El papel de la ventilación mecánica protectora durante la circulación extracorpórea en la evolución postoperatoria de la cirugía cardíaca pediátrica

UNIVERSIDAD DE SEVILLA PROGRAMA DE BIOLOGÍA MOLECULAR, BIOMEDICINA E INVESTIGACIÓN CLÍNICA TESIS DOCTORAL Marta Macarena Rodríguez Lima El papel de la ventilación mecánica protectora durante la circulación extracorpórea en la evolución postoperatoria de la cirugía cardíaca pediátrica Directores Amir-Reza Hosseinpour Antonio Ordóñez Fernández Tutor Enrique Calderón Sandubete 1 AGRADECIMIENTOS 2 Agradecimientos Tras finalizar este trabajo querría mostrar mis más sinceros agradecimientos a todas las personas que de una manera u otra lo han hecho posible. En primer lugar, a Reza Hosseinpour, uno de los directores de tesis y principal impulsor de este estudio. Gracias por confiar en mí. Gracias por darme todas las habilidades necesarias para llevar a cabo este proyecto. Sin tu estímulo constante este trabajo difícilmente hubiera visto su fin. A Antonio Ordóñez y a Enrique Calderón, director y tutor de la tesis respectivamente, por vuestra dedicación y asesoramiento. Me gustaría dar las gracias de una manera muy especial al equipo de Cuidados Intensivos Pediátricos del Hospital Virgen del Rocío. Gracias por permitirme aprender de vosotros. Gracias por enseñarme e ilustrarme. Formar parte de este equipo ha sido una de las mejores elecciones de mi vida. Gracias a cada uno de vosotros: médicos adjuntos y residentes, enfermeros y auxiliares. Habéis sido maestros, compañeros y amigos. Sin vosotros esto no hubiera sido posible. Mención especial a Juan Antonio García Hernández, quien su incansable motivación despertó mi curiosidad por el postoperatorio cardíaco; y como no, a María Ángeles Murillo Pozo, ejemplo de constancia y trabajo, has sido ayuda y apoyo. Gracias de corazón. Al equipo de anestesiología infantil, perfusionistas, cardiología pediátrica y cirugía cardiovascular infantil del HUVR de Sevilla. Gracias por vuestra colaboración, sin vosotros este proyecto no hubiera sido posible. A la Universidad de Sevilla por permitirme desarrollar la ardua tarea del doctorando. A mis padres, por dedicarle menos tiempo del que me gustaría. Gracias por vuestro esfuerzo para darme la oportunidad de ser médico. Sé que me apoyaréis siempre. En especial a mi padre, por ser ejemplo de humildad, trabajo, fortaleza y energía. Ojalá cada día me parezca más a ti. A mis hermanas, sin ellas no sería quien soy. Gracias por estar siempre ahí. Y a Carlos, compañero de residencia y ahora de vida. Gracias por apoyarme en cada decisión, por impulsarme a luchar por lo que quiero, por comprender mejor que nadie mis frustraciones y celebrar como si fueran tuyos mis éxitos. Gracias por tu paciencia. Gracias por hacerme tan feliz. 3 RESUMEN 4 TÍTULO: EL PAPEL DE LA VENTILACIÓN MECÁNICA PROTECTORA DURANTE LA CIRCULACIÓN EXTRACORPÓREA EN LA EVOLUCIÓN POSTOPERATORIA DE LA CIRUGÍA CARDÍACA PEDIÁTRICA. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS La estrategia de ventilación mecánica durante la circulación extracorpórea (CEC) en cirugía cardíaca ha sido un tema controvertido en los últimos años. Tradicionalmente, durante la cirugía extracorpórea (CEC), se interrumpe la ventilación mecánica para facilitar el campo quirúrgico, lo que conlleva al colapso alveolar con liberación de citoquinas por macrófagos alveolares y la amplificación de la respuesta inflamatoria sistémica. En adultos, el empleo de ventilación mecánica con parámetros de protección pulmonar durante la CEC, ha demostrado mejoría en parámetros analíticos inflamatorios y de función pulmonar, sin embargo, no se han conseguido resultados clínicos relevantes. Nuestro objetivo es valorar la repercusión clínica y analítica de esta estrategia de ventilación en el postoperatorio de neonatos intervenidos de cardiopatías congénitas complejas. METODOLOGÍA Y RESULTADOS Estudio analítico y prospectivo de pacientes intervenidos en el período neonatal de transposición de grandes arterias o hipoplasia de arco aórtico, en los que se mantiene la ventilación mecánica con parámetros de protección pulmonar durante CEC (Grupo 1), comparados con una cohorte histórica de pacientes de similares características no ventilados durante CEC (Grupo 2). Se analizan variables demográficas, clínicas y analíticas (parámetros de función pulmonar, cardíaca, respuesta inflamatoria); así como el soporte con fármacos 5 inotrópicos y vasoactivos en el postoperatorio inmediato. El análisis se llevó a cabo mediante el programa estadístico SPSS versión 20.0. Las variables son expresadas como mediana y rango intercuartílico y analizadas mediante pruebas no paramétricas (U de Mann-Whitney), al no seguir una distribución normal. Se recogen un total de 12 pacientes en el Grupo 1 y de 11 en el Grupo 2. La edad y el peso de los pacientes no presentan diferencias significativas, así como los tiempos de bypass y clampaje. Tampoco hay diferencias respecto a las variables postoperatorias de saturación de oxígeno venosa mixta, lactato sérico y troponinas. Durante el postoperatorio, en el Grupo 1 se recogen tiempos de ventilación mecánica invasiva significativamente más cortos (96 vs 146 horas, p < 0,001), menor escala inotrópica-vasoactiva (16 vs 23, p = 0,044) y niveles séricos postoperatorios de proteína C reactiva más bajos (38 vs 111 mg/L, p=0,019). En el Grupo 1, la estancia en UCI muestra una tendencia a ser más corta (350 vs 179 horas), pero sin significación estadística. CONCLUSIONES La ventilación mecánica con parámetros de protección pulmonar durante bypass disminuye los niveles de proteína C reactiva, el tiempo de intubación y el soporte inotrópico-vasoactivo en neonatos intervenidos de transposición de grandes arterias e hipoplasia de arco aórtico. No afecta de forma significativa al resto de variables analíticas cardiopulmonares analizadas ni al tiempo de estancia en cuidados intensivos. 6 ÍNDICE 7 ÍNDICE DE CONTENIDO CAPÍTULO I. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................... 11 1. La complejidad de las cardiopatías congénitas y las dificultades para su corrección .. 11 2. El desarrollo de la circulación extracorpórea ............................................................... 24 3. Los problemas con la circulación extracorpórea .......................................................... 32 A) Implicaciones hematológicas ...................................................................................... 32 B) La respuesta inflamatoria y sus complicaciones ......................................................... 41 C) Alteraciones pulmonares ............................................................................................. 51 CAPÍTULO II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................... 60 1. Daño pulmonar asociado a la ventilación mecánica en cirugía cardíaca ..................... 60 2. Explicación adicional a la respuesta inflamatoria de la CEC ......................................... 61 3. Intentos de mejorar la respuesta inflamatoria de origen pulmonar ............................ 66 4. Puntos débiles de estos estudios .................................................................................. 70 5. Diferencias de respuesta inflamatoria entre adultos y niños ....................................... 71 CAPÍTULO III. OBJETIVOS ........................................................................................................... 74 1. Objetivos principales ..................................................................................................... 74 2. Objetivos secundarios ................................................................................................... 75 CAPÍTULO IV. HIPÓTESIS ............................................................................................................ 77 CAPÍTULO V. MATERIAL Y MÉTODOS ..................................................................................... 79 1. Diseño del estudio ........................................................................................................ 79 2. Cálculo del tamaño muestral ........................................................................................ 79 3. Población de estudio ..................................................................................................... 79 4. Metodología .................................................................................................................. 81 4.1. Pacientes ................................................................................................................ 81 4.2. Recogida de datos y variables de estudio ............................................................. 82 4.2. Técnica anestésica ................................................................................................. 86 4.3. Técnica quirúrgica .................................................................................................. 88 5. Analísis estadísitico ....................................................................................................... 90 6. Aspectos éticos ............................................................................................................. 90 CAPÍTULO VI. RESULTADOS ....................................................................................................... 93 CAPÍTULO VII. DISCUSIÓN .......................................................................................................... 97 CAPÍTULO VIII. CONCLUSIONES ............................................................................................. 106 CAPÍTULO IX. ANEXOS .............................................................................................................. 108 CAPÍTULO X. BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................... 119 8 ÍNDICE DE ABREVIATURAS Ao Arteria aorta ALI Lesión pulmonar aguda AP Arteria pulmonar AT Antitrombina AV Auriculoventricular CEC Circulación extracorpórea convencional CIA Comunicación interauricular CIV Comunicación interventricular CO2 Dióxido de carbono CRF Capacidad residual funcional CUF Ultrafiltración convencional CVF Capacidad vital forzada DVPAT Drenaje venoso pulmonar anómalo total EI Escala inotrópica ETO2 Extracción tisular de oxígeno FEV1 Volumen espirado máximo en el primer segundo de la espiración forzada IL Interleukina IO Índice de oxigenación MUF Ultrafiltración modificada PaO2/FiO2 Presión arterial de oxígeno / fracción inspirada de oxigeno PCR Proteína C reactiva PEEP Presión positiva al final de la espiración PGE1 Prostaglandinas E1 PMVA Presión media en la vía aérea Pro-BNP Pro péptico natriurético cerebral SaO2 Saturación arterial de oxígeno SvO2 Saturación venosa de oxígeno SDRA Síndrome de distrés respiratorio agudo TGA Transposición de grandes arterias TNFα Factor de necrosis tumoral alfa TRALI Lesión pulmonar inducida por trasfusión TSVD Tracto de salida de ventrículo derecho TSVI Tracto de salida de ventrículo izquierdo TP Tiempo de protrombina TTPA Tiempo de tromboplastina parcial activado UCIP Unidad de Cuidados Intensivos Pediátricos VCI Vena cava inferior VCS Vena cava superior VD Ventrículo derecho VI Ventrículo izquierdo VIS Vasoactive Inotropic Score o escala inotrópica-vasoactiva VILI Ventilator-induced lung injury (lesión pulmonar inducido por VM) VM Ventilación mecánica 15 hipertensión arterial pulmonar consecutiva a cardiopatías congénitas (7). Es por ello que está indicada la corrección precoz. La CIA es una de las cardiopatías congénitas más frecuentes. Se trata de un defecto simple que cuando no es tratada asocia una morbimortalidad importante. En 1970, Campbell describió un comportamiento más benigno en las dos primeras décadas, con tasas de mortalidad del 6-12% a los 20 años y una evolución desfavorable sin intervención a partir de la 3º década de la vida, con aumento de la mortalidad hasta el 60% a los 40 años y estimando en su estudio una edad media de muerte a los 37 años (8). En los pacientes operados en los comienzos de la cirugía a corazón abierto a partir de los años 50, la mortalidad se estimó en torno al 33%. Actualmente el cierre temprano en la edad pediátrica, vía quirúrgica o vía percutánea, ha demostrado tasas de mortalidad mínimas con una supervivencia a largo plazo normal (9). La CIV es la anomalía cardíaca más frecuente si excluimos la válvula aórtica bicúspide. En su forma aislado, representa el 20% del total de las cardiopatías. Además, forma parte obligada de otras cardiopatías más complejas como la Tetralogía de Fallot, truncus arterioso, doble salida de ventrículo derecho, … De acuerdo a su localización, existen varios tipos: CIV muscular (en la porción inferior muscular del tabique interventricular), CIV perimembranosa (en la porción superior membranosa del tabique), CIV infundibular (en el tracto de salida del ventrículo derecho debajo de la válvula pulmonar) y CIV posteriores, del septo de entrada o tipo canal auriculoventricular (por detrás de la valva septal de la válvula tricúspide, posteriores e inferiores a la CIV membranosa). 16 Figura 1. Posición anatómica de los defectos interventriculares: a) CIV infundibular. b) músculo papilar del cono. c)CIV perimembranosa. d) CIV musculares marginales. e): CIV musculares centrales. f) CIV del septo de entrada. g) CIV musculares apicales. Imagen obtenida de: (10) La corrección de la CIV perimembranosa es la intervención más frecuente, ya que la CIV muscular (que es la más frecuente) suele cerrarse en los primeros meses hasta en el 80% de los casos (11). Antes de la circulación extracorpórea, la historia natural de la CIV dependía del tamaño, de la sintomatología y del tratamiento médico (12). En 1954 se corrigieron los primeros casos con circulación extracorpórea a través de ventriculotomía (13), en 1958 se introdujo el cierre del defecto por vía auricular (14) y en 1969 la hipotermia profunda (15). La mortalidad quirúrgica global está por debajo del 10 % y alrededor de 3% para la CIV aislada (16). Técnica quirúrgica Como ejemplo de intervención de este tipo de cardiopatías tomaremos la corrección de la comunicación interventricular, por ser la más frecuente y además formar parte de la corrección de numerosas cardiopatías (TGA, coartación e hipoplasia de arco, tetralogía de Fallot, …). 17 Por esternotomía media se establece circulación extracorpórea convencional (CEC). Se realiza canulación arterial en aorta ascendente y canulación selectiva de ambas cavas. El abordaje del defecto se realiza a través de auriculotomía derecha longitudinal extendiendo la incisión por delante de la canulación de la vena cava inferior paralelo al surco auriculoventricular. Se coloca aspiración en aurícula izquierda a través de una incisión que se realiza en el foramen oval. La CIV se expone desinsertando el velo septal de la válvula tricúspide, para poder acceder fácilmente a todo el borde de la CIV. El defecto se cierra con un parche de pericardio bovino suturado con polipropileno 6/0 en continuo (Figura 2). Se reinserta el velo de la válvula tricúspide con sutura continua de polipropileno 6/0. Se comprueba competencia de la válvula tricúspide. Se purga el aire y se cierra el foramen oval con un punto. Se desocluye la aorta y con el corazón latiendo se cierra la aurícula derecha con sutura reabsorbible. El tiempo de isquemia suele ser de 30 a 40 minutos. Se conecta con la línea de cardioplejia a la cánula venosa y se invierte el flujo en la cánula aórtica para realizar MUF. Finalmente, tras revertir la heparina y hemostasia cuidadosa se procede al cierre de la herida suturando el esternón con puntos de alambre de calibre fino. Figura 2: Corrección de CIV: imagen quirúrgica y esquema. Imagen obtenida de: (17) 18 b) CARDIOPATÍAS CIANÓGENAS SIN HIPERAFLUJO PULMONAR (ISQUEMIA) Son aquellas en las que se produce paso de sangre venosa al territorio izquierdo del corazón, desaturando la sangre arterial que pasa por allí. La cianosis tiene lugar cuando la saturación de oxígeno de la hemoglobina es menor el 85%. El caso típico es la tetralogía de Fallot (Figura 3). Esta cardiopatía consta de cuatro componentes: CIV subaórtica, acabalgamiento de la aorta entre los dos ventrículos, estenosis infundibular pulmonar e hipertrofia de ventrículo derecho. Como la sangre tiene dificultad para salir hacia la arteria pulmonar, sale con facilidad a través de la CIV por la aorta ascendente produciéndose la desaturación y consecutivamente la cianosis. Ésta puede ser leve (si la saturación de oxígeno es mayor de 75%), conllevando un desarrollo aceptable del niño. El tratamiento de esta cardiopatía es quirúrgico con bypass cardiopulmonar con el objetivo de cerrar la CIV con parche de forma que la aorta quede conectada con el ventrículo izquierdo y corregir la estenosis pulmonar con preservación o no de la válvula pulmonar en función del lugar donde se sitúe dicha estenosis (en infundíbulo o en anillo/propia válvula, respectivamente). Por lo general, la cianosis va en aumento a lo largo de la lactancia y pueden producirse crisis cianóticas por espasmos infundibulares que dificulten aún más la salida hacia la arteria pulmonar, algunas de las cuales pueden ser mortales y obligan a corregir el defecto en el primer año de vida. Cuando la cianosis es severa en el período neonatal, normalmente se realiza una cirugía paliativa, llevando a 19 cabo un cortocircuito sistémico-pulmonar (fístula), mediante técnica cerrada, sin precisar circulación extracorpórea. En 1978, Kirklin y sus colaboradores estimaron que el 50% de los enfermos que nacen con esta entidad y no son intervenidos, mueren en los primeros años de vida y difícilmente alguno sobrevive más allá de los 30 años (18). (19) Una mejor comprensión de la enfermedad, el refinamiento en el proceso diagnóstico y el progreso en la tecnología y técnicas quirúrgicas han permitido intervenir a estos niños a edades cada vez más precoces: la edad recomendada para su corrección es antes del año de vida. La mortalidad perioperatoria actual es de en torno al 2% y el seguimiento a largo plazo, ha demostrado una supervivencia de en torno al 75% a los 40 años, con una calidad de vida prácticamente normal (20). Figura 3. Tetralogía de Fallot: 1. Aurícula izquierda. 2. Ventrículo izquierdo. 3. Aurícula derecha. 4. Ventrículo derecho. 5. Válvula pulmonar. 6. Válvula aórtica. 7. Arteria pulmonar. 8. Arteria aorta. Imagen tomada de: (19) 20 c) CARDIOPATÍAS CON HIPERAFLUJO PULMONAR Y CIANOSIS Hay cardiopatías que cursan con cianosis, pero, en vez de presentar isquemia pulmonar, existe hiperaflujo y plétora pulmonar. Son lesiones complejas en las que se asocian varios defectos como la transposición de grandes arterias (TGA), truncus arterioso, drenaje venoso anómalo pulmonar total (DVAPT), entre otros. El ejemplo más representativo es la TGA. Esta entidad tiene muy alta mortalidad sin tratamiento: el 90% de los niños nacidos con TGA fallecerían en torno al año de vida (21). Esta cardiopatía consiste en un error en la conexión entre los ventrículos y sus respectivas arterias: la aorta sale del ventrículo derecho VD en posición anterior y a la derecha y la arteria pulmonar sale posterior y a la izquierda del ventrículo izquierdo (VI). La sangre venosa llega al VD y sale por la aorta para distribuirse por la circulación sistémica, lo que produce desaturación arterial. La sangre oxigenada pulmonar llega al VI y vuelve por la arteria pulmonar a los pulmones, formando dos circuitos en paralelo. Sin comunicaciones entre ambos circuitos, esta situación es incompatible con la vida al nacer. Por tanto, es el foramen oval permeable entre las dos aurículas y el ductus arterioso entre la aorta y la pulmonar lo que permite la viabilidad del recién nacido. Pero estos cortocircuitos tienden a cerrarse al nacer por lo que precisan tratamientos para garantizar la vida del paciente como son la perfusión de prostaglandinas para mantener el ductus abierto, mayor avance de la cardiología neonatal, y el procedimiento de Rashkind que mediante un cateterismo abre con un balón el foramen oval para evitar que la CIA sea restrictiva. La cirugía se realiza en las primeras semanas de vida y estas actuaciones previas permiten que el paciente llegue a la misma estable, extubado y con gasometría normal. Hay tres tipos de 21 TGA: simple, con CIV y con CIV y estenosis pulmonar. La más frecuente es la TGA simple. Técnica quirúrgica Desde 1977 se corrige con la intervención de Switch Arterial: por esternotomía media se establece CEC con hipotermia moderada a 28ºC, cánula arterial en aorta ascendente y de ambas cavas. Se administra cardioplejía hemática anterógrada. En el pasado y todavía algunos cirujanos realizaban la intervención con hipotermia profunda 18ºC y parada circulatoria en la parte fundamental de la cirugía para tener un campo exangüe que permitiera una visión excelente de la neo-aorta y la transferencia de las arterias coronarias. Hoy en día no es necesario gracias al refinamiento de la CEC. La reparación consiste en realizar una sección transversa de la aorta y arteria pulmonar. Se desmonta la comisura posterior de la válvula aórtica (neopulmonar) para poder sacar botones coronarios de la pared aórtica con ambas coronarias. Se realiza maniobra de Lecompte (Figura 4) para que la bifurcación pulmonar quede por delante de la neoaorta y reconstrucción de la neopulmonar saliendo del VD. Se reimplantan las coronarias en la neoaorta que queda en un plano posterior. Con pericardio autólogo, se reconstruye los senos de la neopulmonar de donde se habían sacado las coronarias. Además, es preciso cerrar la CIA. Figura 4. Switch Arterial: sección transversa de ambas arterias y botones coronarios. Maniobra de Lecompte: se reconectan cruzadas de forma que la arteria pulmonar queda unida al ventrículo derecho y la aorta al izquierdo. Reimpante de coronarias de la arteria pulmonar a la neoaorta. Imagen tomada de: (17) 22 Hoy en día, los resultados de la intervención de Switch Arterial en la D-TGA simple son excelentes en toda Europa con mortalidad quirúrgica de en torno al 5%; la circulación extracorpórea permite realizar una operación curativa que restaura la normalidad fisiológica y hemodinámica con un corazón lo más parecido a lo normal. d) CARDIOPATÍAS CON OBSTRUCCIÓN DEL CORAZÓN IZQUIERDO Son aquellas lesiones en las que hay una estenosis de alguna estructura izquierda que obstaculiza el flujo de la sangre sistémica. Al no haber orificios, no hay hiperaflujo ni cianosis. En el niño, aparte de la estenosis valvular aórtica y mitral, podemos encontrar estenosis a otros niveles, a veces combinadas: coartación aórtica con o sin hipoplasia de arco aórtico, estenosis subaórtica, supraaórtica, miocardiopatía hipertrófica obstructiva, anillo supravalvular mitral, cor triatriatum y síndrome de Shone (complejo de cuatro lesiones obstructivas en el corazón izquierdo: membrana supravalvular mitral, válvula mitral ''en paracaídas'', estenosis aórtica subvalvular y coartación aórtica). La coartación de aorta se asocia con cierta frecuencia a hipoplasia de arco aórtico. Esta entidad establece una lesión obstructiva que se añade a la obstrucción de la propia coartación, siendo necesario corregir ambas obstrucciones mediante técnicas quirúrgicas más complejas que las que se realizan en la coartación aislada. Esta patología habitualmente también está asociada a comunicación interventricular. 23 Nos centraremos en la hipoplasia de arco aórtico como ejemplo de cardiopatía congénita compleja perteneciente a este grupo. Para la reparación de la misma, se conecta a CEC mediante canulación de aorta y ambas cavas. Se realiza clampaje de aorta descendente y de carótida y subclavia izquierda, se realiza parada circulatoria y se avanza la cánula hacia el tronco braquiocefálico derecho para iniciar perfusión cerebral anterógrada. Se reseca el ductus y la porción coartada e hipoplásica del arco. Se realiza apertura longitudinal del margen inferior del arco desde aorta ascendente hasta donde se ha resecado el istmo y se realiza anastomosis termino-terminal extendida de la aorta descendente con esta apertura en la cara inferior del arco, ampliando el arco con un parche de pericardio bovino con curva (Figura 5). Figura 5. Anastomosis término-terminal extendida, que elimina la zona de coartación y la hipoplasia del istmo aórtico. Imagen tomada de: (22) Aunque sin tratamiento la mortalidad es muy alta, la introducción de la PGE1 en el tratamiento médico prequirúrgico y la evolución en las técnicas quirúrgicas y de CEC han mejorado el pronóstico de esta patología (22). 24 2. El desarrollo de la circulación extracorpórea Hasta el siglo XIX con el descubrimiento de los ruidos y soplos cardíacos y el electrocardiograma, la cardiología era una ciencia muy limitada. Estos hallazgos junto al cateterismo cardíaco, permitieron realizar diagnósticos cada vez más precisos de las enfermedades cardiovasculares. Al inicio, su tratamiento se basaba en administración de digitálicos o diuréticos. La cirugía del corazón era inconcebible, siendo un órgano que ha permanecido intocable durante siglos. De ahí la afirmación “el camino entre la piel y el pericardio de apenas tres centímetros, el hombre tardó más de 2500 años en recorrerlo” en homenaje a Francisco Romero, uno de los pioneros de la cirugía cardíaca que, en 1815, realizó con éxito la primera toracotomía seguida de pericardiotomía para drenaje de líquido, consiguiendo la curación del enfermo (23). Se considera que la fecha de la primera intervención sobre el músculo cardíaco propiamente dicha la realizó Ludwig Rehn, en Frankfurt, donde el 9 de septiembre de 1896 consiguió suturar un corazón atravesado por un cuchillo mientras aún latía, salvándole la vida al paciente (1). Pero a pesar de algunos intentos como el de Rehn o como el Souttar en 1925 sobre la estenosis de la válvula mitral (1), la cirugía cardíaca de la época continuaba siendo muy restringida. En los años 30-40, se desarrollaron nuevas técnicas comenzando la verdadera historia de la cirugía cardíaca. En 1938 Robert Gross logró el cierre exitoso de un conducto arterioso persistente en un niño en el Boston Children's Hospital (24). Poco después se abordarían distintas cardiopatías con éxito: actuaciones sobre la coartación de aorta (por Crafoord en 1944) (25), cirugías 31 progresivamente hasta ser hoy en día los más empleados en los países desarrollados. De tal modo que, el circuito de CEC incluye estos componentes básicos: cánula venosa, reservorio venoso, oxigenador, intercambiador de calor, bomba principal y línea arterial con filtro (Figura 10). Se han ido añadiendo complementos tales como filtros adicionales, intercambiadores de calor, reguladores de presión, alarmas, sistemas de monitorización (gases, hemoglobina,…) así como sistemas de seguridad para detectar burbujas, todo ello inimaginable hace unos años (36) (37). Figura 10. Componentes del circuito de circulación extracorpórea. Imagen tomada de: (37) 32 3. Los problemas con la circulación extracorpórea Más allá de la agresión que supone una cirugía para la homeostasis del organismo, el hecho de emplear la circulación extracorpórea, es decir, extraer la sangre del paciente y hacerla pasar por un circuito artificial incrementa dicha agresión, lo que aumenta considerablemente el impacto asociado a la cirugía y condiciona la evolución postoperatoria. El objetivo de los fabricantes ha sido ofrecer circuitos de circulación extracorpórea más simples, con volumen de cebado bajo y con materiales con una biocompatibilidad cada vez mayor para reducir las alteraciones hematológicas, de la coagulación y la respuesta inflamatoria sistémica que ocurren durante la CEC e implican complicaciones postoperatorias tales como inestabilidad hemodinámica o coagulopatía. De este modo, se desglosan por separado para comprender las distintas repercusiones. A) Implicaciones hematológicas En condiciones normales, la sangre sólo mantiene contacto con el endotelio de los vasos sanguíneos donde, mediante la producción de sustancias procoagulantes y anticoagulantes, las células endoteliales se encargan de mantener la sangre fluida en su interior. Las superficies no endoteliales del circuito de circulación extracorpórea carecen de estos mecanismos de regulación, favoreciendo la trombosis. Por ello se administran dosis elevadas de heparina al inicio de la CEC. 33 Por tanto, la repercusión de la CEC en el sistema hematológico se debe principalmente al contacto de la sangre del paciente con las superficies artificiales que conforman los distintos componentes del circuito, pero también a la hipotermia moderada (33-36o), a la hemodilución y a los fármacos empleados durante el proceso. Durante el procedimiento de circulación extracorpórea, los componentes de la sangre cuyas funciones pueden alterarse de modo más importante son los hematíes, las plaquetas y las proteínas que intervienen en el proceso de coagulación y fibrinólisis. HEMATÍES: La principal función de los hematíes es transportar el oxígeno desde los alvéolos pulmonares hasta el interior de los tejidos y eliminar el CO2 generado por el metabolismo de los tejidos, empleando una proteína transportadora especializada contenida en su interior: la hemoglobina. El hematocrito adecuado permite transportar oxígeno de forma adecuada a los tejidos permitiendo la prevención de la acidosis y una adecuada perfusión tisular, básico para corrección de la hemorragia. Además, los hematíes colaboran en el proceso de adhesión plaquetaria al subendotelio por razones reológicas, ya que debido a su mayor peso ocupan el centro de la luz vascular en la sangre circulante desplazando a las plaquetas hacia la pared de los vasos, promoviendo así su contacto con la pared. La circulación extracorpórea ocasiona hemólisis debido al trauma mecánico al ponerse en contacto los hematíes con la superficie artificial del circuito (turbulencias, cambios de diámetros de los tubos, …), al tiempo de CEC prolongado, a la excesiva presión negativa sobre los hematíes y al tipo de 34 oxigenador. La hemólisis ocasiona la liberación de ADP de los hematíes dañados que constituye un fuerte estímulo para la activación de las plaquetas, induciendo un estado alterado de la coagulación. A ello se suma, la anemia dilucional o hemodilución, uno de los principales escollos de la CEC pediátrica. Se produce al mezclarse la volemia del paciente con la solución de cebado del circuito de CEC. El tamaño de los circuitos utilizados es cada vez menor, pero aun así precisa un volumen considerable para su cebado. Este volumen será relativamente mayor cuanto menor sea el peso del paciente, debido a su menor volemia. Esto exige el empleo de sangre como solución de cebado en niños de menos de 12-13 kg para evitar una hemodilución demasiado severa y así mantener un hematocrito que garantice un adecuado aporte de oxígeno a los tejidos durante el bypass. El empleo de sangre como cebado equivale a una transfusión masiva en pacientes neonatos y lactantes, con los problemas que ello conlleva. En adultos, generalmente no es preciso añadir sangre a la solución de cebado, por lo que este problema es mucho menor. Cierto grado de hemodilución puede ser favorable para el paciente pues permite reducir la viscosidad de la sangre y favorecer el flujo sanguíneo a la microcirculación, pero si aumenta el grado de hemodilución, puede comprometer el transporte de oxígeno y ocasionar hipoperfusión orgánica e hipotensión. La anemia y la hemodilución durante la CEC se ha asociado mayor riesgo de muerte, hemorragia, accidente cerebrovascular e insuficiencia renal, pero la transfusión de glóbulos rojos se asocia con un aumento de la morbilidad y la mortalidad (38),(39). 35 Aunque la reducción del consumo de las transfusiones de hematíes es un objetivo en la mayoría de los centros, en el caso de la cirugía cardíaca pediátrica y más especialmente neonatal siguen siendo una parte integral de su atención. Los concentrados de hematíes se emplean para reponer las pérdidas sanguíneas por la herida quirúrgica, así como solución de cebado del circuito en los pacientes más pequeños. Parte de los requerimientos se solucionan actualmente en el propio quirófano con la reinfusión de los hematíes procedentes de la sangre recuperada del campo operatorio tras su lavado. Niveles relativamente bajos de hemoglobina son bien tolerados y compensados por incremento del rendimiento cardíaco si la volemia es suficiente. Se intenta mantener un hematocrito entre el 25-30 % durante la CEC y mayores a 30-35 % durante el recalentamiento y desconexión de la CEC. Cuanto menor es el peso del paciente mayor cantidad de hemoderivados sanguíneos es necesario añadir al cebado (40). Los concentrados de hematíes deben ser lo más recientes posibles (< 3-5 días), especialmente en neonatos, para evitar hiperkaliemia e hiperlactacidemia. PLAQUETAS: La función de las plaquetas consiste en interaccionar con las superficies desendotelizadas contactando primero y luego adheriéndose, activándose y formando agregados, que acaban con la formación de un trombo plaquetario. Este funcionalismo de las plaquetas contribuye a inhibir la hemorragia en caso de una sección vascular. Así mismo, la activación plaquetaria puede ser desencadenada por el contacto de las mismas con las superficies artificiales de los componentes del circuito de circulación extracorpórea. Las plaquetas además cooperan también en la coagulación plasmática con una acción procoagulante ya que, tras su 36 activación, exponen en su superficie sitios de unión para los factores de coagulación, lo que facilita la generación de trombina, y consecuentemente, de mallas de fibrina que estabilizan el agregado plaquetario. De todos los componentes que forman parte de la coagulación, las plaquetas son las que más se alteran durante la CEC. Las alteraciones más importantes afectan a su función, aunque si bien el recuento plaquetario puede reducirse hasta el 58% durante la CEC debido a hemodilución, destrucción o adhesión al circuito (41). Las turbulencias creadas en los distintos componentes del circuito producen además activación y agregación plaquetaria, cambios morfológicos, formación de pseudópodos, daño mecánico de la membrana y pérdida de glucoproteínas, en especial el receptor de fibrinógeno-fibrina (glicoproteína IIb\IIIa) y el receptor del factor de Von Willebrand (glicoproteína IbV), conllevando a la disfunción plaquetaria, que se agrava por la hipotermia y la heparina empleada como anticoagulante durante la CEC (42). La transfusión masiva de albúmina y hematíes conduce a un déficit hemostático que incrementa el riesgo de hemorragia, por disminución dilucional de plaquetas y proteínas de la coagulación. Debido a las fuerzas de cizallamiento, las plaquetas adheridas pueden soltarse, circular como microagregados y ser atrapados en la vasculatura distal. La disfunción plaquetaria durante la CEC persiste un tiempo indefinido. La transfusión de plaquetas durante el bypass cardiopulmonar es un aspecto muy controvertido. La indicación de la misma en pacientes sometidos a circulación extracorpórea puede deberse a trombocitopenia o a déficit funcional plaquetario, pues éste puede ser motivo de hemorragia, aunque la cifra de 37 plaquetas esté poco descendida. Sin embargo, el umbral de plaquetas clínicamente significativo ha variado y no existen guías que se basen exclusivamente en el recuento de plaquetas. Por otro lado, tampoco existe evidencia sobre la utilidad de las pruebas de función plaquetaria para guiar la administración de plaquetas (41),(42). Tanto es así, que las guías actuales de la AABB (American Association of Blood Banks) no recomiendan transfusiones profilácticas en la cirugía cardíaca con bypass cardiopulmonar en pacientes sin trombopenia pero sí sugieren la administración de plaquetas en caso de sangrado en pacientes con trombocitopenia (por debajo del límite inferior del rango normal utilizado por el laboratorio que realiza el recuento) o con sospecha de disfunción plaquetaria (43). COAGULACIÓN PLASMÁTICA: La hemostasia se inicia con la activación de las plaquetas, que se adhieren al subendotelio, se agregan entre sí y forman el tapón plaquetario como se ha descrito previamente. Este proceso es rápido, pero es poco duradero y para lograr su estabilización se desencadena la coagulación plasmática. El proceso de la coagulación plasmática tiene como objetivo la transformación del fibrinógeno, proteína soluble del plasma, en fibrina, proteína insoluble, mediante la acción de la trombina. La coagulación plasmática, por tanto, es el conjunto de reacciones bioquímicas que dan lugar en el punto de lesión vascular a la generación de trombina para obtener la formación del coágulo. Tradicionalmente desde 1964, se ha considerado que la coagulación se inicia por dos vías denominadas vía intrínseca y extrínseca y ambas confluyen en la activación del factor X, continuando a partir de ahí con la vía común que finaliza 38 con la formación de la trombina. La vía intrínseca se inicia con la activación del factor XII cuando éste contacta con superficies no fisiológicas (como los componentes del subendotelio o con las superficies del circuito de CEC) y éste a su vez activa al factor XI, IX y VIII hasta llegar a la vía común. Por su parte, la vía extrínseca se inicia cuando la sangre contacta con material procedente de tejidos dañados exponiendo factor tisular, que forma complejo con el factor VII en presencia de calcio y activan al factor X de la vía común (44). En los años siguientes se demostró que las vías de la coagulación no actúan de forma independiente, sino que el complejo factor tisular-factor VII participa en la activación del factor IX y por tanto ambas vías están relacionadas prácticamente desde el inicio (45). Esta cascada exponencial de la coagulación plasmática precisa mecanismos de regulación, los anticoagulantes naturales, que eviten una coagulación masiva. Los principales sistemas inhibidores de la coagulación son la vía de proteína C y S, el inhibidor del factor tisular o hístico (TFPI, tissue factor pathway inhibitor) y el sistema antitrombina (íntimamente relacionado con el mecanismo de acción de la heparina, el anticoagulante usual de la cirugía extracorpórea). La antitrombina (AT) es una proteasa plasmática que inhibe a la protrombina, al factor X, IX, XI y XII activados y constituye el cofactor de la heparina. La heparina se une a la AT provocando un cambio morfológico, lo que acelera la interacción con los factores de la coagulación. 39 La coagulación plasmática durante la CEC se ve afectada por diversos motivos: o La exposición de la sangre a la superficie artificial del circuito causa la activación de la coagulación, tanto a través de la vía extrínseca como intrínseca, conllevando a un consumo de factores de coagulación. Además, el saco pericárdico contiene niveles elevados de factor tisular que favorece la activación de la trombina por vía extrínseca. A su vez, la activación de los factores de la coagulación (entre ellos el factor XII) ocasiona la activación del sistema fibrinolítico, participando en la conversión de plasminógeno a plasmina (46). o La hemodilución ocasiona un estado de hipocoagulabilidad al disminuir la concentración de los factores de coagulación (I, II, V, VII, IX, X, XI y XII). Sin embargo, no existe disminución del factor VIII. Estos niveles se normalizan a las 12 horas del fin de la CEC (46). o La hipotermia enlentece la actividad enzimática de la cascada de coagulación, disminuye la síntesis de factores prolongando TP y TTPA y activa la fibrinólisis(42). Figura 11. Modelo clásico de las vías de activación de la coagulación según Macfarlane (1964). Imagen tomada de: (45) 40 o El efecto mecánico de aspiradores, rodillos, oxigenador y bomba de la CEC conllevan el consumo de los factores de coagulación (46). o La fibrinólisis, destinada a la eliminación de la fibrina, se activa además de por contacto como se ha descrito, a través de t-PA (activador tisular del plasminógeno) liberado por las células endoteliales a los pocos minutos de inicio de la CEC. De forma ideal, para realizar el control de la hemostasia durante la cirugía con circulación extracorpórea, se debe inhibir la coagulación o proteger de su activación durante la CEC para evitar eventos trombóticos y conseguir una hemostasia adecuada al final de la CEC para impedir fenómenos hemorrágicos. Para ello durante la CEC se usa como anticoagulante más habitual la heparina, que ejerce su acción a través de la AT. La heparina tiene dos finalidades: evitar la coagulación de la sangre al ponerse en contacto con el circuito y evitar la excesiva activación del sistema hemostático producida durante la cirugía con CEC por los diferentes mecanismos que se han explicado. A pesar de una máxima anticoagulación con heparina, no se previene completamente la activación de la coagulación y en los primeros minutos de la CEC se ocasiona una rápida e intensa generación de trombina y fibrina, muy superior a la producida por la cirugía sola. Para revertir el efecto anticoagulante de la heparina, una vez finalizada la CEC, se administra protamina que forma un complejo con la heparina ocasionando su inactivación, retornando al estado óptimo de la coagulación. Aunque se administre de forma correcta, la protamina puede tener un efecto rebote con reaparición de la actividad anticoagulante. Por ello, tanto la heparina como la protamina pueden causar alteraciones en la hemostasia durante y tras la CEC (46). 47 El endotelio juega un papel importante en este fenómeno, ya que, durante la fase de isquemia, las células endoteliales se activan y liberan citoquinas proinflamatorias (IL-1, IL-6, TNFα) que atrae a los neutrófilos. Estos neutrófilos, durante la fase de reperfusión, liberan diversas sustancias tóxicas para los tejidos reperfundidos (entre ellos las células endoteliales), incluidos radicales libres de oxígeno, enzimas proteolíticas (proteasas, elastasas, …). El daño a las células endoteliales produce alteraciones en la contractilidad, interfiere con los mecanismos antitrombóticos del endotelio y es capaz de inducir una respuesta inflamatoria que condiciona el aumento de la permeabilidad capilar y favorece la adhesión plaquetaria y la traslocación de más leucocitos hacia el tejido reperfundido (56)(58). Este fenómeno afecta a intestino, riñones, cerebro y miocardio principalmente. Otro de los motivos por lo que la respuesta inflamatoria sistémica aumenta por la circulación extracorpórea deriva de la liberación de endotoxinas. Éstas son lipopolisacáridos de la pared celular de bacterias gran negativas. La CEC es una fuente importante de endotoxinas. Su origen es incierto, aunque la hipótesis más apoyada se basa en la hipoperfusión del territorio hepato-esplénico durante la CEC que conlleva a la alteración de la permeabilidad intestinal favoreciendo la traslocación bacteriana de estos fragmentos desde el intestino al torrente sanguíneo. Las endotoxinas actúan activando el complemento a través de la vía extrínseca, activando a los neutrófilos así como siendo un estímulo para macrófagos, monocitos, linfocitos y células endoteliales para la producción de citoquinas proinflamatorias (48). Entre las citoquinas más relacionadas con la CEC se encuentran: la IL-6, producida por los linfocitos T, células endoteliales y 48 monocitos; IL-8, potente inductor de la adhesión de neutrófilos con un papel fundamental a nivel pulmonar; y TNFα, segregado por los macrófagos activados con un papel fundamental en el daño pulmonar. Dentro del sistema de autorregulación de respuesta inflamatoria, la IL-10, tiene efectos antiinflamatorios (56)(59). REPERCUSIONES ESPECÍFICAS DE LA RESPUESTA INFLAMATORIA • El corazón es el órgano afectado en primer lugar por la isquemia del período de pinzamiento. Esto deriva en una situación de isquemia-reperfusión, que, sumado a la propia agresión quirúrgica derivada de la intervención, conlleva una respuesta inflamatoria local mediada por el endotelio cardíaco isquémico a través de TNFα y otras citoquinas. Éstas tienen un efecto depresor en el miocardio. Por tanto, esta respuesta inflamatoria puede ocasionar el origen del fallo cardíaco postoperatorio. • El pulmón se perfunde parcialmente durante la CEC por las arterias bronquiales. Este órgano es una importante fuente de producción de moléculas inflamatorias y, a su vez, es diana de las mismas. El bypass altera las resistencias pulmonares, la relación ventilación perfusión, el efecto del surfactante (mayor susceptibilidad de aparición de microatelectasias) y la permeabilidad vascular con aparición de edema intersticial. El daño pulmonar se conoce como «pulmón de bomba o pulmón de CEC» y se debe tanto a fenómenos de isquemiareperfusión como inflamatorios. • El riñón y su función postoperatoria está influenciado por alteraciones de la perfusión en el postoperatorio inmediato secundarias a episodios de bajo gasto 49 cardíaco. A su vez, el fallo renal contribuye a la retención de líquidos y empeoramiento del edema intersticial inducido por la respuesta inflamatoria. • El intestino y el hígado, al igual que el riñón, condicionan su función por fenómenos de bajo gasto cardíaco. El intestino, más que alterarse por la respuesta inflamatoria, es causante de la misma, ya que su mucosa es muy sensible a la isquemia y a fenómenos de hipoperfusión que pueden ocurrir durante la CEC, liberando endotoxinas por traslocación bacteriana que activen distintas vías de amplificación de la respuesta inflamatoria. • El cerebro es un órgano muy sensible a las alteraciones de la perfusión que ocurren durante la CEC. Las lesiones neurológicas en la población pediátrica son generalmente isquémicas, aunque a ello hay que añadir los efectos de la respuesta inflamatoria que dan lugar a edema cerebral (46). Aunque estos aspectos descritos de la respuesta inflamatoria sistémica afectan a todas las edades, hay que tener en cuenta que los pacientes más jóvenes y de menor tamaño son más susceptibles a la respuesta inflamatoria a la CEC por varias razones: demandas metabólicas más altas, reactividad pulmonar aumentada y sistemas de órganos inmaduros con homeostasis alterada. Además, los neonatos y lactantes, tienen un mayor riesgo de desarrollar SRIS debido a la enorme disparidad entre el tamaño del circuito de CEC y el paciente, con volúmenes del circuito de derivación a menudo del 200 % al 300% mayor que el volumen de sangre circulante del paciente. Esto asociado a la mayor demanda metabólica de los lactantes también requiere tasas de flujo de bomba más altas, por lo que la combinación de un circuito de CEC relativamente más grande y mayores tasas de flujo necesarias, resulta en una mayor exposición de la sangre a 50 la superficie extraña del circuito de derivación y sus consecuencias en la activación del SRIS, determinante en la morbimortalidad asociada a la circulación extracorpórea (48). Entre las medidas que se emplean en la población pediátrica para intentar reducir esta respuesta inflamatoria sistémica se encuentran: o Corticoides: parece obvio como tratamiento si la causa es un fenómeno inflamatorio pero lo cierto es que los resultados en adultos no son concluyentes. Los posibles efectos beneficiosos se han descrito en niños. Esto apoya la diferencia del SRIS entre niños y adultos. Los corticoides disminuyen la actividad del complemento y la liberación de endotoxinas. Además, el tratamiento previo al bypass con corticoides disminuye los niveles de citoquinas proinflamatorias circulantes (IL-1, IL-6, IL-8, TNFα) y aumenta los niveles de IL-10 (antiinflamatoria) (60). Además de estas ventajas se ha demostrado un descenso significativo de los niveles de troponinas que podría relacionarse con un efecto cardioprotector (61). Los glucocorticoides pueden reducir significativamente los niveles plasmáticos de mediadores inflamatorios, pero la falta de beneficios clínicos establecidos hace sea imposible recomendar esta terapia con evidencia (62). o Ultrafiltración: la fuga capilar debida a la CEC es mayor en niños que en adultos, por lo que el uso de técnicas de ultrafiltración es habitual en la CEC pediátrica y neonatal (>90 % de los casos). Se intercala un hemofiltro en el circuito de CEC que permite aclarar moléculas de bajo peso molecular respetando la osmolaridad del suero (puesto que no se filtran las proteínas) y elimina moléculas proinflamatorias (citoquinas, fragmentos del sistema de 51 complemento), además de sales y glucosa. Existen dos tipos de ultrafiltración: convencional (CUF) y modificada (MUF). Se diferencian en el momento de realizarlas y al lugar donde se evacúa la sangre. En la ultrafiltración modificada (MUF) la sangre procedente de la cánula arterial del paciente entra al hemofiltro y se devuelve directamente a la vena cava superior. Se realiza al finalizar la CEC durante 10-20 minutos, antes de administrar la protamina. Entre los efectos beneficiosos de la ultrafiltración destaca: el aumento del hematocrito, reducción de citoquinas, mejoría de la perfusión miocárdica y disminución de las resistencias pulmonares con mejoría de la función del ventrículo derecho. En los pacientes en los que se ha realizado MUF tras el bypass se ha constatado menos cantidad de agua corporal total, niveles de interleukina 8 y complemento en sangre menores, mayor concentración de factores de coagulación, menores necesidades transfusionales y recuperación precoz de la presión arterial, función pulmonar y actividad metabólica cerebral (63) (64). C) Alteraciones pulmonares Después de la cirugía cardíaca, la capacidad residual funcional (CRF) generalmente disminuye en un 40-50% durante las primeras horas después de la extubación, a diferencia de otros tipos de cirugía donde la CRF se reduce en aproximadamente un 20% después de la extubación (65). La etiología de este efecto y del resto de las alteraciones pulmonares acaecidas tras la cirugía cardíaca con bypass, se relacionan con mecanismos inflamatorios y derivan en su mayor medida de la CEC; pero, además existen otros factores, relacionados con la cirugía independientes de la CEC, que pueden contribuir al daño pulmonar. 52 EFECTOS NO DEPENDIENTES DE LA CEC Entre los factores no asociados a la CEC hay que mencionar los efectos de la anestesia, de la propia cirugía y de la administración de hemoderivados: o Anestesia general; causa alteraciones respiratorias en cualquier cirugía y por diferentes motivos. Durante la inducción, la anestesia general y la relajación muscular en decúbito supino disminuyen la CRF, condicionando el cierre de las vías respiratorias de las zonas dependientes del pulmón, produciendo el desarrollo de atelectasias. En estas zonas, se produce una alteración de la ventilación-perfusión y un aumento del shunt intrapulmonar que da lugar a hipoxemia (66). Además, la ventilación mecánica durante la anestesia está asociada a otras lesiones como el atelectrauma, barotrauma, volutrauma y biotrauma. Éste último concepto se explica por la liberación de mediadores inflamatorios en el pulmón debido al estrés mecánico de la ventilación mecánica (67). El papel de la ventilación mecánica durante la anestesia y concretamente durante la CEC será abordado profundamente en el siguiente capítulo. o Efectos de la cirugía: se relacionan con la mecánica ventilatoria, ya que la incisión quirúrgica produce alteraciones a nivel de la caja torácica que condiciona una alteración de la dinámica pulmonar. Se produce una disminución de la compliancia estática y dinámica, una disminución de la elastancia y un aumento de la resistencia. Esta alteración de la mecánica pulmonar se ha asocia a una disminución de los volúmenes y flujos pulmonares (68). Así, el FEV1 (volumen espirado en el primer segundo) y la CVF (capacidad vital forzada) disminuyen de manera significativa, incluso hasta más del 50% de los valores preoperatorios (69). Estos cambios pueden persistir hasta más 53 de 3,5 meses después de la cirugía (70). A nivel clínico, esto se traduce como un patrón restrictivo con una disminución de la fuerza inspiratoria y de la expansión torácica, dando lugar a una ventilación con volúmenes corrientes bajos y frecuencias respiratoria altas, con el consiguiente aumento del trabajo respiratorio y del consumo de oxígeno. Estas alteraciones son más frecuentes en toracotomías laterales que en la esternotomía, que es menos dolorosa y que afortunadamente es la incisión más frecuente en cirugía cardíaca (69). o Trasfusión de hemoderivados: La lesión pulmonar producida por transfusión o TRALI (transfusion related acute lung injury) se caracteriza por hipoxemia aguda (PaO2/FiO2 < 300 mmHg) y edema agudo de pulmón no cardiogénico durante y tras la administración de derivados hemáticos (71). Esta entidad puede aparecer hasta seis horas después de la trasfusión, aunque normalmente aparece en las primeras dos horas tras la misma (72). Se trata de una entidad infrecuente, aunque poco conocida por lo que probablemente subestimada, con una incidencia en la edad pediátrica de 1/2.000 transfusiones, siendo actualmente la principal causa de mortalidad asociada con la trasfusión (73). Esta agresión pulmonar producida por trasfusión, con etiopatogenia aún no bien conocida, se ha relacionado con dos vías: TRALI inmune (debido a la presencia de anticuerpos antileucocitarias del donante que inducen el secuestro y la activación de monocitos y neutrófilos a nivel pulmonar, más frecuentemente relacionado con las trasfusiones de plasma) y TRALI no inmune (debido a la liberación de sustancias citotóxicas por hematíes y plaquetas, que activen igualmente a neutrófilos). Ambos conllevan la activación de células inflamatorias a nivel pulmonar, provocando daño endotelial y aumento de la permeabilidad capilar (74). El diagnóstico diferencial en un 54 paciente que desarrolla bruscamente insuficiencia respiratoria hipoxémica tras una trasfusión se debe hacer con sobrecarga hemodinámica, reacción anafiláctica, reacción hemolítica trasfusional y contaminación bacteriana de los productos hemáticos (72). EFECTOS DEPENDIENTES DE LA CEC Los de mayor repercusión a nivel pulmonar y, por tanto, el objeto de nuestro estudio, son: o Respuesta inflamatoria: los pulmones son la principal diana de la respuesta inflamatoria asociada a la CEC. La respuesta inflamatoria a nivel pulmonar está mediada especialmente por el fenómeno isquemia-reperfusión, aunque también participa el sistema de contacto de la sangre con el circuito y su consecutiva activación de la vía del complemento, de la calicreína y de la fibrinólisis. El pulmón es un órgano excluido durante la CEC. En condiciones normales, la perfusión pulmonar está mediada por las arterias pulmonares principalmente y en menor medidas por las arterias bronquiales. Al clampar la aorta queda exclusivamente perfundido por las arterias bronquiales, que supone tan sólo el 1-2% del gasto cardíaco (75)(76). Esto supone una isquemia relativa para este órgano lo que genera mediadores inflamatorios (por las células endoteliales, entre otras) que atraen y activan a neutrófilos y macrófagos alveolares, principal fuente de citoquinas proinflamatorias: factor de necrosis tumoral (TNFα) e interleuquinas (IL-6, IL-8). Estas células, además, generan moléculas de adhesión que favorecen la interacción de los propios neutrófilos al endotelio. Con la reperfusión tras finalizar el bypass, las moléculas de adhesión conllevan a un secuestro de los neutrófilos en la 55 vasculatura pulmonar, con la consiguiente producción de radicales libres de oxígeno y enzimas proteolíticas como la elastasa que provocan lesión endotelial, epitelial e intersticial y destrucción de surfactante (77)(78). La lesión del endotelio pulmonar causa una alteración de la membrana alveolocapilar con aumento de la permeabilidad vascular, edema intersticial y pulmonar, dando lugar a alteraciones de la relación ventilación-perfusión, hipoxemia y aumento de las resistencias vasculares periféricas, que en casos graves puede llegar a producir un verdadero síndrome de distrés respiratorio. Este cuadro, conocido como pulmón de CEC, es un cuadro superponible a un edema pulmonar no cardiogénico o síndrome de distrés respiratorio agudo (SDRA). Cuanto más larga sea la CEC, mayor será esta situación. Se cree que este fenómeno se produce en mayor o menor grado en todos los pacientes sometidos a CEC y hasta un 25% presentan insuficiencia respiratoria significativa sin asociar disfunción cardíaca grave (79). Generalmente este edema no se detecta por pruebas diagnósticas convencionales, la expresión clínica de este cuadro suele ser la disminución de la distensibilidad y la disminución del intercambio de gases. En el caso de que la respuesta inflamatoria sobrepase los mecanismos antiinflamatorios puede dar lugar a una lesión pulmonar aguda (ALI) o evolucionar hacia un cuadro clínico más severo de SDRA. La ALI se define por hipoxemia establecida con PaO2/FiO2 entre 200 – 300 mmHg, infiltrados alveolares bilaterales en la radiografía de tórax y edema pulmonar no cardiogénico con presión de enclavamiento capilar pulmonar disminuida. El SDRA es una situación similar, pero se diferencia de la ALI por el grado de hipoxemia, que en este caso se establece con PaO2/FiO2 < 200 mmHg (46)(79). 56 o Cese de la ventilación mecánica durante la CEC: para proporcionar al cirujano una visión óptima del campo quirúrgico tradicionalmente los pulmones se mantenían en apnea. Esto implica alteraciones en el parénquima pulmonar por el colapso alveolar y/o alteración en la producción de surfactante, entre otros mecanismos lo que ocasiona la formación de atelectasias y el acúmulo de secreciones, que se incrementan por las retracciones quirúrgicas realizadas por parte de los cirujanos. La atelectasia es un factor esencial en la respuesta inflamatoria local y sistémica y exacerba la ocasionada por la propia CEC (65), de ahí surge nuestra hipótesis de trabajo que se desarrolla ampliamente en el siguiente capítulo. Otros factores dependientes de la CEC que influyen a nivel pulmonar son: o Protamina: empleada para contrarrestar el efecto de la heparina administrada durante la CEC puede afectar a la función pulmonar. Este fármaco, liberador de histamina, produce de forma frecuente reacciones menores tras su administración como rash o hipotensión transitoria, pero en ocasiones puede conllevar a complicaciones graves como edema agudo de pulmón no cardiogénico, hipertensión pulmonar, hipotensión arterial sistémica mantenida y reacciones anafilácticas (80)(81). o Hipotermia: el descenso de temperatura durante la CEC enlentece todos los procesos y reacciones metabólicas, lo que reduce significativamente el consumo de sustratos metabólicos y de oxígeno, permitiendo una mejor tolerancia a la isquemia por parte de órganos vitales como el cerebro y el corazón. Pero los efectos secundarios a la hipotermia incluyen un aumento de la permeabilidad capilar a nivel pulmonar y activación de la respuesta 63 manera tan enérgica por el riesgo de barotrauma. El barotrauma, entendido como la fuga de aire extraalveolar debido a la ruptura alveolar, se produce cuando el estrés que ocasiona las presiones altas a nivel alveolar, excede las propiedades de tensión máximas de las fibras de colágeno, conllevando a su ruptura. Las consecuencias son inmediatas: neumotórax, enfisema pulmonar intersticial, neumomediastino, … (100) Una de las estrategias más aceptadas y menos agresiva para el reclutamiento alveolar, propuesta por Hogdson et al (101)(102), consiste en aumentar tanto la presión positiva inspiratoria como la presión positiva al final de la espiración (PIP y PEEP), de forma gradual, paralela entre sí, de tal manera que la diferencia de presión entre ambas (ΔP, presión diferencial, de distensión o driving pressure), se mantenga constante. Este variable refleja el grado de estiramiento del pulmón, de manera que cuanto mayor sea ΔP, mayor tensión en el parénquima pulmonar y consecuentemente, mayor respuesta inflamatoria (103). Típicamente, este ΔP se fija en 15 cmH20 mientras que la PIP y la PEEP Figura 14. Maniobra de reclutamiento Hodgson et al. PEEP = presión positiva al final de la espiración. PIP = Pico de presión inspiratoria. ΔP = presión diferencial (PIP-PEEP). Imagen tomada de: (104) 64 aumentan gradualmente hasta un máximo de 30 y 15 cmH20, respectivamente (104) (Figura 14). Sin embargo, aunque esta estrategia puede minimizar el trauma de la reexpansión, no puede deshacer el daño ya causado por el colapso mantenido de los pulmones a lo largo de la duración de la circulación extracorpórea. Al reiniciar la ventilación mecánica tras su cese durante bypass, el daño pulmonar está ocasionado por la sobredistensión pulmonar debida a las altas presiones (volutrauma), más que por las presiones altas propiamente (barotrauma) (91). El exceso de distensión de los alveolos para transformar altas presiones pulmonares provoca estiramiento de la membrana basal. Hay numerosas evidencias de que la sobredistensión pulmonar durante la VM ocasiona disrupción del epitelio alveolar, aumento de la permeabilidad y edema alveolar (92)(105)(106). Varios estudios experimentales han descrito la relación de la distensión mecánica de la membrana alveolocapilar y la producción de mediadores inflamatorios (107)(108), por lo que el volutrauma contribuye junto al atelectrauma al desarrollo del biotrauma. De esta manera, la inflamación pulmonar inducida por la VM es el resultado del trauma mecánico y biológico. El trauma mecánico se refiere al estrés relacionado con la sobredistensión alveolar debido a grandes volúmenes corrientes (volutrauma) o presiones (barotrauma). Este estrés se produce particularmente en las áreas atelectasiadas, favorecidas por el cese de la VM durante el bypass, donde el volumen corriente o la presión aplicada llega a menos unidades alveolares. Tanto las fuerzas mecánicas de cizallamiento entre los alveolos abiertos y cerrados como la sobredistensión de los alveolos 65 desencadenan una respuesta inflamatoria local y sistémica (biotrauma). Por ende, la ventilación mecánica no sólo ocasiona un trastorno estructural del pulmón, sino que también puede disparar la cascada inflamatoria con la liberación de mediadores proinflamatorios que actúan a nivel sistémico con afectación de los diferentes órganos y sistemas (96)(100) (Figura 15). Figura 15. Consecuencias del volutrauma, atelectrauma y biotrauma: el volutrauma y el atelectrauma dan como resultado una disrupción de la barrera alveolocapilar y una mayor permeabilidad. La acumulación intraalveolar de neutrófilos, otros leucocitos y eritrocitos también se asocia con una función de barrera endotelial y epitelial alterada. Las fuerzas mecánicas también inducen un aumento de mediadores proinflamatorios (incluidos IL-1β, factor de necrosis tumoral alfa, IL-8 e IL-6) en los alveolos. La pérdida de la integridad de la membrana alveolocapilar resulta en la liberación de estos mediadores en la circulación sistémica, donde pueden desempeñar un papel en la disfunción de órganos diana. Imagen tomada de: (96) 66 3. Intentos de mejorar la respuesta inflamatoria de origen pulmonar o Las maniobras de reclutamiento con control de la presión de distensión, como la propuesta por Hodgson, son un intento de mejorar la lesión pulmonar inducida por la reexpansión (volutrauma y barotrauma) puesto que se ha demostrado la relación que existe entre la distensión mecánica de la membrana alveolocapilar y la producción de citoquinas proinflamatorias(107)(108). Aun así, estas maniobras no pueden deshacer el daño ocasionado a los pulmones por mantenerse colapsados a lo largo de la duración del bypass y el consecuente efecto proinflamatorio del atelectrauma. o Una forma de minimizar la lesión pulmonar sería evitar el fenómeno de isquemiareperfusión a nivel pulmonar. Esto puede lograrse manteniendo el flujo sanguíneo pulmonar en el bypass, lo que requiere un circuito adicional que desvíe la sangre del circuito de CEC habitual y la lleve directamente a la circulación pulmonar. De hecho, se ha demostrado que esto reduce la respuesta inflamatoria sistémica mostrando niveles más bajos de citoquinas circulantes(109)(110). Sin embargo, esto complica la cirugía y en la práctica no se utiliza. o Una forma práctica de proteger contra las consecuencias inflamatorias del atelectrauma y posterior volutrauma y barotrauma, sería mantener la ventilación mecánica durante el bypass. Desde Magnusson en 1998, que demostró el aumento de atelectasias, edema pulmonar y disminución de la distensibilidad por el colapso alveolar que sufrían los pacientes en CEC (111) y sus consecuencias pulmonares y sistémicas que se han descrito previamente, han sido muchos los autores que han 67 descrito distintas estrategias de VM con la intención de prevenir estos efectos pulmonares y sistémicos. Las principales alternativas de ventilación durante la CEC son: o Pulmón en apnea, sin ventilar: Estrategia más cómoda para el cirujano, que conlleva a la disminución de surfactante, aumento de secreciones y colapso alveolar con el aumento de complicaciones derivadas principalmente del atelectrauma y posterior biotrauma (112). o Presión positiva continúa en la vía aérea (CPAP): Varios estudios han analizado el empleo de CPAP con presiones entre 5 y 15 cmH2O durante el bypass para prevenir el daño por atelectrauma. Esteve et al analizaron prospectivamente a 2.725 pacientes sometidos a cirugía cardíaca y midieron la relación PaO2/FiO2 en diferentes momentos del curso postoperatorio. Hubo diferencias estadísticamente significativas entre supervivientes y no supervivientes, de tal manera que PaO2/FiO2 <202 a las tres horas del ingreso en UCI era un predictor independiente de mortalidad (113). Múltiples estudios han analizado la presión positiva continua en la vía aérea (CPAP) a 5 cm de H20 durante la CEC en un esfuerzo por mejorar la relación PaO2/FiO2 después del bypass, pero la mayoría de ellos no pudo demostrar una diferencia significativa (114)(115). Loeckinger et al buscó determinar el efecto de mayores niveles de CPAP comparando CPAP a 10 cm H20 durante la CEC con pulmones no ventilados, descubriendo que una CPAP más alta mejoró las relaciones de ventilación/perfusión para todas las áreas pulmonares observadas y que los niveles de PaO2 permanecían significativamente más alto en el grupo de CPAP en 68 comparación con los no ventilados a las cuatro horas de la finalización de la CEC, sin repercusión a nivel hemodinámico. Además, observó, una tendencia hacia una extubación más temprana en el grupo ventilado con CPAP (116). Aunque estudios con CPAP a 5 cm H2O no han mostrado ningún beneficio durante la CEC, parece que CPAP a 10 cm H2O puede ser más efectiva. o Ventilación a baja frecuencia y bajo volumen corriente: Diversos estudios han evaluado los efectos de la ventilación protectora en cirugía cardiovascular, basados en la opinión de varios autores que defienden que los efectos mecánicos e inflamatorios de la CEC, y particularmente los responsables de la disfunción pulmonar, se pueden minimizar continuando con la ventilación mecánica durante este tiempo (112). Imura et al examinaron los efectos histológicos en el pulmón durante la CEC con el objetivo de determinar si la ventilación alteraba el parénquima pulmonar. Para ello, sometió a dieciocho cerdos, separados en tres grupos, a 120 minutos de CEC. El grupo de control cesó por completo la ventilación, un segundo grupo fue expuesto a CPAP a 5 cm H2O y el tercer grupo final se ventiló con frecuencias respiratorias bajas y sin presión positiva al final de la espiración (PEEP). La evaluación histológica del parénquima pulmonar mostró una reducción significativa de atelectasias y edema pulmonar en el tercer grupo, además de una PaO2 más alta y mejores gradientes de oxígeno alveolar-arteriales post-CEC (117). Más allá de la mejoría en la relación PaO2/FiO2, gradiente alveolo-arterial de oxígeno y marcadores histológicos de lesión, hay evidencia convincente que sugiere que la ventilación mecánica durante la CEC también previene el daño inflamatorio mediado a los pulmones. Los mediadores inflamatorios como TNF-alfa, IL-1, IL-2, IL-6, IL-8 y quimiocinas juegan un papel esencial en la lesión pulmonar inducida por CEC, con la consecuente activación de 69 neutrófilos y la liberación de enzimas (proteasas, elastasas,…) y otros mediadores inflamatorios(77)(78)(88)(92). Beer et al describieron una disminución en la liberación sistémica de MMP (una metaloproteinasa de matriz, implicado en la cascada inflamatoria) en pacientes ventilados a volúmenes corrientes de 3-4 ml/kg, una frecuencia de 10-12 respiraciones por minuto y PEEP de 5 cm H20 durante la CEC en comparación con los pacientes no ventilados. También encontraron que el grupo ventilado tenía significativamente mayor relación PaO2/FiO2 a lo largo del período postoperatorio y una evolución más favorable (118). Este y otros estudios que analizaron otras quimiocinas (119), sugieren el beneficio antiinflamatorio de la ventilación mecánica durante la CEC. Lo mismo ocurrió con el estudio llevado a cabo por Davoudi et al en el que observaron a 100 pacientes sometidos a cirugía coronaria electiva con o sin ventilación mecánica durante la CEC de manera aleatoria. El grupo ventilado recibió un volumen corriente bajo (3 ml / kg) a razón de 12 respiraciones por minuto y 5 cm de H20 de PEEP durante la CEC, mientras que el grupo control no estaba ventilado. Post- CEC, el grupo ventilado no solo no tuvo niveles más altos de PaO2, sino que también tuvo beneficios en la mecánica pulmonar, con menor detrimento del volumen espiratorio forzado en un segundo y capacidad vital forzada, siendo también significativa la diferencia en los tiempos de extubación (120). Esto mismo demostraron John et al en un ensayo clínico aleatorizado donde evidenciaron una disminución del agua extravascular y una diferencia estadísticamente significativa en el tiempo de extubación en pacientes ventilados con volúmenes bajos, sin diferencias el gradiente alveolo-arterial de oxígeno (121). 70 Aunque no hay grandes ensayos controlados aleatorizados para apoyar la continuación de la ventilación mecánica durante la CEC, múltiples estudios ofrecen resultados convincentes de su potencial beneficio en la evolución postoperotaria de los pacientes sometidos a cirugía cardiovascular (112). La mayor parte de la evidencia que respalda esta alternativa ha empleado volumen corriente bajo y frecuencias respiratorias bajas (ventilación mecánica protectora) (122). 4. Puntos débiles de estos estudios Si bien, aunque estos estudios apoyan la ventilación mecánica durante el bypass al demostrar diferencias en la producción de marcadores circulantes proinflamatorios, entre otros efectos analíticos, han sido cuestionados por no traducirse estos hallazgos en resultados clínicamente relevantes (123). Por ejemplo, en el estudio de Davoudi et al (120) en el que demostraron diferencia estadísticamente significativa en los tiempos de intubación, los resultados fueron 5 horas de ventilación en el grupo ventilado frente a 5,5 horas de ventilación en el grupo no ventilado, diferencia clínicamente no relevante. De manera similar, John et al evidenciaron también diferencias estadísticamente significativas en cuanto a la misma variable (tiempos de intubación postoperatoria), pero los resultados fueron 3,6 horas versus 4,8 horas (121), poco más de una hora de diferencia que en la práctica clínica no resulta muy relevante. Además se cuestiona, que en la mayoría de los estudios analizados que defienden la ventilación mecánica durante el bypass, se basan en diferencias en la relación PaO2/FiO2 o en mediadores de la cascada inflamatoria, pero faltan datos que respalden resultados clínicamente significativos como la reducción del tiempo hasta la extubación, la duración más 71 corta de la estancia en la UCI o la reducción de la incidencia de neumonía (123). Es importante resaltar, que algunos de los estudios que no encuentran diferencias significativas aplicando ventilación durante el bypass con volumen tidal y frecuencia respiratorio concreta, no han empleado una PEEP óptima, por lo que el riesgo de atelectrauma se mantiene (124). Por otro lado, todos estos estudios han sido realizados en adultos, edad en la que en la mayoría de las ocasiones el curso postoperatorio es favorable sin complicaciones, lo que hace que la importancia de la reducción de los marcadores inflamatorios sea incierta. 5. Diferencias de respuesta inflamatoria entre adultos y niños ¿Por qué creemos que aplicar estas medidas en la población pediátrica y neonatal es diferente? Como ya describimos en la sección 3.B, los pacientes más jóvenes y de menor tamaño son más susceptibles de desarrollar una respuesta inflamatoria mayor a la CEC por varias razones: demandas metabólicas más altas, reactividad pulmonar aumentada agravada por la inmadurez y sistemas de órganos inmaduros con homeostasis alterada. Los neonatos y lactantes, tienen un mayor riesgo de desarrollar SRIS debido a la gran diferencia entre el tamaño del circuito de CEC y el paciente, con volúmenes del circuito de bypass a menudo del 200 % mayor que el volumen de sangre circulante del paciente. Esto, asociado a la mayor demanda metabólica de los neonatos y lactantes, requiere tasas de flujo de bomba más altas, por lo que la combinación de un circuito de CEC relativamente más grande y mayores tasas de flujo necesarias, desencadena una mayor exposición de la sangre a la superficie 72 extraña del circuito de derivación y sus consecuencias en la activación del SRIS, determinante en la morbimortalidad asociada a la CEC (48). Además de la mayor respuesta inflamatoria a la CEC, la necesidad de volúmenes mucho mayores de cebado con respecto al adulto, ocasiona dilución de las proteínas plasmáticas, con disminución de la presión oncótica del plasma y extravasación de líquido desde el espacio intravascular al extravascular, produciéndose un edema intersticial. Por ello, la fuga capilar debida a la CEC es mayor en niños que en adultos. De esta manera, las principales diferencias de la circulación extracorpórea en el niño respecto al adulto incluyen los volúmenes de cebado, el tipo de flujo y presión de perfusión utilizados, manejo hemodinámico, la temperatura y la ultrafiltración, entre otras (Tabla 2). ADULTO NIÑO Temperatura Raramente < 32°C Frecuente 18-20°C Parada cardiocirculatoria Excepcional Frecuente (interrupción del Arco, VI hipoplásico) Volumen de cebado (respecto a volemia del paciente) 25-33 % Hasta el 200 % Presión de perfusión 50-80 mmHg 30-50 mmHg Flujo de perfusión 50-65 cc/kg/min o 2.5 l/min/m2 50-250 cc/kg/min Ultrafiltración Rara CUF o MUF Tabla 2. Diferencias del bypass cardiopulmonar adulto-pediátrico 79 CAPÍTULO V. MATERIAL Y MÉTODOS 1. Diseño del estudio Se trata de un estudio prospectivo, en el que se recoge de forma consecutiva una cohorte de pacientes pediátricos intervenidos de cardiopatía congénita compleja en el Hospital Universitario Virgen del Rocío, a partir del 2020, momento en el cual se instaura un protocolo de ventilación mecánica con parámetros de protección pulmonar durante la circulación extracorpórea. En estos pacientes se recogen datos de la práctica clínica habitual y se compara con una cohorte histórica de pacientes de las mismas características, intervenidos de la misma cardiopatía, pero no ventilados durante la CEC, recogidos en una base de datos del 2017-2019. 2. Cálculo del tamaño muestral Dada la falta de estudios que existían en población pediátrica en los que basarnos para predeterminar la muestra y la baja incidencia de cardiopatías congénitas complejas, no fue posible un cálculo previo del tamaño muestral. Por este motivo, hemos decidido delimitar el estudio con un marco temporal prospectivo de un año y valorar los resultados de forma comparativa con el grupo control para decidir si se precisa un mayor reclutamiento de pacientes. Hemos aplicado los criterios de selección indicados a continuación. 3. Población de estudio Los pacientes de estudio fueron seleccionados de los pacientes pediátricos intervenidos de cirugía cardiovascular con circulación extracorpórea en un único centro (Hospital Universitario Virgen del Rocío, Sevilla), intervenidos por el mismo equipo de 80 cirujanos (Servicio de Cirugía Cardiovascular Infantil), asistidos durante la cirugía por un mismo servicio de Anestesiología (Unidad de Anestesiología Infantil) y con seguimiento postoperatorio en una sola UCIP (Unidad de Cuidados Intensivos Pediátricos del HUVR). Se trata de pacientes sometidos a cirugía cardiovascular para corrección de cardiopatía congénita compleja entre los años 2017 y 2021, ambos incluidos. Hemos seleccionado a los pacientes con transposición de grandes arterias e hipoplasia de arco aórtico con o sin comunicación interventricular por tratarse de pacientes representativos de intervenciones y postoperatorios complejos, con el fin de detectar precozmente diferencias significativas. Ambos tienen una escala de Aristóteles básico de 9-12. La escala de Aristóteles es un sistema de estratificación del riesgo elaborado por cirujanos pediátricos de varios centros, quienes analizan el concepto de complejidad. Describen la complejidad como la suma del potencial de mortalidad (mortalidad a 30 días), más el potencial de morbilidad (tiempo de estancia en UCI) más la potencial dificultad técnica del procedimiento, siendo constante para un tipo de procedimiento dado en un paciente dado. Para cada procedimiento, se calculó el valor medio de mortalidad, morbilidad y dificultad técnica obtenida de los distintos centros. La suma de estos valores aplicados a un score da la puntuación básica final para cada procedimiento. La escala de Aristóteles básico va de 1,5 a 15 y se agrupan en 4 niveles de complejidad: nivel 1: 1.5-5.9 puntos; nivel 2: 6.0-7.9 puntos; nivel 3: 8.0-9.9 puntos y nivel 4: 10.0-15.0 puntos (125). CRITERIOS DE INCLUSIÓN: ▪ Neonatos (pacientes menores de un mes) ▪ Diagnósticos de cardiopatía congénita compleja, escala de Aristóteles 9-12: - Transposición de grandes arterias con o sin CIV - Hipoplasia o interrupción de arco aórtico con o sin CIV 81 CRITERIOS DE EXCLUSIÓN: ▪ Pacientes intervenidos por otras cardiopatías ▪ Pacientes con inestabilidad hemodinámica ni respiratoria previa a la cirugía ▪ Pacientes con recogida de datos incompleta ▪ Pacientes con patología respiratoria previa a la cirugía ▪ Pacientes cursando sepsis ▪ Pacientes cuyos padres o tutores legales no firmen consentimiento informado 4. Metodología 4.1. Pacientes De acuerdo a los criterios mencionados, en el trabajo actual se han incluido un total de 23 pacientes neonatos intervenidos de cirugía cardiovascular por cardiopatía congénita compleja. Tras la propuesta de inicio en nuestro hospital de un nuevo protocolo de ventilación mecánica durante la CEC, se han incluido en el estudio 12 neonatos de forma consecutiva (grupo ventilado) durante el año 2020 y se ha comparado con un grupo de control histórico de 11 neonatos intervenidos en 2017-2019 para corrección de las mismas cardiopatías: transposición de grandes arterias con o sin comunicación interventricular en 6 casos e hipoplasia del arco aórtico con o sin comunicación interventricular en 5 casos (grupo control o no ventilado). Las intervenciones de los 11 pacientes del grupo no ventilado se han realizado empleando los mismos métodos y técnicas quirúrgicas, anestésicos y postoperatorios excepto que estos pacientes no han sido ventilados durante el bypass cardiopulmonar y han sido sometidos a maniobras de reclutamiento alveolar convencionales tras reestablecer la ventilación al finalizar la CEC. 82 El grupo control y el grupo ventilado son comparables sin diferencias estadísticamente significativas con respecto a: - Edad: todos eran neonatos - Peso (kg): o Grupo control: 3,3 (2,3 - 4) o Grupo ventilado: 3,4 (2,7 – 4) p = 0,525 - Puntuación de Aristóteles: 9-12 en ambos grupos. - Puntuaciones de complejidad: 3-4 en ambos grupos. 4.2. Recogida de datos y variables de estudio La hoja de recogida de datos se rellenaba en papel (ver ANEXO 1) y posteriormente se copiaba a ordenador a un programa de Microsoft Excel. Las variables recogidas son las siguientes: VARIABLES PREOPERATORIAS: ▪ Datos demográficos: o Edad o Sexo o Longitud (cm) o Peso (kg) ▪ Antecedentes personales o Fecha de ingreso en el hospital o Fecha de ingreso en la UCI o Hipertensión pulmonar o Escala de riesgo quirúrgico (Aristóteles) 83 VARIABLES DE LA CIRUGÍA o Técnica quirúrgica o Tiempo de CEC (minutos) o Tiempo de clampaje aórtico (minutos) o Tiempo de parada circulatoria (minutos) o Ultrafiltrado o Transfusiones o Maniobras de reclutamiento o Temperatura mínima en CEC o Parámetros de ventilación durante la CEC VARIABLES POSTOPERATORIAS Se recogen parámetros de: ▪ Respuesta inflamatoria obtenidos de analítica sanguínea: o Proteína C reactiva (PCR) ▪ Función cardíaca: o Saturación venosa de oxígeno (SvO2) o Troponina I o Láctico venoso o Necesidad de fármacos inotrópicos y vasoactivos en función de escala vasoactiva-inotrópica (descrita por Wernovsky (126)): Escala inotrópica (EI) = dosis dopamina (µg/kg/min) + dosis dobutamina (µg/kg/min) + 100 x dosis adrenalina (µg/kg/min). 84 Escala vasoactiva e inotrópica (Vasoactive Inotropic Score o VIS) = EI + 10 x dosis milrinona (µg/kg/min) + 10.000 x dosis vasopresina (U/kg/min) + 100 x dosis noradrenalina (µg/kg/min). La escala vasoactiva-inotrópica (VIS) se calcula como una suma ponderada de todos los inotrópicos y vasoconstrictores administrados, lo que refleja el soporte hemodinámico farmacológico. Los estudios en poblaciones pediátricas han demostrado que el VIS es un buen predictor de resultados desfavorables, incluida la morbilidad y la mortalidad, después de la cirugía cardíaca pediátrica (127). Estos parámetros se recogerán en 6 momentos de la estancia en UCIP: ✓ Al ingreso en UCIP ✓ A las 4 horas de la cirugía ✓ A las 8 horas de la cirugía ✓ A las 8:00h del 1º día postoperatorio (PO) ✓ A las 18:00h del 1º día postoperatorio (PO) ✓ A las 8:00h del 2º postoperatorio (PO) Además, se recogen datos en cuanto a: ▪ SOPORTE RESPIRATORIO o Tiempo de intubación o ventilación mecánica invasiva o Tiempo de ventilación mecánica no invasiva ▪ PRESENCIA O NO DE DEFECTO CARDÍACO RESIDUAL ▪ ESTANCIA: o Tiempo de estancia en UCIP o Tiempo de estancia hospitalaria 85 ** Para considerar a los pacientes aptos para la extubación, se debe cumplir una serie de condiciones: estabilidad hemodinámica con dosis bajas de drogas vasoactivas (VIS < 10), adecuado esfuerzo respiratorio con permita buen intercambio gaseoso, ausencia de complicaciones mayores no controladas (sepsis, insuficiencia renal o problemas neurológicos) así como nivel de consciencia adecuada para mantener el impulso respiratorio y mantener permeable la vía aérea. ** Para considerar el alta de la UCIP, los pacientes deben mantener estabilidad respiratoria y hemodinámica sin necesidad de soporte y ausencia de infección activa no controlada. Los neonatos son trasladados de la UCI a Cuidados Intermedios Neonatales de nuestra Unidad de Neonatología antes de ser dados de alta a domicilio. ▪ MORTALIDAD o Éxitus en el postoperatorio inmediato o Éxitus al año 86 4.2. Técnica anestésica En la preinducción se inicia la monitorización del paciente de forma continua, obteniendo electrocardiograma (ECG), frecuencia cardíaca (FC), pulsioximetria digital (SatO2), temperatura (Tª), saturación regional de oxígeno cerebral (rSO2), índice biespectral (BIS) y presión arterial no invasiva (PANI). Durante la cirugía se monitorizan estas constantes, además de diuresis a través de sondaje vesical y equilibrio ácido-base, ionograma y hemoglobina a través de gasometrías seriadas. Para la inducción se emplea anestesia inhalatoria mediante sevoflourano asociado a fentanilo y cisatracurio (+/- midazolam). Canalización de un catéter arterial radial para monitorización de presión arterial invasiva (PAI) y de un catéter venoso central para medicación, que, además permite monitorización de la presión venosa central (PVC). Intubación del paciente y la colocación de capnografía. Una vez intubado, se inicia ventilación mecánica modalidad controlada por volumen (VCV) con volumen tidal (Vt) 7- 8 ml/kg, I:E 1:1, PEEP 4-5, FR necesaria para CO2 espirado (etCO2) 35-40 mmHg y FiO2 habitual 40-50%. Tras la inducción anestésica, se realizará maniobra de reclutamiento con el fin de obtener la PEEP óptima. Para realizarla, el paciente debe estar hemodinámicamente estable antes de iniciar la maniobra y en un plano anestésico suficientemente profundo para evitar la tos durante la maniobra. Además, no debe existir contraindicación para la misma (inestabilidad hemodinámica, traumatismo craneoencefálico, hipertensión intracraneal, neumotórax no drenado, broncoespasmo, enfisema pulmonar, …). Para hacer las maniobras de reclutamiento: 1. Se pasa a modalidad controlada por presión (PCV) con FR 20-30 rpm y relación I/E 1:1.2. Ajuste de la PC (presión control) a 15 cmH2O. 87 2. En segundo lugar, se aumenta de forma progresiva la PEEP de 5 en 5 cmH2O durante un minuto, hasta una PEEP de 15 cmH2O que con una PC de 15 cmH2O aporta una PIP de 30 cmH2O. 3. Pasar de nuevo a modalidad controlada por volumen (VCV) con el volumen tidal (Vt) que teníamos previamente y la FR que habíamos pautado para mantener el nivel de etCO2. Ajustar también, la relación I/E como teníamos antes de la prueba. Mantener el nivel de PEEP en 15 cmH20. 4. Determinar la PEEP óptima: disminuir la PEEP en pasos de 2 en 2 cmH2O cada 2-3 min, midiendo la compliancia dinámica (Cdyn). La PEEP que corresponde a la Cdyn más alta es la PEEP óptima para ese paciente. 5. Tras obtener el punto de mejor compliancia al descender la PEEP, se volverá a realizar la maniobra de reclutamiento en modalidad PCV llegando a PIP de 30 cmH20 y PEEP de 15 cmH20 durante 2‐3 min. 6. Volver a pasar a VCV con VT, I/E y FR preestablecida para el paciente y mantener el nivel de PEEP óptima. De tal manera que la ventilación mecánica durante la CEC se mantiene en modalidad volumen control con parámetros de protección pulmonar: o Volumen: 6-8 ml/Kg de peso corporal ideal. o FR: La mitad de la frecuencia ideal para ese paciente. o PEEP: La establecida como PEEP óptima (normalmente 5 cmH2O). o FiO2 0,21. Las maniobras de reclutamiento son útiles no sólo porque nos ayudan a determinar la PEEP óptima, sino porque permiten reclutar áreas atelectasiadas, por lo que a la salida de bomba es preciso volver a realizarlas y recalcular la PEEP. Se recomienda hacer esta maniobra antes del completo destete de la CEC (20 -30%), ya que se cuenta con el apoyo hemodinámico de la bomba para soportar la repercusión hemodinámica de la maniobra, 88 y además se puede visualizar directamente si la sobredistensión pulmonar no genera ningún problema local en el campo. 4.3. Técnica quirúrgica TRANSPOSICIÓN DE GRANDES ARTERIAS Timectomía parcial. Extracción de un parche amplio del pericardio anterior. Disección completa de aorta y pulmonar. Canulación de la aorta y de ambas cavas. Entrada en CEC e inicio de hipotermia hasta 22-24ºC. Clampaje de la aorta y cardioplegia cristaloide fría anterógrada. Apertura de la aurícula derecha (atriotomía derecha) y aspiración de cavidades izquierdas a través de la CIA. Transección de la aorta a mitad de distancia entre la unión sinotubular y el clamp aórtico. Se extraen los botones coronarios y liberamos un centímetro proximal de cada coronaria. Transección del tronco pulmonar unos dos o tres milimetros por encima de la union sinotubular. Maniobra de Lecompte. En la neoraíz aórtica se reseca una pastilla del seno de valsalva izquierdo anterior y ahí se reimplanta la coronaria izquierda con sutura continua de 7/0. Se inicia la anastomosis termino-terminal de la aorta y se completa en casi toda la circunferencia, a excepción de la región antero-lateral derecha, donde se reimplantar la coronaria derecha. Se sitúa ésta completamente por encima de la sutura de la aorta, haciendo una incisión en la aorta distal dirigida hacia el clamp aórtico, donde se reimplanta dicha coronaria, y a continuación se completa la sutura de la aorta. Todas las suturas con Prolene 7/0. Reconstrucción de la raíz neopulmonar de donde se han extraído los botones coronarios con pericardio autólogo suturado con Prolene 7/0. Se saca aire de cavidades izquierdas y se desclampa la aorta. Se verifica ritmo sinusal. Anastomosis termino terminal del tronco neopulmonar. Cierre de la CIA con sutura directa de Prolene 6/0. Cierre de la atriotomía 95 La ventilación mecánica durante el bypass se asoció a una duración significativamente más corta de la ventilación mecánica invasiva en el postoperatorio, concentraciones séricas de proteína C reactiva más bajas y menor necesidad de soporte inotrópico-vasoactivo medido por VIS. Sin embargo, 4 pacientes de cada grupo recibieron ventilación mecánica no invasiva después de la extubación por datos clínicos de distrés respiratorio. Se ha de tener en cuenta que, un paciente del grupo control se mantuvo intubado durante 624 horas, que es mucho más tiempo que el tiempo más prolongado entre los pacientes del grupo ventilado (240 horas). Esto fue debido a una neumonía grave, de la cual el paciente se recuperó. La duración de la estancia en UCI mostró una tendencia a ser más corta en pacientes con ventilación durante la CEC, pero esto no alcanzó significación estadística. Tampoco encontramos diferencias significativas entre los dos grupos con respecto a la saturación de oxígeno venoso mixta, la concentración sérica de lactato venoso ni los niveles de troponinas I en sangre durante las primeras 36 horas postoperatorias. Estos resultados se presentan en la tabla 3. 96 VII. DISCUSIÓN 97 CAPÍTULO VII. DISCUSIÓN En este estudio, nuestro objetivo fue evaluar la respuesta postoperatoria de pacientes neonatos sometidos a cirugía cardiovascular compleja empleando ventilación mecánica protectora durante la CEC (volúmenes bajos, frecuencia respiratoria baja y PEEP óptima). Analizamos si esta técnica mejoraba los resultados clínicos postoperatorios, en forma de soporte hemodinámico (escala inotrópica-vasoactiva, VIS) y soporte respiratorio (tiempo de intubación). La respuesta inflamatoria sistémica causada por la CEC se considera una de las principales causas de daño pulmonar postoperatorio (79)(87). A su vez, el colapso del pulmón durante la CEC (atelectrauma) y la consiguiente apertura de los alvéolos pulmonares (barotrauma/volutrauma) desencadenan una serie de cambios alveolares que producen una importante activación celular (células endoteliales, neutrófilos, macrófagos alveolares, … ) que resulta en la liberación de citoquinas, interleuquinas y otros mediadores inflamatorios (96)(97). Esta liberación de citoquinas inflamatorias no sólo afecta a nivel pulmonar, sino que pasan a la circulación sanguínea y provocan una respuesta inflamatoria sistémica, ocasionando un perfil hemodinámico inestable por daño endotelial caracterizado por disminución de las resistencias vasculares sistémicas, hipotensión arterial y necesidad de drogas vasopresoras (95)(96). En nuestro estudio, el mantenimiento de la ventilación durante el bypass cardiopulmonar en neonatos da como resultado niveles más bajos de proteína C reactiva en las primeras horas postoperatorias. Esto sugiere que esta estrategia de 98 ventilación reduce la respuesta provocada por la circulación extracorpórea. Es probable que niveles más bajos de respuesta inflamatoria sistémica mejore el resultado clínico postoperatorio. Esto es visto en nuestros pacientes en forma de menor duración de la ventilación mecánica y dosis más bajas de fármacos inotrópicos y vasoactivos. Estos resultados nos hacen cuestionar por qué esta estrategia no ha producido resultados clínicos similares en adultos. Tal cómo se ha descrito en el estudio de Beer et al (118), aunque demostraron mejorar la relación PaO2/FiO2 comparando pacientes ventilados durante la CEC (Vt 3-4 ml/kg, FR 10-12 rpm, PEEP 5) con pacientes no ventilados, esto no tradujo correlación con los tiempos de intubación; o Dauvodi et al (120) y John et al (121), que aunque en sus estudios ambos demostraron diferencia estadística significativa en tiempos de intubación en pacientes ventilados con una estrategia similar a Beer, la diferencia clínica entre pacientes ventilados y no ventilados eran tiempos de intubación de 30 y 72 minutos, respectivamente, que, aun con significación estadística, en la práctica no resulta muy relevante. Sin embargo, en nuestro estudio además de la significación estadística, la mediana de tiempos de intubación entre el grupo ventilado y grupo control se estima en 45 horas. Esta diferencia clínica entre pacientes neonatos y adultos posiblemente se deba a que los resultados de la cirugía cardíaca en adultos son tan favorables que es difícil mejorarlos. De hecho, los adultos que se someten a cirugías cardíacas programadas tienden a no necesitar mucho soporte inotrópico y por lo general se extuban poco después de la cirugía. Por lo tanto, no es sorprendente que la ventilación durante la CEC no aporte una diferencia clínica relevante, ya que el margen de mejora es estrecho. Del mismo modo, no advertimos 99 diferencia clínica subjetiva cuando aplicamos esta estrategia de ventilación a los adolescentes, que normalmente presentan un postoperatorio favorable. En casos complicados y pacientes frágiles, como neonatos sometidos a cirugía cardiovascular compleja, hay suficiente margen de mejora para que los resultados de la ventilación durante la CEC se hagan visibles. Sin embargo, existe otra posible razón por la que algunos estudios podrían no haber encontrado beneficios de la ventilación durante la CEC. La estrategia de ventilación durante la CEC tiene como objetivo proteger a los pulmones, pero la pregunta es: ¿protegerlos de qué? Ciertamente, por un lado, la ventilación de protección pulmonar implica evitar la producción de atelectasias. Esto se debe a que la propia atelectasia provoca inflamación y pérdida de surfactante. Pero, lo que todavía es más importante en nuestra experiencia y opinión y lo que consideramos el objetivo fisiológico principal es que ventilamos para que los pulmones no colapsen y de esta manera no precisen ser reexpandidos agresivamente, factor que consideramos clave en el daño pulmonar y que podría ser un desacierto por muchos investigadores que minaría los beneficios de la estrategia de ventilación durante el bypass. El problema radica en que la reexpansión de los pulmones colapsados requiere presiones bastante altas en comparación con la ventilación normal y esto provoca daño pulmonar por los mecanismos de barotrauma y volutrauma. La reexpansión pulmonar se puede realizar de diferentes maneras, como se describe en el planteamiento del problema: 100 • Probablemente el método de reexpansión más común es comprimir manualmente la bolsa autoinflable del circuito del respirador, a menudo con relativa fuerza, sin saber cuánta presión se está generando, hasta que los pulmones parecen completamente expandidos. Esto es imprudente, pero lamentablemente es una técnica común, especialmente en adultos, pero también en niños e incluso en neonatos. Por supuesto, no empleamos esta técnica. • Otro método es aumentar la CPAP hasta 40 cmH2O, mantenerla durante varios segundos y repetir este procedimiento varias veces. Este método es menos traumático que el anteriormente descrito al ser una presión controlada, pero sigue siendo bastante traumático. En nuestro hospital, tampoco empleamos esta técnica. • Una estrategia mucho menos agresiva es aumentar tanto la presión inspiratoria como la PEEP de forma gradual y paralela entre sí, es decir, de manera que la diferencia entre estas dos presiones (la llamada presión diferencial o de distensión) permanezca constante. Por lo general, la presión diferencial se fija en 15 cmH2O, mientras que la presión máxima y la PEEP aumentan gradualmente hasta un máximo de 30 y 15 cm H2O, respectivamente. Esta estrategia minimiza el trauma de la reexpansión, pero desafortunadamente es la estrategia menos común que se usa. Esta es la técnica que empleamos en nuestros pacientes. Entonces, en la práctica clínica y de forma realista, ventilamos en el bypass para evitar el colapso total de los pulmones a fin de minimizar la necesidad de maniobras agresivas de reexpansión al final del bypass. Sin embargo, todavía se necesitarían algunas maniobras de reclutamiento porque el flujo de sangre a los pulmones se reduce drásticamente al entrar en bypass, lo que resulta en una reducción significativa del volumen total de los pulmones con las consiguientes 101 posibles áreas de atelectasia. Pero emplearemos el método menos agresivo posible para ello. Un método poco agresivo puede no ser suficiente si los pulmones están completamente colapsados, razón por la cual mantener la ventilación durante el bypass ayuda a ello. Es muy importante tener en cuenta estos problemas porque, en muchos estudios realizados hasta ahora, mantienen la ventilación durante el bypass, pero también emplean métodos agresivos de reexpansión para asegurarse que los pulmones permanezcan totalmente expandidos. Incluso, en algunos estudios realizan maniobras de reclutamiento durante el bypass de forma frecuente (99). Claramente, esto invalida el propósito de la ventilación durante la derivación, que es precisamente evitar una reexpansión tan traumática; por tanto, no sorprende que no encuentren ningún beneficio clínico. De hecho, en tales condiciones, se puede argumentar que los pulmones de los pacientes en su grupo de control están menos traumatizados que los del grupo ventilado ya que los pacientes del grupo de control reciben dicha reexpansión traumática solo al final de la derivación, mientras que el grupo ventilado recibe maniobras de reclutamiento en varias ocasiones. Por otro lado, la idea de mantener la ventilación durante el bypass cardiopulmonar, a menudo, no genera demasiado entusiasmo entre los cirujanos cardíacos, al suponer que esto pueda interferir en la exposición quirúrgica y en la comodidad a la hora de realizar la propia técnica. Sin embargo, la experiencia de nuestros cirujanos ha sorprendido gratamente al tolerar fácilmente los movimientos y la expansión pulmonar que ocasiona la ventilación de protección pulmonar durante la CEC. Esta idea radica en la visión de los pulmones antes y 102 después del bypass, cuando están ventilados con un volumen minuto adecuado y reciben la totalidad del gasto cardíaco. Sin embargo, al entrar en CEC, alrededor del 95% de ese volumen sanguíneo se desvía de los pulmones, por lo el volumen de éstos disminuye significativamente. Además, la ventilación se reduce ligeramente a un volumen corriente de 6-8 ml/kg y una frecuencia respiratoria la mitad inferior a la iniciada previo al bypass. Esto constituye solo una ventilación parcial, pero suficiente para la protección del pulmón, ya que el objetivo es únicamente evitar atelectasias y maniobras de reclutamiento agresivas y no el intercambio gaseoso. El intercambio gaseoso lo realiza el oxigenador del circuito de derivación cardiopulmonar y no necesita asistencia de los pulmones. Por tanto, los movimientos y el volumen pulmonar con este modo de ventilación son casi imperceptible por el cirujano. La única excepción a esto son los pacientes cianóticos que tienen un considerable retorno de colaterales al pulmón, especialmente los pacientes con arterias colaterales aortopulmonares principales (MAPCAs), ya que, en este caso, cada respiración puede forzar el sangrado en el campo quirúrgico. Esta situación puede ser manejada por una adecuada aspiración del corazón izquierdo por la CEC y consiguiendo una hipercapnia permisiva, con el objetivo de intentar la máxima vasoconstricción de las MAPCAs, pero, aun así, en casos severos, puede requerir breves períodos de parada circulatoria o flujos sanguíneos de la CEC más bajos en momentos específicos del procedimiento. Sin embargo, estos pacientes en concreto presentan este desafío de cualquier modo, con o sin ventilación durante la CEC. Establecer sólo ventilación parcial con parámetros de protección pulmonar, no es solo para permitir la comodidad del cirujano, sino que además 103 intenta garantizar la neuroprotección, evitando la excesiva eliminación de CO2. Este riesgo existe debido a que, durante el bypass, el flujo pulmonar no se elimina por completo, se mantiene la perfusión pulmonar por las arterias bronquiales (y por las arterias colaterales aortopulmonares – MAPCAs -, en el caso de los pacientes cianóticos). Por tanto, esta sangre, está sujeta al intercambio gaseoso si el paciente está siendo ventilado durante la CEC. Dado que el intercambio gaseoso ya ocurre en el bypass, la adicción de una ventilación completa puede resultar en una hipocapnia significativa que podría poner en riesgo la perfusión cerebral por vasoconstricción. Esta complicación puede detectarse precozmente al monitorizar la saturación regional de oxígeno en territorio cerebral, lo que debe hacerse en todos los pacientes, pero especialmente si se utiliza la estrategia de ventilación durante bypass. Descensos en la saturación regional de oxígeno cerebral deben hacernos sospechar esta complicación, vigilar los niveles de CO2 y ajustar el intercambio de gases a través del circuito de derivación. Este estudio tiene varias limitaciones: Primero, no es un estudio aleatorio y su grupo de control es una cohorte histórica. Sin embargo, dada la proximidad de los años de estudio a comparar, consideramos ínfimas las diferencias en cuanto al manejo del postoperatorio de cirugía cardiovascular puesto que, en el período de estudio 2017-2021, los pacientes son intervenidos y valorados posoperatoriamente por el mismo equipo. En cuanto a la realización de un ensayo clínico aleatorio prospectivo fue considerado cuando valoramos los resultados ilusionantes de este estudio. Pero tras mucha discusión, hemos considerado no realizarlo puesto que los beneficios de la ventilación en bypass en neonatos se hicieron evidentes de forma precoz, incluso 104 sin ningún tipo de análisis formal. Esto nos hizo éticamente incapaces de justificar la asignación al azar de los pacientes. La estrategia de ventilación durante el bypass se convirtió en la nueva forma de operar a todos los pacientes. La segunda limitación es que sólo incluimos dos tipos de malformaciones congénitas. Esto fue para evitar la heterogeneidad en nuestros grupos de pacientes, aunque se use esta estrategia de ventilación en todos los pacientes intervenidos en nuestro centro. Al mismo tiempo, consideramos éstas dos cardiopatías por precisar correcciones quirúrgicas bastante complejas, por lo que así los posibles beneficios de nuevos tratamientos se harían más visibles. Además, consideramos cardiopatías que fueran lo suficientemente comunes para reclutar pacientes en un tiempo razonable. Estos criterios nos llevaron a elegir la transposición de grandes arterias y la hipoplasia de arco aórtico. No limitamos el estudio a una sola malformación, ya que ninguna es lo suficientemente común. Las dos malformaciones elegidas homogenizan las edades y los pesos (todos son neonatos) así como sus puntuaciones en las escalas de complejidad y Aristóteles. La tercera limitación de este estudio es que no incluye mediciones de citoquinas inflamatorias plasmáticas. Esto se debe a que la evaluación de estas sustancias requiere la extracción de una serie de muestras sanguíneas repetidas relativamente grandes en un corto período de tiempo, que un paciente en período neonatal puede constituir una pérdida muy significativa para su volemia. 111 ANEXO 2 – CONSENTIMIENTO INFORMADO DE ADMISIÓN EN UCIP 112 113 114 115 DOCUMENTO DE INFORMACIÓN PARA EL ESTUDIO: “PAPEL DE LA VENTILACIÓN MECÁNICA DURANTE LA CIRCULACIÓN EXTRACORPÓREA EN LA EVOLUCIÓN POSTOPERATORIA DE LA CIRUGÍA CARDÍACA PEDIÁTRICA” Antes de proceder a la firma del consentimiento informado, lea atentamente la información que a continuación se le facilita y realice las preguntas que considere oportunas. Antecedentes: Las cardiopatías congénitas son anomalías en la estructura y/o función del corazón que se desarrollan antes del nacimiento. En parte de la intervención que se realiza para su corrección, puede ser necesario que el corazón permanezca detenido. Para ello, el funcionamiento del corazón y de los pulmones es asumido por una máquina de circulación extracorpórea y un sistema que oxigena la sangre para que pueda llegar a todos los órganos y sistemas del cuerpo humano y mantener su vitalidad. Durante este tiempo, la ventilación y la oxigenación es llevada a cabo por la máquina por lo que no precisa de la función de sus pulmones, por ello tradicionalmente se desconectan los pulmones del respirador. Ya hay estudios que defienden mantener conectados los pulmones al respirador para evitar que se colapsen y eso mejore la evolución postoperatoria. Es por eso que así, al igual que en otros hospitales infantiles, queremos protocolarizarlo en el Hospital Infantil Virgen del Rocío. ¿Cuál es el objetivo de este estudio? El objetivo de nuestro estudio es analizar si hay diferencias clínicas y analíticas en la evolución postoperatoria de los pacientes que se han intervenido de su cardiopatía manteniendo esta forma de ventilación en comparación con pacientes intervenidos previamente. ¿En qué consiste su participación? ¿Qué tipo de pruebas o procedimientos se le realizarán? A su hijo/a se le mantendrá la ventilación mecánica durante la circulación extracorpórea con el objetivo de obtener una mejor evolución postoperatoria según recomiendan los últimos estudios publicados. Durante su estancia en la Unidad de Cuidados Intensivos Pediátricos se le extraerán muestras sanguíneas de rutina para valorar la calidad de los tratamientos que recibe y vigilar la función del corazón y los pulmones, entre otras. Con el presente documento le solicitamos permiso para observar, únicamente con fines de investigación, las posibles complicaciones que se produzcan en el postoperatorio inmediato y recoger los datos de las analíticas de rutina realizadas a su hijo. ¿Cuáles son los riesgos generales de participar en este estudio? Los riesgos dependen de la cardiopatía que padezca su hijo/a. Se mantienen los mismos riesgos que los explicados por el anestesista y el cirujano previo a la intervención. A su hijo no se le someterá a ninguna prueba adicional de las realizadas en cualquier postoperatorio cardiovascular. ¿Cuáles son los beneficios de la participación en este estudio? Por la experiencia de otros centros y los estudios publicados en adultos consideramos que esta forma de ventilación obtiene mejores resultados en la evolución postoperatoria. Si requiere información adicional se puede poner en contacto con nuestro personal de la UCI Pediátrica en el teléfono: 955 01 2965 o en el correo electrónico: [email protected] ANEXO 3 – DOCUMENTO DE INFORMACIÓN PARA EL ESTUDIO 116 CONSENTIMIENTO INFORMADO PARA EL ESTUDIO: “PAPEL DE LA VENTILACIÓN MECÁNICA DURANTE LA CIRCULACIÓN EXTRACORPÓREA EN LA EVOLUCIÓN POSTOPERATORIA DE LA CIRUGÍA CARDÍACA PEDIÁTRICA” D/Dña con DNI nº como padre/madre/tutor de manifiesta que: • La decisión de participar en el estudio es completamente voluntaria. • No habrá ninguna consecuencia desfavorable, en caso de no aceptar la participación. • Si decido participar en el estudio puedo retirarme en el momento que lo desee. • Al finalizar la investigación podré solicitar información actualizada sobre la misma al investigador responsable. • Se me ha informado que todos los datos obtenidos en este estudio serán confidenciales y se tratarán conforme establece la Ley Orgánica de Protección de Datos de Carácter Personal 15/1999. • Doy mi permiso para que los datos obtenidos en el estudio sean utilizados exclusivamente para obtener conclusiones científicas. Comprendo que puedo retirar a mi hijo/a del estudio cuando quiera, sin tener que dar explicaciones y sin que esto repercuta en sus cuidados médicos. Presto libremente mi conformidad para que mi hijo/a sea incluido en el proyecto titulado “Papel de la ventilación mecánica durante la circulación extracorpórea en la evolución postoperatoria de la cirugía cardíaca pediátrica”. Firma del padre/madre/tutor legal Firma del profesional sanitario informador Nombre y apellidos: Nombre y apellidos: Fecha: Fecha: 117 DICTAMEN ÚNICO EN LA COMUNIDAD AUTÓNOMA DE ANDALUCÍA D/Dª: Carlos García Pérez como secretario/a del CEI de los hospitales universitarios Vírgen Macarena-Virgen del Rocío CERTIFICA Que este Comité ha evaluado la propuesta del promotor/investigador (No hay promotor/a asociado/a) para realizar el estudio de investigación titulado: TÍTULO DEL ESTUDIO: Papel de la ventilación mecánica protectora durante la circulación extracorpórea en la evolución postoperatoria de la cirugía cardíaca pediátrica ,( Ventilación mecánica durante la circulación extracorpórea) Protocolo, Versión: 1 HIP, Versión: 1 CI, Versión: 1 Y que considera que: Se cumplen los requisitos necesarios de idoneidad del protocolo en relación con los objetivos del estudio y se ajusta a los principios éticos aplicables a este tipo de estudios. La capacidad del/de la investigador/a y los medios disponibles son apropiados para llevar a cabo el estudio. Están justificados los riesgos y molestias previsibles para los participantes. Que los aspectos económicos involucrados en el proyecto, no interfieren con respecto a los postulados éticos. Y que este Comité considera, que dicho estudio puede ser realizado en los Centros de la Comunidad Autónoma de Andalucía que se relacionan, para lo cual corresponde a la Dirección del Centro correspondiente determinar si la capacidad y los medios disponibles son apropiados para llevar a cabo el estudio. Lo que firmo en Sevilla a 17/07/2020 D/Dª. Carlos García Pérez, como Secretario/a del CEI de los hospitales universitarios Vírgen Macarena-Virgen del Rocío ANEXO 4 – APROBACIÓN COMITÉ ÉTICA 118 X. BIBLIOGRAFÍA 119 CAPÍTULO X. BIBLIOGRAFÍA 1. Concha Ruiz M. Inicio y desarrollo histórico de la cirugía del corazón. Repos la Real Acad Córdoba Ciencias, Bellas Let y Nobles Artes. 1992;2:185–93. 2. 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