Arq Bras Cardiol abc Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC pXJXchyMZZGd68BwmC8s8CG S0066-782X2023001000301 00301 10.36660/abc.20230082 Artigo Original Janelas Pericárdicas: O Valor Limitado do Diagnóstico da Biópsia Pericárdica não Guiada 0000-0002-2320-5776 Giuliani Gabriel Bianco Obtenção de dados Redação do manuscrito Análise e interpretação dos dados 1 Morales Ismael Alberto Auca Obtenção de dados 1 Okaresnki Giovane Obtenção de dados 1 Vieira Gabriel Faioli Nascimento Alves Obtenção de dados 1 Durço Daniella de Freitas Pereira Angelo Análise e interpretação dos dados 2 0000-0002-0654-2893 Rodrigues Alfredo José Concepção e desenho da pesquisa Análise estatística e Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante Análise e interpretação dos dados 1 Departamento de Cirurgia e Anatomia Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto Universidade de São Paulo Ribeirão Preto SP Brasil Departamento de Cirurgia e Anatomia da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, SP – Brasil Departamento de Patologia Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto Universidade de São Paulo Ribeirão Preto SP Brasil Departamento de Patologia da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, SP – Brasil Correspondência: Gabriel Giuliani • Hospital das Clínicas de Ribeirão Preto - Escola de Medicina - Universidade de São Paulo - Avenida Bandeirantes, 3900. CEP 14049-900, Monte Alegre, Ribeirão Preto, SP - Brasil E-mail: gabriel.giuliani@hotmail.com

Potencial conflito de interesse

Não há conflito com o presente artigo.

 13 10 2023 10 2023 120 10 e20230082 03 02 2023 11 07 2023 17 07 2023 This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Resumo Fundamento

A janela pericárdica, além de promover a drenagem pericárdica, também pode fornecer amostras do pericárdio para exame anatomopatológico. No entanto, a contribuição dessas biópsias para a elucidação da etiologia do derrame pericárdico tem sido debatida.

 Objetivo

Analisar o valor diagnóstico da biópsia pericárdica não guiada obtida de procedimentos de janela pericárdica.

 Métodos

Foram revisados retrospectivamente dados de 80 pacientes submetidos a biópsia pericárdica parietal de 2011 a 2020. A significância estatística foi considerada quando p < 0,05.

 Resultados

Cinquenta pacientes eram do sexo masculino (62,5%) e 30 do sexo feminino (37,5%). A mediana de idade foi de 52 anos (intervalo interquartil: 29 a 59) e 49 anos (intervalo interquartil: 38 a 65), respectivamente (p = 0,724). A etiologia suspeita do derrame pericárdico foi neoplásica em 31,3%, incerta em 25%, tuberculose em 15%, autoimune em 12,5%, síndrome edemigênica em 7,5% e outras condições diversas em 8,8%. A abordagem mais frequente para drenagem pericárdica e biópsia foi a subxifoide (74%), seguida pela videotoracoscopia (22%). Em 78,8% das biópsias, os achados histopatológicos foram compatíveis com inflamação inespecífica, e apenas 13,7% de todas as biópsias produziram um diagnóstico histopatológico conclusivo. Aqueles que sofriam de câncer e derrame pericárdico apresentaram maior proporção de achados histopatológicos conclusivos (32% apresentavam infiltração neoplásica pericárdica). A taxa de mortalidade hospitalar foi de 27,5% e 54,5% dos pacientes que morreram no hospital tinham câncer. Nenhuma morte foi atribuída ao tamponamento cardíaco ou ao procedimento de drenagem.

 Conclusão

Nossos resultados mostraram que a janela pericárdica é um procedimento seguro, mas teve pouco valor para esclarecer a etiologia do derrame pericárdico e nenhum impacto na terapia planejada para o diagnóstico primário além da descompressão cardíaca.

 Pericardio/ultraestrutura Biópsia não guiada Derrame Pericárdico Tamponamento Cardíaco

: Janelas Pericárdicas: O Valor Limitado do Diagnóstico da Biópsia Pericárdica não Guiada

Introdução

O derrame pericárdico não é uma condição incomum. Pode ser assintomático ou apresentar sinais clínicos de comprometimento funcional cardiovascular devido ao tamponamento cardíaco. A etiologia do derrame pericárdico varia de acordo com características demográficas e comorbidades existentes. As causas mais citadas são infecções, cirurgia cardíaca, inflamatórias/reumatológicas, neoplásicas e idiopáticas,1 e muitas estão associadas a condições médicas conhecidas, como insuficiência renal crônica e outras síndromes edemigênicas.

A pericardiocentese subxifoide, descrita pela primeira vez por Marfan,2 é um procedimento minimamente invasivo que pode ser realizado com anestesia local à “beira do leito.” Além de descomprimir o coração, fornece uma amostra de fluido para fins de diagnóstico. No entanto, esse método geralmente não fornece amostras de tecido pericárdico para exame anatomopatológico.

A janela pericárdica, ou fenestração, é um procedimento realizado por meio de diversas abordagens cirúrgicas abertas (subcostal, esternotomia, toracotomia, toracoscópica, subxifoide), que, além de promover a drenagem pericárdica, também pode fornecer amostras do pericárdio para exame anatomopatológico. A abordagem subxifoide, conhecida como “janela subxifoide”, é comumente utilizada, pois não requer instrumentos e equipamentos especiais e preserva o espaço pleural e o esterno, podendo ser realizada com anestesia local.

Apesar da eficácia da janela pericárdica para resolver o tamponamento cardíaco, a contribuição das amostras pericárdicas não guiadas de padrão, obtidas usando tais abordagens para esclarecer a etiologia do derrame, é questionável.3 , 4

Portanto, o objetivo do presente estudo foi analisar o valor diagnóstico da biópsia pericárdica não guiada obtida de procedimentos de janela pericárdica.

 Métodos

Foram revisadas todas as amostras do pericárdio parietal excisadas cirurgicamente no Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo, Brasil, de 2011 a 2020. A história e evolução clínica, bem como a ecocardiografia e os resultados histológicos foram obtidos retrospectivamente através do acesso aos prontuários médicos dos pacientes.

Todas as biópsias foram obtidas durante janela pericárdica realizada por abordagem subxifoide, videotoracoscopia ou toracotomia sob anestesia geral. O presente estudo foi aprovado pelo comitê de ética em pesquisa do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo (CAAE: 65868422.3.0000.5440).

Análise estatística

A distribuição dos dados foi avaliada usando histogramas e gráficos Q-Q. Como as variáveis contínuas não apresentaram distribuição normal, seus resultados são apresentados como medianas e primeiro e terceiro quartis (Q1 a Q3). Os resultados para variáveis categóricas são apresentados como proporções. As variáveis contínuas e categóricas foram comparadas pelo teste de Mann-Whitney e o teste exato de Fisher, respectivamente. A significância estatística foi considerada quando p < 0,05. A análise foi realizada no programa SPSS for Windows (IBM® SPSS®), versão 25.

 Resultados

Foram revisados dados de 80 pacientes. Cinquenta pacientes eram do sexo masculino (62,5%) e 30 do sexo feminino (37,5%). A mediana de idade foi de 52 anos (intervalo interquartil: 29 a 59) e 49 anos (intervalo interquartil: 38 a 65), respectivamente (p = 0,724). De acordo com os parâmetros ecocardiográficos, o derrame pericárdico foi considerado pequeno em 17% dos pacientes, moderado em 28% e grande em 55%. O derrame pleural concomitante esteve presente em 59% dos pacientes, independentemente do volume do derrame pericárdico (p = 0,394). Apenas 5% de todos os pacientes necessitaram de drenagem pericárdica urgente.

A etiologia suspeita do derrame pericárdico, baseada apenas na história clínica e exames diagnósticos não invasivos, foi neoplásica em 31,3%, incerta em 25%, tuberculose em 15%, autoimune em 12,5%, síndrome edemigênica (cirrose, insuficiência cardíaca congestiva, síndrome de consumo, insuficiência renal) em 7,5% e outras condições diversas em 8,8%.

No geral, 11 pacientes (13,8%) tiveram drenagem pericárdica prévia, dos quais 63,6% foram por pericardiocentese subxifoide e os demais por janela subxifoide. Entre os pacientes com drenagem pericárdica prévia, 45,5% tinham câncer; 18,2% apresentavam síndrome edemigênica e o diagnóstico clínico não era claro em 18,2%. A Tabela 1 mostra as características clínicas e sintomas de todos os pacientes.

– Características clínicas e sintomas dos pacientes
Fração de ejeção do ventrículo esquerdo 0,65 (0,57-0,69)
Hemoglobina (g/dl) 10,9 (9-13)
Hematócrito (%) 32,5 (28-39)
Plaquetas (× 10 3 /µl) 286 (193-380)
Leucócitos (× 10 3 /mm 3 ) 8 (5-12)
Proteína C reativa (mg/L) 7,3 (2-17)
Distensão venosa jugular 22,7%
Sons cardíacos abafados 16,7%
Pulso paradoxal 1,5%
Pressão arterial sistólica < 100 mmHg 10,8%
Tríade de Beck 0,0%
Dispneia 43,9%
Ortopneia 13,6%
Dispneia paroxística noturna 6,1%
Classe NYHA I 62,7%
II 23,7%
III 8,5%
IV 5,1%
Febre 10,6%
Dor torácica 13,6%
Ascites 7,5%
Fricção pericárdica 1,5%
Fadiga 28,8%
Derrame pleural 65,3%
Derrame pericárdico prévio 15,5%
Hipotireoidismo 16,7%
Câncer 33,8%
Insuficiência renal 22,5%

As variáveis contínuas são apresentadas como medianas e quartis (Q1 a Q3).

A abordagem mais frequente para drenagem e biópsia pericárdica foi a subxifoide (74%), seguida de videotoracoscopia (22%) e toracotomia (4%). Em relação aos achados ecocardiográficos associados ao tamponamento cardíaco,5 no geral, 34% apresentaram colapso sistólico do átrio direito; 24% apresentaram colapso diastólico do ventrículo direito; 46% apresentaram uma diminuição de 25% ou mais na velocidade de influxo da válvula mitral durante a inspiração; 41% apresentaram aumento de pelo menos 40% na velocidade de influxo da valva tricúspide durante a inspiração; e 43% não apresentaram colapso de nenhuma câmara (átrio direito ou ventrículo direito). Os sintomas, sinais e achados ecocardiográficos de acordo com o volume de derrame determinado pelo ecocardiograma transtorácico são apresentados na Tabela 2 .

– Sintomas, sinais e achados ecocardiográficos de acordo com o volume de derrame determinado pelo ecocardiograma transtorácico
Sintomas e sinais Volume p
Pequeno Moderado Grande
n % n % n %
Distensão venosa jugular 2 20,0% 2 11,1% 11 31,4% 0,252
Sons cardíacos abafados 1 10,0% 2 11,1% 8 22,9% 0,586
Pulso paradoxal 1 10,0% 0 0,0% 0 0,0% 0,159
Pressão arterial sistólica < 100mmHg 0 0,0% 2 11,1% 5 14,7% 0,655
Tríade de Beck 0 0,0% 0 0,0% 0 0,0% -
Dispneia 5 50,0% 6 33,3% 18 51,4% 0,418
Ortopneia 0 0,0% 4 22,2% 5 14,3% 0,334
Dispneia paroxística noturna 1 10,0% 2 11,1% 1 2,9% 0,360
Esforço 6 60,0% 5 27,8% 8 22,9% 0,091
Classe NYHA I 6 60,0% 12 70,6% 17 56,7% 0,907
II 3 30,0% 4 23,5% 7 23,3%
III 1 10,0% 1 5,9% 3 10,0%
IV 0 0,0% 0 0,0% 3 10,0%
Colapso sistólico do AD 0 0,0% 7 35,0% 17 44,7% 0,029* 0,004†
Colapso diastólico do VD 1 8,3% 4 20,0% 12 31,6% 0,284
Diminuição de 25% na velocidade de influxo da VM durante inspiração 2 16,7% 8 40,0% 22 57,9% 0,019†
Aumento de 40% na velocidade de influxo da VT durante inspiração 2 16,7% 4 20,0% 23 60,5% 0,018† 0,005‡

*valor de p para pequeno versus moderado; † valor de p para pequeno versus grande; ‡ valor de p para moderado versus grande; AD: átrio direito; VD: ventrículo direito; VM: valva mitral; VT: válvula tricúspide.

Apenas 13,7% de todas as biópsias pericárdicas produziram um diagnóstico histopatológico conclusivo. A Tabela 3 mostra os achados histopatológicos predominantes para cada etiologia suspeita de derrame pericárdico de acordo com a história clínica. No geral, em 78,8% das biópsias, os achados histopatológicos foram compatíveis com inflamação pericárdica inespecífica. De todos os pacientes com derrame pericárdico e câncer, 34,6% apresentaram infiltração pericárdica por células neoplásicas; 57,7% apresentaram achados inflamatórios inespecíficos e nenhuma anormalidade foi encontrada em 7,7%. As neoplasias mais frequentes associadas ao derrame pericárdico foram malignidades hematológicas em 30,8%, câncer de pulmão em 26,9% e câncer de mama e câncer cervical em 11,5% cada. A maior proporção de biópsias com envolvimento pericárdico neoplásico foram aquelas realizadas em pacientes com câncer de pulmão ou de mama (positividade de 71,4% e 66,7%, respectivamente).

– Achados histopatológicos predominantes para cada etiologia suspeita de derrame pericárdico de acordo com a história clínica
Etiologias suspeitas Achado histopatológico
Sem anormalidades Achados inflamatórios inespecíficos Amiloidose Infiltração neoplásica
Crônica Aguda
n % n % n % n % n %
Diagnóstico incerto 2 10,0% 12 60,0% 5 25,0% 0 0,0% 1 5,0%
Neoplásica 2 8,0% 15 60,0% 0 0,0% 0 0,0% 8 32,0%
Doença autoimune 2 20,0% 7 70,0% 1 10,0% 0 0,0% 0 0,0%
Tuberculose 0 0,0% 10 83,3% 2 16,7% 0 0,0% 0 0,0%
Outras 0 0,0% 6 85,7% 0 0,0% 1 14,3% 0 0
Síndrome edemigênica 0 0,0% 3 50,0% 2 33,3% 1 16,7% 0 0,0%

A taxa de mortalidade hospitalar geral foi de 27,5%, com mediana de idade de 52 anos (44 a 67), e 68,2% eram do sexo feminino. Nenhuma morte foi atribuída ao tamponamento cardíaco ou ao procedimento de drenagem, e 54,5% dos que foram a óbito no hospital tiveram câncer. Os demais óbitos ocorreram em pacientes com múltiplas comorbidades crônicas. Além do diagnóstico de câncer (mortalidade de 50% versus 16,7%, p = 0,003), nenhuma outra variável clínica ou ecocardiográfica esteve associada ao óbito hospitalar ( Tabela 4 ).

– Sintomas, sinais e achados ecocardiográficos de acordo com o desfecho
Sobrevida Óbito hospitalar p
n n
Idade (anos) 58 49 (35-59) 22 52 (44-67) 0,380
Sexo feminino 35 60,3% 15 68,2% 0,610
Colapso sistólico do AD 17 33,3% 7 36,8% 0,784
Colapso diastólico do VD 11 21,6% 6 31,6% 0,531
Diminuição de 25% na velocidade de influxo da VM 0 0,0% 0 0,0% -
Aumento de 40% na velocidade de influxo da VT 22 43,1% 10 52,6% 0,592
Colapso sistólico do AD 19 37,3% 10 52,6% 0,283
Volume do derrame Pequeno 8 15,4% 4 21,1% 0,872
Moderado 15 28,8% 5 26,3%
Grande 29 55,8% 10 52,6%
Fração de ejeção do ventrículo esquerdo 0,65 (60-69) 0,62 (0,55-0,70) 0,466
Distensão venosa jugular 10 20,4% 5 29,4% 0,508
Sons cardíacos abafados 8 16,3% 3 17,6% 0,900
Pulso paradoxal 1 2,0% 0 0,0% 1,0
Pressão arterial sistólica < 100 mmHg 5 10,4% 2 11,8% 1,0
Tríade de Beck 19 38,8% 10 58,8% 0,169
Dispneia 5 10,2% 4 23,5% 0,220
Ortopneia 2 4,1% 2 11,8% 0,271
Classe NYHA I 29 64,4% 8 57,1% 0,854
II 10 22,2% 4 28,6%
III 4 8,9% 1 7,1%
IV 2 4,4% 1 7,1%

As variáveis contínuas são apresentadas como medianas e quartis (Q1 a Q3). AD: átrio direito; VD: ventrículo direito; VM: valva mitral; VT: válvula tricúspide.

 Discussão

Nossos resultados mostraram que a janela pericárdica é um procedimento seguro, mas amostras pericárdicas não guiadas obtidas da janela pericárdica realizada tiveram pouco valor na elucidação da etiologia do derrame pericárdico e nenhum impacto na terapia planejada para o diagnóstico primário além da descompressão cardíaca. Nossos resultados também mostraram que 43% dos pacientes não apresentavam sinais ecocardiográficos de qualquer colapso de câmara (átrio ou ventrículo direito), um achado com valor preditivo negativo de 90% para tamponamento.5

A utilidade de biópsias pericárdicas não guiadas obtidas como parte de procedimentos terapêuticos, como janelas pericárdicas, tem sido questionada. Fernandes et al.,6 verificaram que a biópsia pericárdica revelou a etiologia do derrame pericárdico em apenas 10,5% de 38 pacientes. Na experiência de Boldes et al.,3 fibrose foi encontrada em 71% de todas as amostras coletadas; achados inflamatórios estiveram presentes em 86,2%, e o valor diagnóstico da biópsia pericárdica em neoplasias metastáticas do pericárdio teve sensibilidade global de 57,69%. Os autores concluíram que essas biópsias não alteraram o diagnóstico primário. Volk et al.,4 também observaram que o diagnóstico foi possível em apenas 23,9% dos casos com a drenagem cirúrgica do derrame pericárdico realizada por via subxifoide ou toracotomia.

– Achados histopatológicos. A) Normal: Camada parietal de pericárdio seroso, pericárdio fibroso e tecido adiposo adjacente sem alterações histopatológicas; B) Neoplasia: Pericárdio fibroso infiltrado por metástase de osteossarcoma de alto grau; C) Inflamação crônica: Pericárdio fibroso exibindo denso infiltrado inflamatório crônico linfoplasmocitário perivascular; D) Inflamação aguda: Pericárdio exibindo infiltrado inflamatório neutrofílico predominantemente perivascular com extravasamento de hemácias.

A drenagem cirúrgica do derrame pericárdico e a biópsia pericárdica realizada por via subxifoide geralmente permitem o acesso a uma porção limitada do pericárdio, diminuindo a chance de obter amostras representativas. Contudo, a pericardioscopia parece melhorar o valor diagnóstico das biópsias pericárdicas, pois permite uma inspeção mais ampla da cavidade pericárdica, com visualização de áreas suspeitas, possibilitando, consequentemente, a obtenção de múltiplas amostras guiadas.7 , 8

Além da contribuição da biópsia pericárdica no momento da janela pericárdica para o esclarecimento da etiologia, também merece análise mais aprofundada a questão da estratégia ideal para a drenagem dos derrames pericárdicos, se seria a pericardiocentese ou a drenagem cirúrgica.

Horr et al.,9 compararam os resultados de pacientes submetidos à pericardiocentese ou à janela pericárdica e concluíram que ambos os procedimentos são estratégias seguras e eficazes para pacientes com derrame pericárdico. Eles também verificaram que o reacúmulo do derrame estava associado à ausência de um dreno no local após o procedimento.10 No entanto, vale lembrar que a drenagem percutânea por cateter pericárdico é viável e segura, principalmente se guiada por eco, e que as características clínicas do paciente certamente têm grande influência na taxa de recorrência do derrame. Além disso, um tempo prolongado de drenagem do cateter pericárdico tem sido associado a uma recorrência reduzida de tamponamento pericárdico após pericardiocentese.11

Pan et al.,12 utilizando uma amostra nacionalmente representativa de 44.637 registros, compararam os resultados entre ambas as abordagens de drenagem, pericardiocentese ou drenagem cirúrgica aberta, em pacientes com derrame pericárdico não relacionado a cirurgia. Observaram, após ajuste de risco, que a pericardiocentese estava associada a maiores chances de mortalidade, complicações cardíacas, reintervenção e readmissão em 30 dias para drenagem cirúrgica. A pericardiocentese foi associada a menores chances de complicações infecciosas, respiratórias e hemorrágicas, mas maiores chances de complicações cardíacas, em comparação com a abordagem cirúrgica aberta.

Portanto, o debate sobre a melhor abordagem para o diagnóstico e manejo do derrame pericárdico merece mais estudos.

O presente estudo tem várias limitações importantes. Esta é uma análise retrospectiva dos prontuários dos pacientes; portanto, está sujeito aos vieses desse tipo de estudo. Adicionalmente, nossa coorte é pequena; analisamos os dados apenas durante o período de internação, e a escolha da estratégia de abordagem do derrame pericárdico foi influenciada pela experiência do operador, pelos recursos hospitalares disponíveis e pela gravidade do quadro do paciente, resultando em potencial viés.

Dito isso, nosso estudo fornece dados confiáveis sobre os achados histopatológicos de biópsias pericárdicas obtidas através de abordagens cirúrgicas de rotina, principalmente a subxifoide, que apoiam a nossa conclusão e podem ser úteis para o desenvolvimento de estratégias para tratar doenças pericárdicas.

 Conclusão

Nossos resultados mostraram que a biópsia pericárdica não guiada realizada no momento da janela pericárdica é segura, mas teve pouco valor para diagnosticar a etiologia do derrame pericárdico.

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Vinculação acadêmica

Não há vinculação deste estudo a programas de pós-graduação.

Aprovação ética e consentimento informado

Este estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética da Universidade de São Paulo - Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto sob o número de protocolo CAAE: 65868422.3.000.5440. Todos os procedimentos envolvidos nesse estudo estão de acordo com a Declaração de Helsinki de 1975, atualizada em 2013.

Fontes de financiamento: O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.

 Original Article Pericardial Windows: The Limited Diagnostic Value of Non-Targeted Pericardial Biopsy 0000-0002-2320-5776 Giuliani Gabriel Bianco Acquisition of data Analysis and interpretation of the data Writing of the manuscript 1 Morales Ismael Alberto Auca Acquisition of data 1 Okaresnki Giovane Acquisition of data 1 Vieira Gabriel Faioli Nascimento Alves Acquisition of data 1 Durço Daniella de Freitas Pereira Angelo Analysis and interpretation of the data 2 0000-0002-0654-2893 Rodrigues Alfredo José Conception and design of the research Statistical analysis and Critical revision of the manuscript for important intellectual content Analysis and interpretation of the data 1 Brazil Departamento de Cirurgia e Anatomia da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, SP – Brazil Brazil Departamento de Patologia da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, SP – Brazil Mailing Address: Gabriel Giuliani • Hospital das Clínicas de Ribeirão Preto - Escola de Medicina - Universidade de São Paulo - Avenida Bandeirantes, 3900. Postal Code 14049-900, Monte Alegre, Ribeirão Preto, SP - Brazil E-mail: gabriel.giuliani@hotmail.com

Potential conflict of interest

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.

 Abstract Background

Pericardial window, in addition to promoting pericardial drainage, can also provide samples of the pericardium for anatomopathological examination. However, such biopsies’ contribution to clarifying the etiology of pericardial effusion has been debated.

 Objective

To analyze the diagnostic value of non-targeted pericardial biopsy obtained from pericardial window procedures.

 Methods

Data from 80 patients who had undergone parietal pericardial biopsies from 2011 to 2020 were retrospectively reviewed. Statistical significance was considered if p < 0.05.

 Results

Fifty patients were male (62.5%,) and 30 were female (37.5%). The median age was 52 years (interquartile range: 29 to 59) and 49 years (interquartile range: 38 to 65), respectively (p = 0.724). The suspected etiology of pericardial effusion was neoplastic in 31.3%, unclear in 25%, tuberculosis in 15%, autoimmune in 12.5%, edemagenic syndrome in 7.5%, and other miscellaneous conditions in 8.8%. The most frequent approach for pericardial drainage and biopsy was subxiphoid (74%), followed by video-assisted thoracoscopy (22%). Overall, in 78.8% of the biopsies, the histopathologic findings were compatible with nonspecific inflammation, and only 13.7% of all biopsies yielded a conclusive histopathological diagnostic. Those suffering from cancer and pericardial effusion had a higher proportion of conclusive histopathologic findings (32% had pericardial neoplastic infiltration). The hospital mortality rate was 27.5%, and 54.5% of the patients who died in the hospital had cancer. No deaths were attributed to cardiac tamponade or the drainage procedure.

 Conclusion

Our results showed that pericardial window is a safe procedure, but it had little value to clarify the pericardial effusion etiology and no impact on the planned therapy for the primary diagnosis besides the cardiac decompression.

 Pericardium/ultrastructure Biopsy/image-non-guide Pericardial Effusion Cardiac Tamponade

: Pericardial Windows: The Limited Diagnostic Value of Non-Targeted Pericardial Biopsy

Introduction

Pericardial effusion is not an uncommon condition. It may be asymptomatic or show clinical signs of cardiovascular functional impairment due to cardiac tamponade. The etiology of pericardial effusion varies according to demographic characteristics and existing comorbidities. Infections, cardiac surgery, inflammatory/rheumatological, neoplastic and idiopathic are the most cited causes,1and many are associated with known medical conditions, such as chronic renal failure and other edematogenic syndromes.

Subxiphoid pericardiocentesis, first described by Marfan,2is a minimally invasive procedure that can be performed with local anesthesia at the “bedside.” In addition to decompressing the heart, it provides a fluid sample for diagnostic purposes. However, this method usually does not provide samples of pericardial tissue for anatomopathological examination.

Pericardial window, or fenestration, is a procedure performed by means of several open surgical approaches (subcostal, sternotomy, thoracotomy, thoracoscopic, subxiphoid), which, in addition to promoting pericardial drainage, can also provide samples of the pericardium for anatomopathological examination. The subxiphoid approach, known as “subxiphoid window,” is commonly used, since it does not require special instruments and equipment, preserves the pleural space and sternum, and may be performed with local anesthesia.

Despite the effectiveness of pericardial window to resolve cardiac tamponade, the contribution of the standard, non-targeted, pericardial samples obtained using such approaches to clarify the effusion etiology is questionable.3 , 4

Therefore, the aim of this study was to analyze the diagnostic value of non-targeted pericardial biopsy obtained from pericardial window procedures.

 Methods

All parietal pericardial specimens surgically excised at the Hospital das Clínicas of the School of Medicine of Ribeirão Preto of the University of São Paulo, Brazil, from 2011 to 2020 were reviewed. The clinical history and course, as well echocardiography and histological results were retrospectively obtained by accessing patients’ medical records.

All biopsies were obtained during pericardial window performed by the subxiphoid approach, video-assisted thoracoscopy, or thoracotomy under general anesthesia. This study was approved by the research ethics committee of the Hospital das Clínicas of the School of Medicine of Ribeirão Preto of the University of São Paulo (CAAE: 65868422.3.0000.5440).

Statistical Analysis

The distribution of data was screened using histograms and Q-Q plots. Since the continuous variables were not normally distributed, their results are presented as medians and first and third quartiles (Q1 to Q3). The results for categorical variables are presented as proportions. Continuous and categorical variables were compared using the Mann-Whitney test and the Fisher exact test, respectively. Statistical significance was considered when p < 0.05. The analysis was performed using SPSS for Windows (IBM® SPSS®), version 25.

 Results

Data from 80 patients were reviewed. Fifty patients were male (62.5%), and 30 were female (37.5%). The median age was 52 years (interquartile range: 29 to 59) and 49 years (interquartile range: 38 to 65), respectively (p = 0.724). According to echocardiographic parameters, pericardial effusion was deemed small in 17% of the patients, moderate in 28%, and large in 55%. Concomitant pleural effusion was present in 59% of the patients, regardless of pericardial effusion volume (p = 0.394). Only 5% of all patients needed urgent pericardial drainage.

The suspected etiology of pericardial effusion, based solely on the clinical history and non-invasive diagnostic exams, was neoplastic in 31.3%, unclear in 25%, tuberculosis in 15%, autoimmune in 12.5%, edemagenic syndrome (cirrhosis, congestive heart failure, consumptive syndrome, renal failure) in 7.5%, and other miscellaneous conditions in 8.8%.

Overall, 11 patients (13.8%) had previous pericardial drainage, of which 63.6% were through subxiphoid pericardiocentesis and the others through subxiphoid window. Among patients with previous pericardial drainage, 45.5% had cancer; 18.2% had edemagenic syndrome, and the clinical diagnosis was unclear in 18.2%. Table 1 shows the clinical characteristics and symptoms of all patients.

– Clinical characteristics and symptoms of patients
Left ventricle ejection fraction 0.65 (0.57-0.69)
Hemoglobin (g/dl) 10.9 (9-13)
Hematocrit (%) 32.5 (28-39)
Platelets (× 103/µl) 286 (193-380)
Leucocytes (× 103/mm3) 8 (5-12)
Reactive C-protein (mg/L) 7.3 (2-17)
Jugular venous distension 22.7%
Muffled heart sounds 16.7%
Paradoxical pulse 1.5%
Systolic blood pressure < 100 mmHg 10.8%
Beck’s triad 0.0%
Dyspnea 43.9%
Orthopnea 13.6%
Paroxysmal nocturnal dyspnea 6.1%
NYHA class I 62.7%
II 23.7%
III 8.5%
IV 5.1%
Fever 10.6%
Chest pain 13.6%
Ascites 7.5%
Pericardial friction 1.5%
Fatigue 28.8%
Pleural effusion 65.3%
Previous pericardial effusion 15.5%
Hypothyroidism 16.7%
Cancer 33.8%
Renal failure 22.5%

Continuous variables are presented as medians and quartiles (Q1 to Q3).

The most frequent approach for pericardial drainage and biopsy was subxiphoid (74%), followed by video-assisted thoracoscopy (22%) and thoracotomy (4%). Regarding the echocardiographic findings associated with cardiac tamponade,5overall, 34% had systolic right atrial collapse; 24% had diastolic right ventricular collapse; 46% had a decrease of 25% or more in mitral valve inflow velocity with inspiration; 41% had an increase of at least 40% in tricuspid valve inflow velocity with inspiration, and 43% did not have collapse of any chamber (right atrial or ventricle). The symptoms, signs, and echocardiographic findings according to the effusion volume determined by the transthoracic echocardiogram are shown in Table 2 .

– Symptoms, signs, and echocardiographic findings according to the effusion volume determined by the transthoracic echocardiogram
Symptoms and signs Volume p
Small Moderate Large
n % n % n %
Jugular venous distension 2 20.0% 2 11.1% 11 31.4% 0.252
Muffled heart sounds 1 10.0% 2 11.1% 8 22.9% 0.586
Paradoxical pulse 1 10.0% 0 0.0% 0 0.0% 0.159
Systolic blood pressure < 100 mmHg 0 0.0% 2 11.1% 5 14.7% 0.655
Beck’s triad 0 0.0% 0 0.0% 0 0.0% -
Dyspnea 5 50.0% 6 33.3% 18 51.4% 0.418
Orthopnea 0 0.0% 4 22.2% 5 14.3% 0.334
Paroxysmal nocturnal dyspnea 1 10.0% 2 11.1% 1 2.9% 0.360
Exertion 6 60.0% 5 27.8% 8 22.9% 0.091
NYHA class I 6 60.0% 12 70.6% 17 56.7% 0.907
II 3 30.0% 4 23.5% 7 23.3%
III 1 10.0% 1 5.9% 3 10.0%
IV 0 0.0% 0 0.0% 3 10.0%
Systolic RA collapse 0 0.0% 7 35.0% 17 44.7% 0.029* 0.004†
Diastolic RV collapse 1 8.3% 4 20.0% 12 31.6% 0.284
25% decrease in MV inflow velocity during inspiration 2 16.7% 8 40.0% 22 57.9% 0.019†
40% increase in TV inflow velocity during inspiratio 2 16.7% 4 20.0% 23 60.5% 0.018† 0.005‡

*p value for small versus moderate; † p value for small versus large; ‡ p value for moderate versus large; MV: mitral valve; RA: right atrium; RV: right ventricle; TV: tricuspid valve.

Only 13.7% of all pericardial biopsies yielded a conclusive histopathological diagnosis. Table 3 shows the predominant histopathologic findings for each suspected etiology of pericardial effusion according to the clinical history. Overall, in 78.8% of the biopsies, the histopathologic findings were compatible with nonspecific pericardial inflammation. Of all patients with pericardial effusion and cancer, 34.6% had pericardial infiltration by neoplastic cells; 57.7% had nonspecific inflammatory findings, and no abnormalities were found in 7.7%. The most frequent neoplasms associated with pericardial effusion were hematologic malignancies in 30.8%, lung cancer in 26.9%, and breast cancer and cervical cancer in 11.5% each. The higher proportion of biopsies with neoplastic pericardial involvement were those taken from patients with lung or breast cancer (positivity of 71.4% and 66.7%, respectively).

– Predominant histopathologic findings for each suspected etiology of pericardial effusion according to clinical history
Suspected etiologies Histopathologic finding
No abnormalities Nonspecific inflammatory findings Amyloidosis Neoplastic infiltration
Chronic Acute
n % n % n % n % n %
Unclear diagnosis 2 10.0% 12 60.0% 5 25.0% 0 0.0% 1 5.0%
Neoplastic 2 8.0% 15 60.0% 0 0.0% 0 0.0% 8 32.0%
Autoimmune disease 2 20.0% 7 70.0% 1 10.0% 0 0.0% 0 0.0%
Tuberculosis 0 0.0% 10 83.3% 2 16.7% 0 0.0% 0 0.0%
Others 0 0.0% 6 85.7% 0 0.0% 1 14.3% 0 0
Edemagenic syndrome 0 0.0% 3 50.0% 2 33.3% 1 16.7% 0 0.0%

The overall hospital mortality rate was 27.5%, with a median age of 52 years (44 to 67), and 68.2% was female. No deaths were attributed to cardiac tamponade or the drainage procedure, and 54.5% of those who died in the hospital had cancer. The remaining deaths occurred in patients with multiple chronic comorbidities. Besides the diagnosis of cancer (50% mortality versus 16.7%, p = 0,003), no other clinical or echocardiographic variables were associated with hospital death ( Table 4 ).

– Symptoms, signs and echocardiographic findings according to the outcome
Survival Hospital death p
n n
Age (years) 58 49 (35-59) 22 52 (44-67) 0.380
Female 35 60.3% 15 68.2% 0.610
systolic RA collapse 17 33.3% 7 36.8% 0.784
diastolic RV collapse 11 21.6% 6 31.6% 0.531
25% decrease in MV inflow velocity 0 0.0% 0 0.0% -
40% increase in TV inflow 22 43.1% 10 52.6% 0.592
systolic RA collapse 19 37.3% 10 52.6% 0.283
Effusion volume Small 8 15.4% 4 21.1% 0.872
Moderate 15 28.8% 5 26.3%
Large 29 55.8% 10 52.6%
Left ventricle ejection fraction 0.65 (60-69) 0.62 (0.55-0.70) 0.466
Jugular venous distension 10 20.4% 5 29.4% 0.508
Muffled heart sounds 8 16.3% 3 17.6% 0.900
Paradoxical pulse 1 2.0% 0 0.0% 1.0
Systolic blood pressure < 100 mmHg 5 10.4% 2 11.8% 1.0
Beck’s triad 19 38.8% 10 58.8% 0.169
Dyspnea 5 10.2% 4 23.5% 0.220
Orthopnea 2 4.1% 2 11.8% 0.271
NYHA class I 29 64.4% 8 57.1% 0.854
II 10 22.2% 4 28.6%
III 4 8.9% 1 7.1%
IV 2 4.4% 1 7.1%

Continuous variables are presented as medians and quartiles (Q1 to Q3). MV: mitral valve; RA: right atrium; RV: right ventricle; TV: Tricuspid valve.

 Discussion

Our results showed that the pericardial window is a safe procedure, but non-targeted pericardial samples obtained from the pericardial window performed had little value to clarify the pericardial effusion etiology and no impact on the planned therapy for the primary diagnosis besides the cardiac decompression. Our results also showed that 43% of the patients had no echocardiographic signs of any chamber collapse (right atrium or ventricle), a finding with a 90% negative predictive value for tamponade.5

The usefulness of non-targeted pericardial biopsies obtained as part of therapeutic procedures, such as pericardial windows, has been questioned. Fernandes et al.6found that the pericardial biopsy revealed the etiology of the pericardial effusion in only 10.5% of 38 patients. In the experience of Boldes et al.,3fibrosis was found in 71% of all specimens collected; inflammatory findings were present in 86.2%, and the diagnostic value of pericardial biopsy in metastatic neoplasms of the pericardium had an overall sensitivity of 57.69%. The authors concluded that those biopsies did not change the primary diagnosis. Volk et al.4also observed that diagnosis was possible in only 23.9% with surgical drainage of pericardial effusion performed through a subxiphoid or thoracotomy approach.

Surgical drainage of pericardial effusion and pericardial biopsy performed through a subxiphoid approach usually allow access to a limited portion of the pericardium, decreasing the chance of obtaining representative samples. However, pericardioscopy seems to improve the diagnostic value of the pericardial biopsies, since it allows a broader inspection of the pericardial cavity, with visualization of suspected areas, consequently making it possible to obtain multiple targeted samples.7 , 8

Besides the contribution of the pericardial biopsy at the time of the pericardial window for clarifying the etiology, the ideal strategy for the drainage of pericardial effusions, whether pericardiocentesis or surgical drainage, also deserves further analysis.

– Histopathologic findings. A) Normal: Parietal layer of serous pericardium, fibrous pericardium and adjacent adipose tissue without histopathological changes; B) Neoplasm: Fibrous pericardium infiltrated by metastasis of high-grade osteosarcoma; C) Chronic inflammation: Fibrous pericardium exhibiting dense perivascular lymphoplasmacytic chronic inflammatory infiltrate; D) Acute inflammation: Pericardium exhibiting predominantly perivascular neutrophilic inflammatory infiltrate with extravasation of red blood cells.

Horr et al.9compared the outcomes of patients undergoing pericardiocentesis or pericardial window and concluded that both procedures are safe and effective strategies for patients with pericardial effusion. They also found that re-accumulation of the effusion was associated with the absence of a drain left in place after the procedure.10However, it is worth keeping in mind that percutaneous pericardial catheter drainage is feasible and safe, mainly if echo-guided, and that the patient’s clinical characteristics certainly have a great influence on the rate of effusion recurrence. Moreover, an extended time of pericardial catheter drainage has been associated with a reduced recurrence of pericardial tamponade after pericardiocentesis.11

Pan et al.,12using a nationally representative sample of 44,637 records, compared the outcomes between both drainage approaches, pericardiocentesis or open surgical drainage, in patients with non-surgically related pericardial effusions. They observed, after adjusting risk, that pericardiocentesis was associated with greater odds of mortality, cardiac complications, reintervention, and 30-day readmission for surgical drainage. Pericardiocentesis was associated with lower odds of infectious, respiratory, and bleeding complications, but higher odds of cardiac complications, compared to the open surgical approach.

Therefore, the debate over the best approach to diagnosing and managing pericardial effusion warrants further studies.

The present study has several important limitations. This is a retrospective analysis of patients’ medical records; therefore, it is subject to the biases of this type of study. Additionally, our cohort is small; we analyzed data only during the hospitalization period, and the choice of the strategy to approach the pericardial effusion was influenced by the operator experience, available hospital resources, and acuteness of the patient condition, resulting in potential bias.

Nevertheless, our study provides reliable data regarding the histopathologic findings from pericardial biopsies obtained through usual surgical approaches, mainly the subxiphoid, which support our conclusion and may be useful for the development of strategies to approach pericardial diseases.

 Conclusion

Our results showed that non-targeted pericardial biopsy performed at the time of pericardial window is safe, but it had little value to diagnose the etiology of the pericardial effusion.

Study association

This study is not associated with any thesis or dissertation work.

Ethics approval and consent to participate

This study was approved by the Ethics Committee of the Universidade de São Paulo - Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto under the protocol number CAAE: 65868422.3.000.5440. All the procedures in this study were in accordance with the 1975 Helsinki Declaration, updated in 2013.

Sources of funding: There were no external funding sources for this study.