaram a pressão negativa, porém alguns modelos disponíveis no mercado não permitiram a sua completa vedação. Foi observada, no primeiro caso da aplicação clínica desse dispositivo, a formação de condensação de vapor de água na linha interposta entre o regulador de vácuo e o reservatório venoso do oxigenador. Nos demais casos foi associado um filtro retentor de líquido que solucionou o problema.

O fluxo arterial utilizado nos 20 pacientes foi de 3.804,54 ± 335,74 ml/min e o vácuo utilizado foi de 62,40 ± 11,69 mmHg negativo. O átrio direito apresentou-se colabado durante todo o procedimento cirúrgico e o campo operatório mostrou-se "seco" todo o tempo.

Não observamos hemoglobinúria macroscópica nos casos estudados. Os parâmetros de coagulação observados no coagulograma após a CEC não apresentaram alterações diferentes das habituais.

Na evolução pós-operatória não foi observada evidência clínica relacionada com problemas de drenagem venosa ou embolia arterial.

COMENTÁRIOS

Tendo em vista que alguns oxigenadores não permitem a total vedação para a utilização do vácuo no reservatório venoso quando desejado, seriam necessárias algumas modificações pelos fabricantes.

O fluxo calculado para o paciente foi sempre respeitado sem maiores dificuldades de drenagem venosa, mesmo com cânulas de menor calibre. À medida em que fomos obtendo experiência clínica com esse dispositivo, observamos que era possível a utilização de cânulas venosas progressivamente de menor calibre com a mesma segurança e com os mesmos níveis de pressão negativa. Em alguns casos a drenagem venosa esteve momentaneamente comprometida, observada pelo enchimento abrupto do átrio direito sendo prontamente resolvida com o reposicionamento da cânula. Talvez o desenvolvimento de cânulas com maior número de orifícios em sua porção distal permitam seu melhor posicionamento e proporcionem melhor drenagem.

A pressão negativa utilizada nesta série foi maior que a recomendada pelos trabalhos iniciais (1), sem que observássemos maiores complicações. Por outro lado, é díficil determinar a necessidade dessas pressões para manter o mesmo nível de drenagem venosa. Isso deve-se ao fato de que muitas vezes o retorno venoso está comprometido pela redistribuição de líquidos durante a CEC e não necessariamente restrito pelo diâmetro da cânula.

Os sinais indiretos de hemólise podem ser questionados e talvez mereçam melhor estudo laboratorial, muito embora não haja referência ainda publicada.

A utilização de cânulas de menor calibre poderiam levar a uma congestão venosa passiva e comprometer a drenagem venosa cerebral com alterações neurológicas. Tal preocupação não se confirmou em nossa série, já que o átrio direito manteve-se colabado durante todo o procedimento e não observamos alterações neurológicas ainda que discretas.

Outro problema relacionado à utilização de vácuo é a possibilidade de embolia aérea graças à aceleração do fluxo na chegada do sangue ao oxigenador, que acarreta um fenômeno conhecido como cavitação, permitindo a formação de microêmbolos no sistema (2, 3). Apesar de não observarmos evidências clínicas de embolia aérea em nossos pacientes, devemos estar atentos para essa complicação.

Devemos observar que o vácuo aplicado ao reservatório venoso é transmitido a todo o sistema, inclusive à linha arterial. As bombas arteriais não oclusivas (bomba centrífuga) podem permitir a aspiração de grande quantidade de ar no sistema quando desligadas; por isso, elas não são recomendadas.

O vácuo aplicado ao reservatório venoso do oxigenador permite o início da CEC utilizando um menor volume de priming, se mantivermos a linha venosa vazia. Isso pode levar a menor hemodiluição do paciente e é mais uma vantagem do sistema (4).

Em conclusão, o uso de pressão negativa no reservatório venoso do oxigenador parece ser importante instrumento no desenvolvimento das técnicas de operações minimamente invasivas. Propicia ao cirurgião um campo "seco" e maior espaço para realização do procedimento cirúrgico, sem agregar novas complicações.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1 Foster B, Hamad N, Hall C - Vacuum assisted venous drainage: perfusion´s contributions to minimally invasive surgical techniques. In: Annual Academy Meeting - AACP. New Orleans, 1998: 10-2.

2 Nelson D & Lich V - Ultimate guide to assisted venous drainage. In:. Revison#5, electronic paper: clinical techniques. Available from: http://www.perfusion.com ed ; 1998.

3 Rider S, Simon L, Rice B, Poulton C - Assisted venous drainage, venous air, and gaseous microemboli transmission into the arterial line: an in-vitro study. JECT 1998; 30: 160-5.

4 Taketani S, Sawa Y, Masai T et al. - A novel technique for cardiopulmonary bypass using vacuum system for venous drainage with pressure relief valve: an experimental study. Artif Organs 1998; 22: 337-41.

Article receive on Thursday, April 1, 1999

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