OBJETIVO: Determinar a incidência de fístulas arteriovenosas pulmonares (FAVPs) pós-operação de Glenn bidirecional; as possíveis variáveis independentes que poderiam influenciar no seu aparecimento; comprovar o uso do ecocardiograma contrastado com microbolhas na sua detecção; e testar a sensibilidade e especificidade da angiografia pulmonar. MÉTODOS: Operados 59 pacientes, entre março 1990 e dezembro 1995, com idades entre 2 e 132 meses (média 32,7±33,6). Todos submetidos a exames clínico, laboratorial, ecocardiograma contrastado com microbolhas e cateterismo cardíaco. RESULTADOS: Nos 54 pacientes sobreviventes as FAVPs ocorreram em 20 (37,0%). A idade desses pacientes variou de 2 a 132 meses (média 29,6± 29,7). A atresia tricúspide em 10 (50,0%) e o coração univentricular em 8 (40,0%), foram as cardiopatias prevalentes. Em 13 (65%) a operação de Glenn bidirecional foi realizada à direita, em 2 (10,%), à esquerda e em 5 (25%) foi bicaval. O tempo de seguimento dos pacientes FAVPs, variou de 4 a 84 meses (média 32,4±21,65), e nos sem fístulas de 1 a 77 meses (média de 23,4±18,8), com valor de p=0,04, com significância estatística. O diagnóstico de FAVPs foi feito pelo ecocardiograma contrastado com microbolhas nos 20 casos, sendo considerado positivo, ao se detectar retorno de microbolhas pelas veias pulmonares. A angiografia pulmonar mostrou alterações compatíveis com FAVPs em 16, demonstrando sensibilidade de 80%. CONCLUSÃO: A incidência de FAVPs pós-operação de Glenn bidirecional foi alta (37%), e o intervalo de tempo decorrido após a operação de Glenn bidirecional, foi a única variável independente que se correlacionou de forma significativa com o aparecimento das FAVPs (p=0,04); o ecocardiograma com microbolhas foi o método padrão de diagnóstico; a angiografia pulmonar se revelou um método com sensibilidade de 80,0%.
Maria Virgínia Tavares Santana; Paulo Paredes Paulista; Sérgio Cunha Pontes Junior; César Augusto Esteves; Valmir Fernandes Fontes; José Eduardo Moraes Rego Sousa
São Paulo – SP
Instituto "Dante Pazzanese" de Cardiologia
As cardiopatias congênitas cianogênicas, que se comportam funcionalmente como coração univentricular, caracterizam-se, via de regra, por prognóstico sombrio, qualidade de vida insatisfatória e impossibilidade de correção cirúrgica que restabeleça a anatomia cardíaca normal.
Nas últimas quatro décadas, muitas propostas de operações paliativas foram testadas, inicialmente em animais de experimentação e, se bem-sucedidas, posteriormente em crianças portadoras desses defeitos. Uma delas, a operação de Glenn, baseou-se no princípio de que o sangue venoso sistêmico poderia chegar à circulação pulmonar sem o concurso das cavidades cardíacas direitas. Esta operação foi proposta experimentalmente por Carlon e cols.1 em 1951, realizada com sucesso pela primeira vez por Meshalkin e Bakulev2, 3 em 1956 e difundida por Glenn4 em 1958.
A operação de Glenn clássica, como passou a ser conhecido este procedimento, permaneceu inalterada por muitos anos. Haller e cols.5 introduziram, experimentalmente, o conceito de anastomose cavopulmonar parcial bilateral, onde a continuidade entre as artérias pulmonares era preservada pela anastomose término-lateral entre a veia cava superior e a artéria pulmonar direita.
Azzolina e cols.6 realizaram pela primeira vez esta operação que passou a ser chamada de operação de Glenn bidirecional. A principal vantagem da técnica era que a artéria pulmonar direita, não sendo separada da confluência, permitia que o volume de sangue da veia cava superior fosse dividido para ambos os pulmões.
Mattur e Glenn7 publicaram a evolução tardia de 56 dentre 63 pacientes submetidos à operação de Glenn clássica e descreveram pela primeira vez o desenvolvimento de fístulas arteriovenosas pulmonares neste tipo de operação. A partir dessa publicação outras se sucederam mostrando esta complicação, 8,,9 arrefecendo os ânimos quanto à realização da operação de Glenn clássica, abandonada em favor da operação de Glenn bidirecional 6, 10,
Entre março 1990 e dezembro 1995, 59 pacientes com cardiopatias congênitas cianogênicas complexas foram submetidos à operação de Glenn bidirecional no nosso Serviço, ocorrendo cinco óbitos, sendo quatro imediatamente após o procedimento e um na fase hospitalar. Os 54 pacientes sobreviventes constituiram a casuística deste estudo. A idade, no momento da operação, variou de 2 a 132 (média de 31,4 ± 33,56 e mediana de 18,5) meses, sendo que quatro lactentes eram jovens, com idade inferior a 6 (variação de 2 a 5, média de 4,0) meses. Dos 54 pacientes, 28 (51,9%) eram do sexo masculino e 26 (48,1%), do feminino e as cardiopatias: atresia tricúspide, 30 (56,0%); conexão atrioventricular do tipo dupla via de entrada, 17 (31,5,%); dupla via de saída do ventrículo direito, 4 (7,4%); doença de Ebstein, 1 (1,7%); transposição completa das grandes artérias, 1 (1,7%); e atresia pulmonar com septo interventricular íntegro, 1 (1,7%). A valva pulmonar exibia anatomia normal em 19 (35,2%) casos, estenose em 25 (46,3%) e atresia em 10 (18,5%).
A operação de Glenn bidirecional foi realizada anastomosando-se a veia cava superior direita à artéria pulmonar direita em 38 (70,4%), à artéria pulmonar esquerda em seis (11,2%) e simultaneamente a ambas as artérias direita e esquerda (operação de Glenn bicaval bidirecional) em oito (14,9%). Nos dois (3,4%) pacientes restantes, utilizou-se a veia cava inferior para a conexão com a artéria pulmonar direita (operação de Glenn bidirecional invertida). O fluxo sanguíneo da cavidade ventricular para o tronco pulmonar foi mantido em 21 (38,9%) pacientes. Em 23 (42,6%), foi abolido pós-ligadura cirúrgica do tronco pulmonar, e nos outros 10 (18,5%), nunca ocorreu pela presença de atresia da valva pulmonar.
Todos os pacientes submeteram-se à revisão periódica trimestral, que incluía, além do exame clínico completo, eletrocardiograma de repouso, radiografia de tórax em posição póstero-anterior, oximetria de pulso, determinação do hematócrito e da hemoglobina, ecocardiograma com análise sequêncial da cardiopatia e com contraste com microbolhas e por último ao cateterismo cardíaco.
Em 41 (76,0%) casos, com peso inferior a 20 kg realizou-se estudo ecocardiográfico transtorácico e em 13 (24,0%),
A escolha do acesso venoso para a injeção das microbolhas variou de acordo com a localização da operação de Glenn bidirecional: no Glenn bidirecional feito à direita ou à esquerda, veia braquial direita ou esquerda, respectivamente; naqueles com Glenn bidirecional bicaval, veias braquial direita e esquerda; para o Glenn bidirecional invertido, veia femoral direita.
Como meio de contraste utilizou-se 5,0 ml de solução salina com 0,5 ml de ar ambiente misturados de maneira vigorosa, por meio de um sistema de duas torneiras com três vias conectadas entre si, produzindo-se uma solução salina opaca injetada rapidamente na veia do paciente11.
A confirmação do diagnóstico de fístulas arteriovenosas pulmonares era obtida ao se detectar o contraste ecocardiográfico (bolhas) nas veias pulmonares após oito ciclos cardíacos no máximo. O número de injeções do contraste foi variável, repetindo-se quantas vezes fossem necessárias para o diagnóstico correto.
Os exames ecocardiográficos foram realizados com equipamento da marca ATL
O exame ecocardiográfico convencional baseou-se na análise seqüencial12, para definir a anatomia da cardiopatia e avaliar funcionalmente a operação de Glenn bidirecional. Em seguida, procedia-se à realização do exame contrastado. Utilizou-se os cortes subcostal, apical de quatro câmaras, paraesternal longitudinal e supraesterna para o exame transtorácico e os planos transverso médio de quatro câmaras e longitudinal para o exame transesofágico.
A operação de Glenn bidirecional foi realizada de forma convencional, com ou sem circulação extracorpórea, segundo opção do cirurgião. Para a realização da operação de Glenn invertida, ou seja, a construção de um túnel por dentro do átrio direito, permitindo a continuidade da veia cava inferior com a artéria pulmonar direita, a técnica foi publicada previamente13.
Para se comprovar que as microbolhas não atravessam a barreira capilar, quando da ausência de fístulas arteriovenosas pulmonares utilizou-se um grupo controle de 27 crianças normais com idade variando entre 12 e 156 (média de 58,4+34,8 e mediana de 48,0) meses nas quais empregou-se o mesmo protocolo clínico, laboratorial e ecocardiográfico da casuística geral. Nesse grupo, não se praticou estudo hemodinâmico.
A análise estatística foi realizada calculando-se a média aritmética, o desvio padrão e a mediana para descrição das variáveis quantitativas contínuas. As variáveis qualitativas e categóricas foram expressas em porcentagens. Para comparação das variáveis qualitativas e categóricas, utilizou-se o teste do c2 (qui quadrado) de Pearson ou o teste exato de Fisher. Nas comparações referentes às médias das variáveis quantitativas aplicou-se o teste "t" de Student e o teste não-paramétrico de Mann-Whitney, para populações independentes. No estudo da probabilidade acumulada de tempo de permanência livre do evento fístulas arteriovenosas pulmonares, foi calculada a curva atuarial. O estudo de possíveis fatores de risco para o aparecimento de fístulas arteriovenosas pulmonares foi feito por meio da análise de regressão logística multivariada, utilizando-se o modelo "conditional forward stepwise selection". Em todos os testes estatísticos, o nível de significância adotado foi de 0,05. Para estimativa de parâmetros populacionais, foram calculados intervalos de confiança de 95%. Os cálculos e as análises estatísticas foram realizados utilizando-se o programa "SPSS for Windows release 6.0"
Foram seguidos 54 pacientes pelo período máximo de 110 (média de 31,4 ± 33,56 e mediana de 18,5) meses e em 20 (37,0%- IC 95%: 24,1-49,9%) foram detectadas fístulas arteriovenosas pulmonares.
A curva de sobrevivência livre do evento fístula arteriovenosa pulmonar demonstrou média de 50,0 (IC 95%: 39-61 meses) e mediana de 48,0 (IC 95%: 38-58 meses), com probabilidade acumulada até 84 meses de 37,0% (
A idade dos 20 pacientes que desenvolveram fístulas arteriovenosas pulmonares variou, por ocasião da operação de Glenn bidirecional, de 2 a 132 (média de 29,6 ± 29,72 e mediana de 19,0) meses, sendo 12 (60,0%) do sexo masculino e 8 (40,0%), do feminino. O tempo de seguimento variou de 4 a 84 meses, (média de 4 ± 21,65 e mediana de 25,0) meses, enquanto naqueles que não desenvolveram fístulas arteriovenosas pulmonares o tempo de seguimento situou-se entre 1 e 77 meses, com média de 23,4 ± 18,84 e mediana de 18,0, e com valor de p = 0,04, demonstrando significância estatística. A comparação entre as idades da casuística geral e o evento fístulas arteriovenosas pulmonares, por meio do intervalo de classe, não demonstrou significância estatística, com valor de p = 0,48.
Na série de 54 pacientes, 4 (6,8%) submeteram-se à operação de Glenn bidirecional com menos de 6 meses de idade variando de 2 a 5, com média de 4,0 meses e em dois, detectaram-se fístulas arteriovenosas pulmonares com 23 e 24 meses, respectivamente (
Quando se comparou o sexo dos pacientes com e sem fístulas, o valor de p também não foi significante (p = 0,41).
A atresia tricúspide em 10 (50,0%) e a conexão atrioventricular do tipo dupla via de entrada em 8 (40,0%) foram as cardiopatias prevalentes entre os que desenvolveram fístulas arteriovenosas pulmonares. Os dois pacientes restantes exibiam dupla via de saída do ventrículo direito e transposição completa das grandes artérias (10,0%), respectivamente. Não houve significância estatística entre os dois principais grupos de cardiopatias em relação à presença ou não de fístulas arteriovenosas pulmonares (p = 0,54).
Na
Como se pode observar na
A biópsia pulmonar revelou parênquima pulmonar com trama vascular arterial e venosa ectasiada e congesta, compatíveis com fístulas arteriovenosas pulmonares (
Em 13 (65,0%) dentre os 20 portadores de fístulas arteriovenosas pulmonares, utilizou-se a veia cava superior direita para a conexão com a artéria pulmonar direita; em dois (10,0%), a veia cava superior esquerda foi anastomosada à artéria pulmonar esquerda; e em cinco (25,0%), ambas as veias cavas direita e esquerda para as respectivas artérias pulmonares direita e esquerda.
O fluxo sanguíneo da cavidade ventricular para o tronco pulmonar foi mantido em 10 (50,0%). Em cinco (25,0%) foi abolido por ligadura cirúrgica do tronco pulmonar e nos outros cinco nunca ocorreu, pela presença de atresia da valva pulmonar. O estudo comparativo levando em conta a localização da operação e a permanência de fluxo anterógrado, entre os grupos com e sem fístulas arteriovenosas pulmonares, não mostrou significância estatística, com valor de p = 0,31 e 0,19, respectivamente.
O tempo de seguimento dos pacientes em que se detectaram fístulas arteriovenosas pulmonares após a operação de Glenn bidirecional variou, de quatro a 84 (média de 32,4 ± 21,65 e mediana de 25,0) meses. Seis pacientes apresentavam-se com dispnéia progressiva e cianose estável por ocasião da detecção das fístulas; oito vinham apresentando progressão da cianose e seis, dispnéia e cianose progressivas.
Ao estudo ecocardiográfico a duração entre a injeção do material contrastado e o aparecimento das microbolhas nas veias pulmonares variou de 3 a 8s, o que correspondeu à média de cinco ciclos cardíacos (variação de quatro a sete). Não se observou contraste na veia cava inferior e no átrio de retorno sistêmico, excluindo-se a possibilidade de colaterais venosas sistêmicas em 19 (95,0%) pacientes. Em um (5,0%), foi observada presença de microbolhas na veia cava inferior, o que permitiu também o diagnóstico de conexão venovenosa sistêmica para essa veia. Em nove (45,0%) pacientes foram encontradas fístulas arteriovenosas pulmonares no pulmão direito; em tres (15,0%), no esquerdo; e em oito (40,0%), em ambos os pulmões (
Dos 20 pacientes com fístulas arteriovenosas pulmonares diagnosticadas pelo ecocardiograma com microbolhas a angiografia pulmonar detectou fístulas em 16 (80,0%), pela presença de um ou mais dos seguintes fatores: 1-) aparência reticular do parênquima pulmonar; 2-) dilatações angiomatóides das artérias pulmonares lobares; (
A sensibilidade da angiografia foi de 80,0%, com especificidade de 100% e valor preditivo positivo de 100% e negativo de 89,5%.
Dos 20 pacientes com fístulas arteriovenosas pulmonares, 10 foram submetidos à operação cavopulmonar total, com dois (20,0%) óbitos imediatos por hipoxemia e síndrome de baixo débito; cinco aguardam correção cirúrgica e quatro não apresentam indicação, seja pela presença de fístulas difusas bilaterais em dois ou por hipoplasia das artérias pulmonares, com índice de Nakata14 inferior a 200 mm2/m2, nos outros dois. Houve um óbito pós-re-estudo hemodinâmico (caso 8), realizado para avaliar a possibilidade de correção definitiva (operação cavopulmonar total). Dos oito pacientes sobreviventes à operação cavopulmonar total, em três (27,0%) detectou-se o desaparecimento das fístulas arteriovenosas pulmonares aos 6, 26 e 36 meses, respectivamente (casos 2, 3 e 10) (
No grupo controle não foi comprovado o retorno de microbolhas pelas veias pulmonares, confirmando-se a validade do ecocardiograma contrastado no diagnóstico da presença ou ausência de fístulas arteriovenosas pulmonares.
As fístulas arteriovenosas pulmonares têm sido postuladas como remanescentes de diminutas comunicações arteriovenosas, presentes no pulmão fetal e do neonato, que, ao se dilatar, tornam-se fistulosas, causando
Neste material, nos 20 pacientes que desenvolveram fístulas arteriovenosas pulmonares, não houve significância estatística com relação à intensidade do evento, nem com a idade na ocasião da operação de Glenn bidirecional. Nos dois pacientes (casos 12 e 18) nos quais as fístulas arteriovenosas pulmonares foram detectadas mais precocemente, com seis e quatro meses de pós-operatório (
O evento fístulas arteriovenosas pulmonares parece, portanto, relacionar-se com o tempo de evolução após a operação de Glenn bidirecional. Cloutier e cols.9 relataram incidência de 25,0% do evento em 20 pacientes estudados com tempo de seguimento de 8,8 anos. Kopf e cols.17 em 62 casos, relataram o encontro de fístulas arteriovenosas pulmonares em 19 (31,0%) e a única variável preditiva foi o intervalo entre a operação e a detecção das fístulas, com valor de p < 0,05. Trusler e cols.18 em 61 pacientes analisados, detectaram, em 13 (21,0%), o desenvolvimento de fístulas arteriovenosas pulmonares. O tempo de seguimento daqueles com fístulas variou de 125,6 ± 28,5 meses, pós-operação de Glenn bidirecional, enquanto naqueles sem evidência angiográfica de fístulas foi de 86,05 ± 37,0 meses (p=0,027).
A patogênese das fístulas arteriovenosas pulmonares ainda não está esclarecida. Tem sido sugerido8,19 que pacientes com isomerismo atrial esquerdo apresentam predisposição para a ocorrência de fístulas arteriovenosas pulmonares como parte do espectro do desenvolvimento incompleto dos órgãos afetados pela síndrome, ou, então, as fístulas estariam relacionadas com doença biliar, algumas vezes encontrada nesses pacientes. Estudos realizados por Srivastava e cols.20 demonstraram, após a operação de Glenn bidirecional, incidência elevada de fístulas arteriovenosas pulmonares (21,0%) em 6 de 28 pacientes com isomerismo atrial esquerdo, com tempo médio de seguimento de quatro anos.
A má distribuição do fluxo pulmonar pode ser outra causa de aparecimento das fístulas arteriovenosas pulmonares21, uma vez que o enchimento passivo dos pulmões, sem a força propulsora do ventrículo direito após a operação, resulta em aumento da perfusão no lobo inferior em detrimento do superior. Embora essa má distribuição esteja presente em alguns pacientes após a operação cavopulmonar total9, as fístulas arteriovenosas pulmonares não são complicações freqüentes.
Outra causa seria a ausência de fluxo pulsátil, porém essa possibilidade não explica o aparecimento de fístulas arteriovenosas pulmonares em pacientes com atresia das vias biliares22.
Essas considerações sugerem fortemente que o sangue venoso hepático tem seu papel na prevenção das fístulas arteriovenosas pulmonares. Pacientes com cirrose hepática23, 24 desenvolvem dilatações vasculares semelhantes àquelas encontradas após a operação de Glenn bidirecional, comprometendo as regiões pré-capilar e capilar dos vasos pulmonares. Embora agentes vasoativos anormais tenham sido encontrados no sangue venoso hepático de pacientes com cirrose25, 26, a maioria dos pacientes com fístulas arteriovenosas pulmonares conseqüentes à operação de Glenn bidirecional, exibe função hepática normal20.
Esse achado faz supor que é a ausência de um fator hepático normal que produz as fístulas arteriovenosas pulmonares, e não a presença de um fator anormal no sangue venoso hepático20. Conforme demonstraram Lamberg e cols.22, dois pacientes com atresia das vias biliares desenvolveram fístulas arteriovenosas pulmonares, que regrediram três meses após transplante ortotópico de fígado, sugerindo que o retorno do fluxo hepático normal para os pulmões era o responsável pela regressão das fístulas. Essa hipótese é também corroborada por outros observadores 27, 28, em adultos com cirrose hepática e em crianças com atresia das vias biliares.
Por outro lado, a evidência de fístulas arteriovenosas pulmonares em pacientes com isomerismo atrial esquerdo sem anomalias cardíacas19, 29, a ligação íntima entre atresia biliar e fístulas arteriovenosas pulmonares 30-32 e o agravamento ou o aparecimento das fístulas pós-operação cavopulmonar total9 sugerem que o sangue venoso hepático é responsável em parte, mas que não tem papel exclusivo na gênese das fístulas arteriovenosas pulmonares.
Os trabalhos de Moore e cols.33, Knight e MEE34 e Shah e cols.35 revalidam a hipótese do fator hepático na formação das fístulas arteriovenosas pulmonares ao demonstrarem o aparecimento das fístulas pós-operação de Kawashima32. e o desaparecimento parcial34 ou completo35 delas após a incorporação das veias supra-hepáticas na circulação pulmonar. No nosso estudo, dos oito pacientes com fístulas arteriovenosas pulmonares submetidos à operação cavopulmonar total, houve regressão completa em três e parcial em dois, esses com fístulas bilaterais. É possível que nova investigação, com tempo de seguimento mais longo, possa mostrar resultados mais favoráveis.
Apesar das evidências demonstrando que o sangue venoso hepático tem seu papel na gênese das fístulas arteriovenosas pulmonares, o agente responsável ainda não foi detectado. Vasodilatadores oriundos do sangue venoso mesentérico, como o glucagon, têm sido propostos como os principais agentes envolvidos no aparecimento das fístulas25. Kawata e cols.36 relataram o aparecimento de fístulas arteriovenosas pulmonares em tres de 16 pacientes com isomerismo atrial esquerdo e cardiopatias congênitas cianogênicas, sem operação prévia, dois dos quais apresentaram também fístulas arteriovenosas sistêmicas. Compararam esses resultados com 50 portadores de isomerismo atrial direito, sendo que nenhum desenvolveu fístulas, seja pulmonar ou sistêmica. Em um paciente com isomerismo atrial esquerdo e fístulas arteriovenosas sistêmicas e pulmonares, foi encontrada elevação da somatostatina, um antagonista do glucagon, com valores em torno de 92,8 pg/ml, quando o normal é de 28 pg/ml. O aumento da somatostatina pode refletir um mecanismo homeostático de prevenção à excessiva vasodilatação provocada por desconhecido mediador, o qual pode ser o responsável pelo aparecimento das fístulas36. Além disso, o agente vasodilatador desconhecido pode ganhar a circulação sistêmica sem ser metabolizado pelo fígado, podendo, similarmente, produzir fístulas arteriovenosas sistêmicas.
Embora o agente vasodilatador desconhecido possa ser o responsável pela gênese de ambas as fístulas, outros mecanismos devem estar envolvidos, já que as fístulas arteriovenosas pulmonares aparecem em pacientes com interrupção do segmento hepático da veia cava inferior, com continuação e drenagem por meio do sistema ázigo ou hemi-ázigo,.
Essas considerações levam a atenção novamente para o fígado, já que, como se fez referência, as fístulas arteriovenosas pulmonares conseqüentes à atresia das vias biliares22 ou à cirrose hepática25, 26 regridem após transplante ortotópico de fígado.
Embora o agente vasodilatador desconhecido possa ser o responsável pela gênese das fístulas arteriovenosas pulmonares e sistêmicas em pacientes com isomerismo atrial esquerdo, outros mecanismos devem estar implicados. É possível formular a hipótese de que, nesses casos, agentes vasodilatadores, como o glucagon, peptídeos intestinais vasoativos oriundos da circulação mesentérica, não são metabolizados pelo fígado e passam diretamente para os pulmões, o coração e outros órgãos, estimulando a formação das fístulas. Hipersensibilidade do endotélio pulmonar ou redução de sensibilidade da vasculatura pulmonar a um vasoconstritor endógeno devem ser considerados mecanismos alternativos36.
Reconhecendo a importância do sangue do retorno venoso hepático para os pulmões na prevenção das fístulas, Macé e cols.37 e o grupo deste estudo13 modificaram o procedimento da operação de Glenn bidirecional, para permitir uma primeira passagem obrigatória do sangue hepático para os pulmões. Com esse objetivo, a conexão da artéria pulmonar direita foi feita com a veia cava inferior, procedimento denominado por nós de operação de Glenn bidirecional invertida. Os detalhes técnicos já foram descritos13 em publicação prévia. Após a operação o sangue da veia cava inferior tem passagem obrigatória pelos pulmões, suprindo-os com o hipotético fator hepático. Essa técnica foi empregada em dois pacientes desta série, os quais não desenvolveram fístulas arteriovenosas pulmonares durante dois anos de evolução, quando então foi realizada a operação cavopulmonar total.
Quanto à prevenção do desenvolvimento de fístulas arteriovenosas pulmonares, a literatura tem enfatizado os possíveis benifícios do fluxo pulsátil, tanto na diminuição da incidência das fístulas como na sua regressão após a inclusão de sangue venoso hepático30, 38, 39.
No nosso estudo, em 21 (39,0%) pacientes manteve-se fluxo pulmonar anterógrado e ausente em 33 (61,0%), com valor de p= 0,19, não-significativo para fístulas arteriovenosas pulmonares.
Historicamente, a avaliação da presença de fístulas arteriovenosas pulmonares tem sido difícil, pela ausência de um meio de investigação adequado na supervisão de pacientes com risco de desenvolver fístulas. Embora venham sendo utilizados a angiografia pulmonar e estudo da perfusão pulmonar com macroagregado de albumina marcada com tecnécio99m para demonstração de fístulas arteriovenosas pulmonares9,18, essas técnicas são muito incômodas e parecem ser menos confiáveis que o ecocardiograma com contraste40, 41-43. Segundo Bernstein e cols.40, a angiografia pulmonar é de baixa sensibilidade, principalmente nos casos de fístulas localizadas e pequenas. Em sua publicação, a angiografia pulmonar permitiu o diagnóstico em apenas dois dos nove casos com fístulas. Chang e cols.42 relataram a detecção de fístulas arteriovenosas pulmonares pelo ecocardiograma contrastado em 10 de 14 (71,0%) pacientes pós-operação de Glenn bidirecional, enquanto a angiografia pulmonar permitiu o diagnóstico em apenas tres (21,0%).
Nesta experiência, em quatro (20,0%) pacientes (casos 7, 13, 16 e 19) (
Deve ser dada atenção especial à técnica de contraste e à correta interpretação das imagens, para diminuir as possibilidades de resultados falso-positivos ou falso-negativos. Inadequada formação de microbolhas pode redundar em falso-negativo. Aconselha-se que o material de contraste só deva ser injetado se a mistura estiver opacificada, quando então adquire coloração acinzentada. A injeção deve ser rápida. A qualidade da mistura é mais importante que a quantidade do volume injetado. As injeções podem e devem ser repetidas quantas vezes forem necessárias. Não foi registrado nenhum tipo de complicação em 207 exames realizados.
O diagnóstico de falso-positivo pode acontecer na presença de colaterais venosas sistêmicas, que se desenvolvem entre a veia cava superior e o átrio de retorno sistêmico ou entre a veia cava superior ou a veia inominada para a veia cava inferior e entre a veia inominada para as veias pulmonares. Recomenda-se, portanto, que o diagnóstico de fístulas arteriovenosas pulmonares pelo ecocardiograma com contraste seja considerado positivo quando as microbolhas forem detectadas retornando pelas veias pulmonares. Para afastar a possibilidade de conexões entre a veia inominada e as veias pulmonares, situação rara (menos de 4%), é obrigatório a oclusão com balão da veia inomonada e injeção de contraste, por meio do cateterismo cardíaco44.
Um dos mais inquietantes aspectos das fístulas arteriovenosas pulmonares é que há poucas opções de tratamento disponíveis. Se não tratadas, resultam em significativa morbidade e mortalidade. Nesses casos, pode-se optar por: desfazimento da anastomose de Glenn45; transplante cardiopulmonar31; criação de fístula arteriovenosa axilar ipsolateral17; e conversão para operação cavopulmonar total. Nos pacientes com isomerismo atrial esquerdo e operação de Glenn bidirecional, a inclusão das veias supra-hepáticas na circulação pulmonar34, 35 ou no sistema ázigo46 tem levado à resolução das fístulas.
Na presente experiência do nosso Serviço, a regressão das FAVPs ocorreu após a complementação cirúrgica para cavopulmonar total, sendo completa em três e parcial em dois, conforme relatado.
A história natural e o significado clínico das fístulas arteriovenosas pulmonares ainda não estão completamente definidos e a melhor abordagem de tão séria complicação está limitada pelo curto tempo de seguimento dos pacientes. Enquanto não for possível, principalmente no Brasil, diminuir o intervalo entre a operação de Glenn bidirecional e a operação cavopulmonar total, torna-se importante incluir o ecocardiograma contrastado como parte da rotina de investigação para portadores da operação de Glenn bidirecional. Para aqueles com estudo contrastado positivo, recomenda-se a cateterização cardíaca para se avaliar a extensão do problema. As atenções devem estar particularmente dirigidas para dois grupos populacionais: os lactentes precocemente submetidos à operação e os pacientes com tempo de evolução superior a dois anos. Os resultados deste estudo indicam que todas as crianças com operação de Glenn bidirecional têm risco significativo de desenvolver fístulas arteriovenosas pulmonares.
Os resultados da presente investigação permitem as seguintes conclusões:1) a incidência de fístulas arteriovenosas pulmonares pós-operação de Glenn bidirecional foi alta, com valores em torno de 37,0% (IC95%: 24,1-49,9%) nesta casuística, 2) a única variável independente que se correlacionou de forma significativa com o aparecimento de fístulas arteriovenosas pulmonares foi o intervalo decorrido após a operação de Glenn bidirecional, com risco aumentado para aqueles com tempo de evolução superior a dois anos (p=0,04), 3) o ecocardiograma contrastado foi o método padrão para o diagnóstico das fístulas arteriovenosas pulmonares, sugerindo seu emprego para todos os pacientes submetidos à operação de Glenn bidirecional, com periodicidade trimestral, 4) a angiografia pulmonar revelou-se método com sensibilidade de 80% e especificidade de 100% e valores prediitivos positivo de 100% e negativo de 89,5% para detecção das fístulas arteriovenosas pulmonares, não se considerando a exclusão de fístulas o achado de aparente normalidade do parênquima vascular pulmonar, 5) a operação cavopulmonar total neste material foi uma forma adequada de tratamento das fístulas arteriovenosas pulmonares, por meio da inclusão de sangue hepático nos pulmões.
Futuras investigações são, obviamente, obrigatórias para a determinação de outros fatores de risco envolvidos na patogênese das fístulas arteriovenosas pulmonares, na comprovação do ainda hipotético fator hepático, como também na identificação da(s) substância(s) responsável(is) pela dilatação dos vasos pré-capilares e capilares pulmonares.
Endereço para correspondência Maria Virgínia Tavares Santana Av. Roxinol, 780, apto. 51, Moema São Paulo – SP Cep 04516-001 E-mail:
Recebido para publicação em: 22/10/2003
Aceito em: 18/02/2004
OBJECTIVE: To determine the incidence of pulmonary arteriovenous fistulae (PAVFs) after the bidirectional Glenn operation and the possible independent variables that could influence their appearance; to confirm the use of microbubble contrast echocardiography for the detection of PAVFs; and to test the sensitivity and specificity of pulmonary angiography. METHODS: From March 1990 to December 1995, 59 patients were operated upon. Their ages ranged from 2 to 132 months (mean, 32.7± 33.6). All underwent clinical and laboratory examinations, microbubble contrast echocardiography, and cardiac catheterization. RESULTS: Of the 54 survivors, 20 (37.0%) had PAVFs. The ages ranged from 2 to 132 months (mean, 29.6±29.7). In 13 (65%) patients, the bidirectional Glenn operation was performed on the right-hand side; in 2 (10.0%) patients, on the left-hand side; and in 5 (25%) patients, it was bicaval. The follow-up of the patients with PAVFs ranged from 4 to 84 months (mean, 32.4±21.65), and that of the patients without fistulae ranged from 1 to 77 months (mean, 23.4±18.8), with statistical significance (P=0.04). The PAVFs were diagnosed by use of microbubble contrast echocardiography in 20 cases; the examination was considered positive when return of microbubbles through the pulmonary veins was detected. PAVFs were observed in the right lung in 9 (45%) patients, in the left lung in 3 (15%) patients, and in both lungs in 8 (40%) patients. The pulmonary angiography showed alterations compatible with PAVFs in 16 patients, with a sensitivity of 80%. CONCLUSION: The incidence of PAVFs after the bidirectional Glenn operation was high (37%). The time interval elapsed after the bidirectional Glenn operation was the only independent variable that significantly correlated with the appearance of PAVFs (P=0.04). Microbubble contrast echocardiography was the standard diagnostic method. The pulmonary angiography showed a sensitivity of 80.0%.
Contribution to the diagnosis and treatment of pulmonary arteriovenous fistulae after a bidirectional Glenn operation
Maria Virgínia Tavares Santana; Paulo Paredes Paulista; Sérgio Cunha Pontes Júnior; César Augusto Esteves; Valmir Fernandes Fontes; José Eduardo Moraes Rego Sousa
São Paulo - SP, Brazil
Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia - São Paulo
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Cyanogen congenital heart diseases, which behave functionally as univentricular heart, are usually characterized by a poor prognosis, unsatisfactory quality of life, and impossibility of surgical correction that reestablishes the normal cardiac anatomy.
In the past 4 decades, several proposals for palliative operations have been tested, initially in experimental animals, and then, if successful, in children with such defects. One of them, the Glenn operation, was based on the principle that systemic venous blood might reach the pulmonary circulation without the participation of the right cardiac cavities. This operation was experimentally proposed by Carlon et al 1 in 1951, successfully performed for the first time by Meshalkin 2 and Bakulev 3 in 1956, and diffused by Glenn 4 in 1958.
The classical Glenn operation, as this procedure has been known, remained unaltered for many years. Haller et al 5 experimentally introduced the concept of bilateral partial cavopulmonary anastomosis, in which the continuity between the pulmonary arteries was preserved by a terminolateral anastomosis between the superior vena cava and the right pulmonary artery.
Azzolina et al 6 performed that operation for the first time, which became known as the bidirectional Glenn operation. The major advantage of this technique was that the right pulmonary artery, not separated from the confluence, allowed the division of the blood volume of the superior vena cava between both lungs.
Mathur and Glenn 7 reported the late evolution of 56 patients out of 63 who underwent the classical Glenn operation and described for the first time the development of pulmonary arteriovenous fistulae in that type of operation. From this publication onwards, other studies reported such complications 8,9, decreasing the enthusiasm in regard to the classical Glenn operation, which was then abandoned in favor of the bidirectional Glenn operation 6, 10.
From March 1990 to December 1995, 59 patients with complex cyanogen congenital heart diseases underwent the bidirectional Glenn operation at our service. Five patients died, 4 immediately after the procedure and one during hospitalization. The 54 survivors comprised the case series of this study. Age, on the occasion of the operation, varied from 2 to 132 (mean, 31.4±33.56; median, 18.5) months, and 4 patients were less than 6 (range, 2 to 5; mean, 4.0) months. Of the 54 patients, 28 (51.9%) were of the male sex, and 26 (48.1%) were of the female sex. The heart diseases were as follows: tricuspid atresia, 30 (56.0%); atrioventricular connection of the double-inlet type, 17 (31.5%); right ventricular double outflow tract, 4 (7.4%); Ebstein disease, 1 (1.7%); complete transposition of the great arteries, 1 (1.7%); and pulmonary atresia with intact ventricular septum, 1 (1.7%). The pulmonary valve had normal anatomy in 19 (35.2%) patients, was stenotic in 25 (46.3%), and atresic in 10 (18.5%).
The bidirectional Glenn operation was performed by anastomosing the right superior vena cava to the right pulmonary artery in 38 (70.4%) patients, to the left pulmonary artery in 6 (11.2%), and simultaneously to the right and left pulmonary arteries (bicaval bidirectional Glenn operation) in 8 (14.9%) patients. In the 2 (3.4%) remaining patients, the inferior vena cava was used for connection with the right pulmonary artery (inverted bidirectional Glenn operation). Blood flow from the ventricular cavity to the pulmonary trunk was maintained in 21 (38.9%) patients. It was abolished after the surgical ligature of the pulmonary trunk in 23 (42.6%) patients. In the other 10 (18.5%) patients, it never occurred due to the presence of pulmonary valve atresia.
All patients underwent periodical review every 3 months, which included, in addition to the complete clinical examination, electrocardiography at rest, chest radiography in the posteroanterior projection, pulse oximetry, measurement of the hematocrit and hemoglobin, microbubble contrast echocardiography with sequential analysis of the heart disease, and, finally, cardiac catheterization.
Transthoracic echocardiographic study was performed in 41 (76.0%) patients weighing less than 20 kg, and the transesophageal technique was used in 13 (24.0%) patients weighing 20 kg or more. The initial maximum dosage of 80 mg/kg of 20% chloral hydrate was used as a sedative for patients undergoing transthoracic echocardiography after a 3-hour fast. If the patient did not respond to sedation, 20% of the initial dosage was administered 20 minutes after the first dose. For transesophageal echocardiography, anesthesia was induced with propofol (1 to 2 mg/kg) and maintained with a dosage of approximately 100 mg/kg per minute. When necessary, concomitant inhalation with halothane was provided.
The venous access for microbubble injection was chosen according to the location of the bidirectional Glenn operation as follows: in patients with the bidirectional Glenn operation performed on the right- or left-hand side, the right or left brachial vein, respectively; in those with the bicaval bidirectional Glenn, the right and left brachial veins; and in those with the inverted bidirectional Glenn, the right femoral vein.
The contrast material consisted of 5.0 mL of saline solution with 0.5 mL of environmental air vigorously mixed by use of a system with 2 taps and 3 connections, producing an opaque saline solution rapidly injected into the patient's vein 11.
The confirmation of the diagnosis of pulmonary arteriovenous fistulae was obtained by detecting the echocardiographic contrast material (bubbles) in the pulmonary veins after a maximum of 8 cardiac cycles. The number of contrast material injections varied, and they were repeated as many times as necessary for the correct diagnosis.
The echocardiographic examinations were performed with the Ultramark-9 HDI model ATL (Advanced Technology Laboratories) apparatus, using a phased array transducer at a 5-3 MHz frequency, and a transesophageal biplane probe at a 5 MHz frequency. The 2-dimensional images were recorded on videotape for later analysis. The duration of the echocardiographic contrast material injection appeared on screen and was recorded on the videotape.
The conventional echocardiographic examination was based on the sequential analysis 12 for defining the anatomy of the heart disease and functionally assessing the bidirectional Glenn operation. Then, the contrasted examination was performed. The subcostal, 4-chamber apical, longitudinal parasternal, and suprasternal views were used for transthoracic examination. The 4-chamber medium transverse and longitudinal planes were used for the transesophageal examination.
The bidirectional Glenn operation was conventionally performed with or without extracorporeal circulation, depending on the surgeon's option. The inverted Glenn operation, which consisted of the construction of a tunnel inside the right atrium, allowing continuity of the inferior vena cava with the right pulmonary artery, was performed according to a previously published technique 13.
For confirming that the microbubbles do not cross the capillary barrier in the absence of pulmonary arteriovenous fistulae, a control group of 27 healthy children was used. Their ages ranged from 12 to 156 months (mean, 58.4±34.8; median, 48.0), and they underwent the same clinical, laboratorial, and echocardiographic protocol of the general case series, except for the hemodynamic study.
The statistical analysis was performed by calculating the arithmetic mean, standard deviation, and median for describing the continuous quantitative variables. The qualitative and categorical variables were expressed as percentages, and, for their comparison, the Pearson c2 (chi-square) test or the Fisher exact test was used. For comparisons of the means of the quantitative variables, the Student
Fifty-four patients were followed up for the maximum period of 110 months (mean, 31.4±33.56; median, 18.5). Pulmonary arteriovenous fistulae were detected in 20 patients (37.0% - 95% CI: 24.1 - 49.9%).
The survival curve free from the event pulmonary arteriovenous fistula had a mean of 50.0 (95% CI: 39 - 61 months) and median of 48.0 (95% CI: 38 - 58 months), with a 37.0% accumulated probability of up to 84 months (
The age of 20 patients who developed pulmonary arteriovenous fistulae ranged, on the occasion of the bidirectional Glenn operation, from 2 to 132 months (mean, 29.6±29.72; median, 19.0). Twelve (60.0%) were males and 8 (40.0%) were females. The follow-up duration ranged from 4 to 84 months (mean, 4±21.65; median, 25.0), while in those who did not develop pulmonary arteriovenous fistulae, the follow-up duration ranged from 1 to 77 months (mean, 23.4±18.84; median, 18.0; P=0.04), showing statistical significance. The comparison between the ages of the general case series and the event of pulmonary arteriovenous fistulae by using the class interval showed no statistical significance (P=0.48).
In the case series of 54 patients, 4 (6.8%) underwent the bidirectional Glenn operation before the age of 6 months (range, 2 to 5 months; mean, 4.0 months), and pulmonary arteriovenous fistulae were detected in 2 patients at the ages of 23 and 24 months (
When comparing the sex of the patients with and without fistulae, the P value was also not significant (P=0.41).
The most prevalent heart diseases among the patients developing pulmonary arteriovenous fistulae were tricuspid atresia in 10 (50.0%) and atrioventricular connection of the double-inlet type in 8 (40.0%) patients. The 2 remaining patients had right ventricular double outflow tract and complete transposition of the great arteries (10.0%). No statistical significance was observed between the 2 major groups of heart diseases in regard to the presence or absence of pulmonary arteriovenous fistulae (P=0.54).
As can be seen in
The pulmonary biopsy revealed pulmonary parenchyma with ectatic and congestive arterial and venous vascular network compatible with pulmonary arteriovenous fistulae (
In 13 (65.0%) of 20 patients with pulmonary arteriovenous fistulae, the right superior vena cava was used for connecting with the right pulmonary artery; in 2 (10.0%), the left superior vena cava was anastomosed to the left pulmonary artery; and in 5 (25.0%), both the left and right venae cavae were anastomosed to the respective left and right pulmonary arteries.
Blood flow from the ventricular cavity to the pulmonary trunk was maintained in 10 (50.0%) patients. In 5 (25.0%), blood flow was abolished by surgical ligature of the pulmonary trunk, and in the other 5, it never occurred due to the presence of pulmonary valve atresia. The comparative study considering the location of the operation and maintenance of the anterograde flow between the groups with and without pulmonary arteriovenous fistulae showed no statistical significance (P=0.31 and 0.19, respectively).
The duration of the follow-up of patients in whom pulmonary arteriovenous fistulae were detected after the bidirectional Glenn operation ranged from 4 to 84 months (mean, 32.4±21.65; median, 25.0). Six patients had progressive dyspnea and stable cyanosis on the occasion of the detection of the fistulae; 8 had progressive cyanosis; and 6 had progressive dyspnea and cyanosis.
On echocardiographic study, the duration between injection of the contrasted material and the appearance of the microbubbles in the pulmonary veins ranged from 3 to 8 seconds, which corresponded to the mean of 5 cardiac cycles (range, 4 to 7). As no contrast material was observed in the inferior vena cava and in the systemic return atrium, the possibility of systemic venous collaterals was excluded in 19 (95.0%) patients. In one (5.0%), the presence of microbubbles was observed in the inferior vena cava, which also allowed the diagnosis of systemic venovenous connection to that vein. In 9 (45.0%) patients, pulmonary arteriovenous fistulae were detected in the right lung; in 3 (15.0%) patients, in the left lung; and in 8 (40.0%) patients, in both lungs (
Of the 20 patients with pulmonary arteriovenous fistulae diagnosed on microbubble contrast echocardiography, pulmonary angiography detected fistulae in 16 (80.0%) due to the presence of one or more of the following factors: 1) reticular appearance of the lung parenchyma; 2) angiomatoid dilations of the lobar pulmonary arteries (
Angiography had a sensitivity of 80.0%, specificity of 100%, and positive and negative predictive values of 100% and 89.5%.
Of the 20 patients with pulmonary arteriovenous fistulae, 10 underwent total cavopulmonary operation; 2 (10.0%) died in the immediate phase due to hypoxemia and low cardiac output syndrome; 5 are awaiting surgical correction; and 4 are not indicated for surgery, because of the presence of bilateral diffuse fistulae in 2 patients, and hypoplasia of the pulmonary arteries, with a Nakata index 14 lower than 200 mm2/m2, in the other 2. One patient died after the hemodynamic restudy (case 8), which was performed for assessing the possibility of definitive correction (total cavopulmonary operation). Of the 8 patients surviving the total cavopulmonary operation, disappearance of the pulmonary arteriovenous fistulae was detected in 3 (27.0%) patients (cases 2, 3, and 10) at 6, 26, and 36 months, respectively (
The control group showed no return of microbubbles through the pulmonary veins, confirming the importance of contrast echocardiography for diagnosing the presence or absence of pulmonary arteriovenous fistulae.
Pulmonary arteriovenous fistulae have been postulated as remnants of minute arteriovenous communications present in the fetus and neonatal infant, which, by dilation, become fistulous, causing precapillary shunts and arterial insaturation 15. Injections of gelatinous calcium carbonate into the pulmonary arteries of stillborns showed the presence of vascular channels that go beyond the capillary bed and directly communicate the arterial and venous systems 16. These channels may be responsible for the development of the pulmonary circulation, before the alveolar capillary network establishes. The lungs of neonates are more sensitive and the embryonic arteriovenous connections may persist, explaining the greater prevalence of pulmonary arteriovenous fistulae, which are clinically more significant in young infants 16.
In our study, in the 20 patients who developed pulmonary arteriovenous fistulae, statistical significance was observed in regard to neither the intensity of the event nor the age on the occasion of the bidirectional Glenn operation. In 2 patients, pulmonary arteriovenous fistulae were detected earlier (cases 12 and 18), 6 and 4 months after surgery, respectively, and their ages on the occasion of surgery were 39 and 17 months (
Therefore, pulmonary arteriovenous fistulae seem to be related to the time of evolution after the bidirectional Glenn operation. Cloutier et al 9 reported a 25.0% incidence of the event in 20 patients studied during an 8.8-year follow-up. Kopf et al 17, studying 62 cases, reported the presence of pulmonary arteriovenous fistulae in 19 (31.0%), and the only predictive variable was the interval between the operation and the detection of fistulae (P<0.05). Trusler et al 18, studying 61 patients, detected the development of pulmonary arteriovenous fistulae in 13 (21.0%) patients. The mean follow-up of patients with fistulae after the bidirectional Glenn operation was 125.6±28.5 months; the mean follow-up of those with no angiographic evidence of fistulae was 86.05±37.0 months (P=0.027).
The pathogenesis of the pulmonary arteriovenous fistulae has not yet been clarified. It has been suggested 8,19 that patients with left atrial isomerism have a predisposition for the occurrence of pulmonary arteriovenous fistulae as part of the spectrum of incomplete development of organs affected by the syndrome, or that the fistulae are related to the biliary disease sometimes found in those patients. Studies carried out by Srivastava et al 20 have reported a high incidence of pulmonary arteriovenous fistulae after the bidirectional Glenn operation in 6 of 28 (21.0%) patients with left atrial isomerism, with a mean follow-up of 4 years.
The bad distribution of the pulmonary flow may be another cause of appearance of pulmonary arteriovenous fistulae 21, because the passive pulmonary filling, without the propelling force of the right ventricle after the operation, results in an increase in the perfusion of the inferior lobe instead of the superior lobe. Although this bad distribution is present in some patients after the total cavopulmonary operation 9, pulmonary arteriovenous fistulae are not frequent complications.
Another cause could be the absence of pulsatile flow, but this possibility does not explain the appearance of pulmonary arteriovenous fistulae in patients with biliary atresia 22.
These considerations strongly suggest that the hepatic venous blood plays a role in preventing the pulmonary arteriovenous fistulae. Patients with hepatic cirrhosis 23,24 develop vascular dilations similar to those found after the bidirectional Glenn operation, impairing the precapillary and capillary regions of the pulmonary vessels. Although abnormal vasoactive agents were found in the hepatic venous blood of patients with cirrhosis 25,26, most patients with pulmonary arteriovenous fistulae consequent to the bidirectional Glenn operation have normal liver function 20.
This finding leads to the supposition that it is the absence of a normal hepatic factor, rather than the presence of an abnormal factor in the hepatic venous blood that produces pulmonary arteriovenous fistulae 20. Lamberg et al 22 have reported that 2 patients with biliary atresia developed pulmonary arteriovenous fistulae, which reversed 3 months after orthotopic liver transplantation, suggesting that the return of the normal liver flow to the lungs was responsible for involution of the fistulae. Other studies 27,28 have also confirmed this hypothesis in adults with hepatic cirrhosis and children with biliary atresia.
On the other hand, the evidence of pulmonary arteriovenous fistulae in patients with left atrial isomerism with no cardiac anomalies 19,29, the close relation between biliary atresia and pulmonary arteriovenous fistulae 30-32, and worsening or appearance of fistulae after a total cavopulmonary operation 9 suggest that hepatic venous blood is partially responsible for, but does not play an exclusive role in the genesis of the pulmonary arteriovenous fistulae.
The studies by Moore et al 33, Knight and Mee 34, and Shah et al 35 confirm the hypothesis of the role played by the hepatic factor in the formation of the pulmonary arteriovenous fistulae by showing the appearance of fistulae after the Kawashima operation 32, and their partial 34 or complete 35 disappearance after the incorporation of the supra-hepatic veins into the pulmonary circulation. In our study, of the 8 patients with pulmonary arteriovenous fistulae undergoing total cavopulmonary operation, complete regression occurred in 3 and partial in 2, the latter with bilateral fistulae. A new investigation with a longer follow-up may have more favorable results.
Despite the evidence showing that the hepatic venous blood plays a role in the genesis of pulmonary arteriovenous fistulae, their causal agent has not been detected. Vasodilators originating in the mesenteric venous blood, such as glucagon, have been proposed as the major agents involved in the appearance of the fistulae 25. Kawata et al 36 reported the appearance of pulmonary arteriovenous fistulae in 3 of 16 patients with left atrial isomerism and cyanogen congenital heart diseases and no previous operation, 2 of whom also had systemic arteriovenous fistulae. These results were compared with those of 50 patients with right atrial isomerism, but none of them developed fistulae, either pulmonary or systemic. One patient with left atrial isomerism and systemic and pulmonary arteriovenous fistulae had an elevation in somatostatin, an antagonist of glucagon, with values around 92.8 pg/mL, when the normal level is 28 pg/mL. The increase in somatostatin may reflect a homeostatic mechanism to prevent the excessive vasodilation caused by an unknown mediator, which may account for the appearance of the fistulae 36. In addition, the unknown vasodilator agent may reach the systemic circulation without being metabolized by the liver, and, therefore, may similarly produce systemic arteriovenous fistulae.
Although the unknown vasodilator agent may be responsible for the genesis of both types of fistulae, other mechanisms may be involved, because the pulmonary arteriovenous fistulae appear in patients with interruption of the hepatic segment of the inferior vena cava, with continuation and drainage through the azygos or hemiazygos system.
Those considerations again shed light onto the liver, because, as already cited, the pulmonary arteriovenous fistulae consequent to biliary atresia 22 or hepatic cirrhosis 25,26 reverse after orthotopic liver transplantation.
Although the unknown vasodilator agent may be responsible for the genesis of the pulmonary and systemic arteriovenous fistulae in patients with left atrial isomerism, other mechanisms may be implicated. The following hypothesis may be formulated: in these cases, vasodilator agents, such as glucagon and vasoactive intestinal peptides originating from the mesenteric circulation, are not metabolized by the liver and pass directly to the lungs, heart, and other organs, stimulating the formation of the fistulae. Hypersensitivity of the pulmonary endothelium or a reduction in the sensitivity of the pulmonary vasculature to an endogenous vasoconstrictor should be considered alternative mechanisms 36.
Recognizing the importance of the hepatic venous blood return to the lungs for preventing fistulae, Macé et al 37 and the group of this study 13 modified the procedure of the bidirectional Glenn operation to allow a first mandatory passage of hepatic blood through the lungs. Aiming at this, the right pulmonary artery was connected to the inferior vena cava, a procedure called the inverted bidirectional Glenn operation, whose technical details have already been described in a previous publication 13. After surgery, blood of the inferior vena cava has to pass through the lungs, supplying them with the hypothetical hepatic factor. This technique was used in 2 patients in this series, who developed no pulmonary arteriovenous fistulae during 2 years of follow-up, when a total cavopulmonary operation was performed.
In regard to the prevention of the development of pulmonary arteriovenous fistulae, the literature has emphasized the possible benefits of pulsatile flow, both for the decrease in the incidence of the fistulae and for their reversal after the inclusion of hepatic venous blood 30,38,39.
In our study, anterograde pulmonary flow was maintained in 21 (39.0%) patients and was absent in 33 (61.0%) patients (P=0.19), nonsignificant for pulmonary arteriovenous fistulae.
Historically, the assessment of the presence of pulmonary arteriovenous fistulae has been difficult due to the lack of an appropriate investigation medium for the supervision of patients at risk for developing fistulae. Although pulmonary angiography and pulmonary perfusion study with technetium-99m macroaggregated albumin have been used for demonstrating pulmonary arteriovenous fistulae 9,18, these techniques are very uncomfortable and seem to be less reliable than contrast echocardiography 40, 41-43. According to Bernstein et al 40, pulmonary angiography has low sensitivity, mainly in cases of localized and small fistulae. Those authors reported that pulmonary angiography allowed the diagnosis in only 2 of the 9 cases of fistulae. Chang et al 42 reported the detection of pulmonary arteriovenous fistulae by use of contrast echocardiography in 10 of 14 (71.0%) patients after the bidirectional Glenn operation, while pulmonary angiography provided the diagnosis in only 3 (21.0%).
In our study, the angiographic study of the pulmonary arteries was completely normal in 4 (20.0%) patients (cases 7, 13, 16, and 19) (
Special attention should be given to the contrast technique and the correct interpretation of the images to reduce the possibilities of false-positive or false-negative results. An inadequate formation of microbubbles may result in a false-negative. The contrast material should only be injected if the mixture is opaque, when it has a grayish color. The injection should be rapid. The quality of the mixture is more important than the volume injected. The injections may and should be repeated as many times as necessary. No type of complication was recorded in 207 examinations performed.
The false-positive diagnosis may occur in the presence of systemic venous collaterals, which develop between the superior vena cava and the systemic return atrium, or between the superior vena cava or the innominate vein and the inferior vena cava, or between the innominate vein and the pulmonary veins. Therefore, it is recommended that the diagnosis of pulmonary arteriovenous fistulae on contrast echocardiography should be considered positive when the microbubbles are detected returning through the pulmonary veins. To rule out the possibility of connections between the innominate vein and the pulmonary veins, a rare situation (less than 4%), occlusion of the innominate vein with a balloon and contrast injection are mandatory through a cardiac catheter 44.
One of the most intriguing aspects of pulmonary arteriovenous fistulae is the scarcity of therapeutic options available. If not treated, they result in significant morbidity and mortality. In those cases, the options are: to undo the Glenn anastomosis 45; perform heart and lung transplantation 31; create an ipsilateral axillary arteriovenous fistula 17; and convert to a total cavopulmonary operation. In patients with left atrial isomerism and the bidirectional Glenn operation, the inclusion of the suprahepatic veins into pulmonary circulation 34, 35 or into the azygos system 46 has led to resolution of the fistulae.
In our experience, the reversal of the fistulae occurred after surgical complementation to total cavopulmonary, which was complete in 3 and partial in 2, as reported.
The natural history and clinical significance of the pulmonary arteriovenous fistulae have not been completely defined, and the best approach to such a severe complication is limited by the short follow-up of the patients. Although it is not possible, mainly in Brazil, to reduce the interval between the bidirectional Glenn operation and the total cavopulmonary operation, it is important to include contrast echocardiography as part of the investigative routine in patients undergoing the bidirectional Glenn operation. For those with a positive contrast study, cardiac catheterization is recommended for assessing the extension of the problem. Attention should be particularly directed at 2 population groups: the infants who undergo early operation, and the patients with an evolution time greater than 2 years. The results of this study indicate that all children undergoing the bidirectional Glenn operation have a significant risk of developing pulmonary arteriovenous fistulae.
The results of the present study allowed the following conclusions: 1) the incidence of pulmonary arteriovenous fistulae after the bidirectional Glenn operation was high, with values around 37.0% (95% CI: 24.1 - 49.9%) in our case series; 2) the only independent variable that significantly correlated with the appearance of pulmonary arteriovenous fistulae was the time interval elapsed after the bidirectional Glenn operation, with an increased risk for those with an evolution time longer than 2 years (P=0.04); 3) contrast echocardiography was the standard method for diagnosing pulmonary arteriovenous fistulae, suggesting its use every 3 months for all patients undergoing the bidirectional Glenn operation; 4) pulmonary angiography proved to be a method with sensitivity of 80% and specificity of 100%, and positive and negative predictive values of 100% and 89.5%, respectively, for detecting pulmonary arteriovenous fistulae. The exclusion of fistulae was not considered a finding of apparent normality of the pulmonary vascular parenchyma; 5) in our study, total cavopulmonary operation was an appropriate treatment for pulmonary arteriovenous fistulae because of the inclusion of hepatic blood into the lungs.
Further investigation is mandatory for determining other risk factors involved in the pathogenesis of pulmonary arteriovenous fistulae, for confirming the still hypothetic hepatic factor, and also for identifying the substance(s) responsible for dilation of precapillary and capillary pulmonary vessels.
Correspondence to Maria Virgínia Tavares Santana Av. Rouxinol, 780/51 Cep 04516-001 São Paulo, SP - Brazil E-mail:
Received for publication: 10/22/2003
Accepted for publication: 02/18/2004
English version by Stela Maris Costalonga