OBJETIVO: Demonstrar a viabilidade do uso da circulação extracorpórea estabelecida entre o átrio esquerdo e a aorta ascendente para indução da hipotermia profunda na correção de aneurismas torácicos e toracoabdominais. MÉTODOS: De janeiro 1994 a julho 2001, foram operados 38 pacientes, com média de idade de 54,6±12,7 anos. Foram submetidos a correção de aneurisma toracoabdominal 12 (31,6%) pacientes e 26 a aneurismas torácicos descendentes. Os pacientes foram induzidos a hipotermia profunda por meio de circulação extracorpórea, com temperatura faríngea variando entre 15 e 25ºC (média de 20,6±3,2ºC). RESULTADOS: Dentre as complicações neurológicas, a paraplegia ocorreu em dois (5,3%) casos. Um paciente evoluiu com paraparesia de membros inferiores e um com quadro de convulsão. As complicações respiratórias estiveram presentes em 12 (31,6%) pacientes, com mortalidade de 16,7% (dois pacientes). Dois pacientes foram operados em caráter de urgência e vieram a falecer. A mortalidade total foi de 18,4% (7 pacientes). CONCLUSÃO: A correção dos aneurismas da aorta torácica descendente e toracoabdominal, com emprego da hipotermia profunda pela circulação extracorpórea estabelecida entre o átrio esquerdo e a aorta ascendente, demonstrou ser um método viável na correção desses aneurismas.
Correção dos aneurismas da aorta torácica e toracoabdominal. Técnica de canulação central
São Paulo, SP e São José do Rio Preto, SP
Real e Benemérita Associação Portuguesa de Beneficência
Faculdade de Medicina de São José do Rio Preto
O tratamento cirúrgico dos aneurismas arteriais teve início com Matas, em 1903, que descreveu a técnica de endoaneurismorrafia obliterante, onde eram suturados os orifícios proximal e distal, sem restaurar a continuidade do fluxo sangüíneo. Em 1920, Matas introduziu a endoaneurismorrafia restauradora e reconstrutiva para manter o fluxo de sangue através da aorta1.
O primeiro trabalho sobre a correção dos aneurismas da aorta torácica descendente pela inserção de um tubo no local do aneurisma foi descrito por Lam e Aram2, em 1951. Etheredge e cols.3, em 1955, apresentaram o primeiro relato de tratamento de aneurisma toracoabdominal com sucesso, pela utilização de enxerto homólogo, de um
A etiologia dos aneurismas, segundo Coselli e LeMaire4, é de origem degenerativa em aproximadamente 80% dos pacientes. A segunda causa mais comum é a dissecção da aorta. Como causas menos freqüentes têm-se a síndrome de Marfan, a síndrome de Ehlers-Danlos, infecção, doença de Takayasu e trauma.
Os fatores de risco para ruptura são a presença de dor, dissecção, diâmetro maior que 5 cm, evolução no crescimento do aneurisma, tabagismo, doença pulmonar obstrutiva crônica, hipertensão arterial sistêmica, insuficiência renal crônica e doenças degenerativas da aorta5-8.
As principais causas de morbi-mortalidade são o infarto agudo do miocárdio, insuficiência respiratória e acidente vascular cerebral. Os pacientes com antecedente de tabagismo e doença pulmonar obstrutiva crônica apresentam fator de risco para desenvolvimento de insuficiência respiratória. Pacientes com insuficiência renal prévia apresentam maior risco de desenvolver quadro de insuficiência renal aguda no pós-operatório6.
Além disso, segundo Kazui e cols.9, a cirurgia de urgência, as dissecções da aorta, o tempo de pinçamento aórtico e o tempo de circulação extracorpórea são fatores de risco que aumentam a mortalidade pós-operatória.
Os aneurismas toracoabdominais foram classificados por Crawford e cols.10, em tipo I, com início após a artéria subclávia esquerda até abaixo dos ramos viscerais; tipo II, com início após a artéria subclávia esquerda até a bifurcação da aorta; tipo III, entre a 6º costela e as artérias renais e o tipo IV, com início abaixo do diafragma até as artérias renais.
Os métodos complementares utilizados no diagnóstico dos aneurismas são: radiografia do tórax, ecocardiograma, tomografia computadorizada, ressonância nuclear magnética e aortografia.
O tratamento cirúrgico dos aneurismas da aorta torácica e abdominal tem evoluído tanto no método endovascular como no tratamento convencional, caracterizado pela interposição de próteses após ressecção dos aneurismas.
Palma e cols.11 descreveram um relato de caso de aneurisma sacular, com introdução de dois
Palma12 utilizou o tratamento endovascular na correção das dissecções agudas da aorta torácica descendente, em 27 pacientes, com 80% de sobrevida em 32 meses.
O conhecimento anatômico da irrigação da medula espinhal é fundamental para o entendimento das lesões neurológicas (paraplegia ou paraparesia) conseqüentes à cirurgia da aorta torácica ou toracoabdominal. Existem três artérias espinhais, uma anterior e duas posteriores. A artéria principal é a artéria anterior que irriga os dois terços anteriores da medula, incluindo a área motora. Esta artéria percorre a região tóraco-lombar e recebe as artérias intercostais e lombares; é a grande artéria radicular magna ou artéria de Adamkiewicz, que usualmente se origina entre a 9ª e a 12ª vértebras torácicas em 75% dos pacientes, entre a 5ª e a 8ª vértebras torácicas em 15% e entre a 1ª e a 2ª vértebras lombares em 10%. Se a artéria radicular magna está entre a 5ª e a 9ª vértebras torácicas, pode haver uma artéria complementar, a artéria do conus medular, que nesse nível, se anastomosa à artéria de Adamkiewicz.
Na atualidade, os métodos de proteção da medula são muitos, dentre eles, o
O objetivo deste trabalho foi demonstrar a viabilidade do uso da circulação extracorpórea estabelecida entre o átrio esquerdo e aorta ascendente e combinada com a hipotermia profunda para correção dos aneurismas torácicos ou toracoabdominais, analisando seus resultados.
De janeiro/1994 a julho/2001, de um total de 860 casos operados de doença da aorta no nosso Serviço, (555 aneurismas e 305 dissecções) foram estudados 38 portadores de aneurismas da aorta torácica descendente ou da aorta toracoabdominal. Na técnica cirúrgica empregada foi realizado o reimplante dos vasos viscerais, usando de forma eletiva a hipotermia profunda, com emprego da circulação extracorpórea estabelecida entre o átrio esquerdo e aorta ascendente, seguida de parada circulatória total para realização da anastomose proximal junto da artéria subclávia esquerda, sem pinçamento aórtico.
A idade dos pacientes variou entre 22 e 72 (54,6±12,7) anos, sendo 26 (68,4%) homens e 12 (31,6%) mulheres.
Dos 38 pacientes estudados, 12 (31,6%) foram submetidos a correção de aneurismas toracoabdominais e os 26 (68,4%) restantes à correção de aneurismas torácicos (
O quadro clínico dos pacientes foi representado por dor em 29 (76,3%) pacientes, rouquidão em seis (15,8%), sendo que três apresentavam-se assintomáticos na ocasião do diagnóstico.
Trinta e um (81,6%) eram portadores de hipertensão arterial sistêmica e dois (5,3%) pacientes apresentavam insuficiência renal crônica.
Os métodos utilizados para a confirmação diagnóstica e indicação do tratamento cirúrgico dos aneurismas foram a radiografia de tórax, o ecocardiograma, a aortografia, a tomografia computadorizada e a ressonância nuclear magnética. Nos pacientes com idade > 40 anos foi realizada cinecoronariografia para afastar lesões coronarianas.
O diagnóstico etiológico foi: pós-trauma (um paciente); coarctação da aorta, corrigida ou não (quatro); aortite sifilítica (dois); ateroesclerótico (10) e dissecção da aorta (21) (
Os pacientes foram induzidos à hipotermia profunda por meio da circulação extracorpórea, com temperatura faríngea variando entre 15 e 25ºC (20,6±3,2ºC) (
O tempo de parada circulatória para correção cirúrgica variou de 9 a 36 minutos (21,3±6,1 minutos).
Os critérios de indicação da técnica proposta para o tratamento cirúrgico dos aneurismas foram embasados no tamanho, no diâmetro e na sua localização com relação à artéria subclávia esquerda. O diâmetro da aorta dos pacientes variou de 4 a 10,5 cm (8,1±1,5 cm).
Todos os pacientes foram preparados conforme protocolo do Serviço para a cirurgia de correção de aneurismas da aorta torácica e toracoabdominal: monitorização do ritmo cardíaco, da pressão arterial média por meio de cateterismo (dissecção ou punção) da artéria radial (direita), cateterismo de veia periférica com abocat nº 16 para indução anestésica, oxímetro de pulso, controle de débito urinário por cateterismo vesical com sonda Foley, temperatura nasofaríngea por meio de um tele-termômetro modelo 43 – TA, fabricado pelo
Foi realizada intubação orotraqueal brônquica seletiva que permite parar a ventilação do pulmão esquerdo durante o procedimento de dissecção e liberação do pulmão esquerdo, que geralmente está aderido ao aneurisma.
O paciente foi posicionado em decúbito lateral direito e realizada a assepsia com polivinil pirrolidona iodo a 1% (PVPI) degermante seguido de antissepsia com álcool iodado e, posteriormente, com PVPI tópico e colocados os campos cirúrgicos. A seguir, foi realizada a toracotomia póstero-lateral no 4º espaço intercostal esquerdo entre o espaço inter-escápulo-vertebral até a artéria torácica interna esquerda, nos aneurismas torácicos. Nos casos de aneurismas torácicos que apresentaram extremidade distal de difícil exposição pela proximidade do diafragma, pôde-se fazer uma toracotomia adicional no 6º espaço intercostal, sem necessidade de nova incisão cutânea. Nos aneurismas toracoabdominais, foi realizada a toracofrenolaparatomia iniciando-se no tórax, seguindo pela linha média do abdome, seccionando o diafragma de maneira circular para preservar o centro frênico.
Todas as vísceras abdominais foram afastadas, permitindo o acesso ao espaço retroperitonial até a bifurcação da aorta abdominal, expondo-a de maneira a permitir sua incisão longitudinal, iniciando-se pela sua porção proximal. Foi realizada a abertura do pericárdio e exposta a aurícula esquerda e a aorta ascendente.
Foi realizada a anticoagulação com heparina sódica (5.000 UI por ml) na dose de 4mg/Kg de peso corpóreo. Confecciou-se duas suturas em bolsa na aorta ascendente com fio "mersilene" 2–0 passados através de tubos de látex com a finalidade de garantir a hemostasia e a fixação ao redor da cânula. Foi feita sutura em bolsa com polipropilene 4-0 na aurícula esquerda, também reparada com tubo de PVC, e introduzido em seus espaços delimitados uma cânula arterial aramada modelo Baxter R.M.I. de 20 ou 22F, fixada adequadamente com auxílio das suturas em bolsa. A seguir, foi colocada a cânula no átrio esquerdo (cânula venosa Baxter R.M.I. nº 3651), no espaço delimitado pela sutura em bolsa, que serviu de drenagem para o oxigenador de membrana e posterior retorno à aorta ascendente com um fluxo arterial de 2,2l/m2 por minuto, com fluxo adequado de oxigênio de dois litros e um litro de ar comprimido, em misturador
Após início da circulação extracorpórea, o paciente foi induzido à hipotermia profunda, que poderia atingir até 15ºC. Durante o procedimento para indução da hipotermia profunda foram colocadas bolsas contendo gelo sobre a cabeça do paciente, revestida por compressas de gaze. Ao atingir a temperatura entre 20 e 18ºC, a circulação foi parada, o sangue drenado para o oxigenador, realizada a abertura do aneurisma. Por um fenômeno de inércia térmica, a temperatura nasofaríngea do paciente atingiu valores próximos a 16ºC. Foi iniciada a correção cirúrgica pela abertura longitudinal do aneurisma da aorta torácica próximo à artéria subclávia; na dependência do comprometimento aneurismático da aorta, a incisão em direção aos demais vasos da base foi prolongada e iniciada a reconstrução da aorta e ou da sua croça com um enxerto tubular de diâmetro adequado (pericárdio ou dacron®).
Posteriormente, as artérias intercostais foram ligadas e realizada a anastomose proximal da prótese com fio de polipropileno 3-0, com agulha de 2,5cm de curvatura, reforçada com uma tira de teflon.
Terminada a anastomose, foi realizado o pinçamento do enxerto tubular abaixo da mesma e a circulação extracorpórea foi restabelecida com um fluxo de 600ml/min, permitindo a reperfusão do cérebro. No tratamento dos aneurismas longos da aorta torácica ou toracoabdominais, as artérias intercostais localizadas entre a 8ª e a 11ª vértebras torácicas foram reimplantadas (
Nos casos de aneurismas toracoabdominais, o músculo diafragma foi seccionado de forma a preservar o centro frênico e atingindo o retroperitôneo. Após exposição e abertura adequada da aorta, foram reimplantados no enxerto tubular o tronco celíaco, a artéria mesentérica superior e as artérias renais isoladas ou juntas, conforme detalhe anatômico.
Durante esta seqüência de procedimentos de anastomoses, o pinçamento da aorta foi sendo deslocado a fim de permitir que o fluxo sangüíneo aumentasse, reperfundindo as estruturas dependentes das artérias reanastomosadas. Após a realização da anastomose distal entre o enxerto tubular e a aorta abdominal, foi iniciado o aquecimento do doente, obedecendo os critérios adequados de reaquecimento até atingir a temperatura esofágica de 37ºC.
Os valores hemodinâmicos adequados foram restabelecidos e iniciada a saída da circulação extracorpórea e neutralizada a heparina com sulfato de protamina na razão de 1:1. Foi feita a revisão da hemostasia e drenagem do retroperitôneo e tórax com drenos tubulares. A incisão cirúrgica foi fechada por planos. No fechamento do tórax, foi realizada a aproximação dos espaços intercostais, bem como, das costelas que foram seccionadas, com fio de aço nº 5. Terminado o fechamento da incisão cirúrgica, o paciente foi colocado em decúbito dorsal e trocado o tubo oroendobrônquico por uma cânula orotraqueal comum para permitir a ventilação adequada no pós-operatório. Os pacientes permaneceram sedados por 24h, em assistência ventilatória mecânica. Apresentando os critérios adequados de ventilação e as provas funcionais adequadas, foram desentubados, conforme protocolo pré-estabelecido no Serviço.
A análise estatística foi realizada por meio de comparação de médias pelo teste t de Student para amostras independentes e pelo teste não-paramétrico de Mann-Whitney. A verificação da associação entre variáveis de atributo foi feita pelo teste do qui-quadrado em tabelas de contingência ou pelo teste exato de Fisher, conforme o caso. Para a medida da associação entre variáveis quantitativas foi utilizada a análise de correlação simples de Pearson.
Em todos os casos foi adotado, para a declaração de significância, erro proporcional de 5% (p < 0,05).
Todos os pacientes foram induzidos à hipotermia profunda sistêmica, com temperatura variando entre 15 e 25ºC e esta variável não se associou com a mortalidade, já que os 31 pacientes que tiveram alta hospitalar apresentaram temperatura média, em hipotermia, de 20,9±3,3ºC, enquanto que os valores ficaram em 19,6±3,0ºC entre os 7 pacientes que faleceram, valores estes semelhantes (p = 0,323).
As complicações ocorridas no pós-operatório da correção cirúrgica dos aneurismas torácicos e toracoabdominais estão descritas na
Dentre as complicações neurológicas, ocorreram dois (5,3%) casos de paraplegia, sendo que em um houve quadro associado de acidente vascular cerebral isquêmico; um (2,6%) paciente evoluiu com paraparesia de membros inferiores, com posterior recuperação dos movimentos e um (2,6%) apresentou crise convulsiva no pós-operatório (
Dos 12 aneurismas toracoabdominais, 27% tiveram complicações neurológicas (IC95%=6-61%); já nos 26 torácicos, a incidência de complicações neurológicas foi de 0% (IC95%=0-13,2%). Pôde-se observar, portanto, a associação entre lesão neurológica e a localização toracoabdominal do aneurisma (p = 0,02).
As complicações respiratórias estiveram presentes em 12 (31,6%) pacientes, que apresentaram atelectasia, derrame pleural, infecção com manifestação de quadro clínico de insuficiência respiratória, de maneira isolada ou associada. Dois (5,3%) pacientes necessitaram de traqueostomia para ventilação mecânica por período prolongado, sendo que um faleceu no 25º dia de pós-operatório por insuficiência respiratória e o outro evoluiu com estenose de traquéia, necessitando de traqueoplastia. A mortalidade dos pacientes que tiveram complicações respiratórias foi de dois (16,7%) casos, não sendo significativamente diferente da observada entre aqueles que apresentaram outras causas de óbito (19,2%; p = 0,85) (
Dois pacientes, que necessitaram de reimplante das artérias renais, mostraram elevação transitória nos níveis séricos de creatinina, sem necessidade de diálise.
A mortalidade total de nossa casuística foi de 7 (18,4%) pacientes, sendo três (11,5%) óbitos em aneurismas torácicos e quatro (33,3%) em aneurismas toracoabdominais (p=0,11). As causas de mortalidade foram: um (14,3%) por sangramento no intra-operatório; dois (28,6%) por complicações respiratórias; dois (28,6%) por morte súbita, no 7º e 10º dia de pós-operatório; um (14,3%) caso por insuficiência cardíaca e um (14,3%) por dificuldade de saída de circulação extracorpórea por falência do miocárdio. Dois (5,3%) pacientes foram operados em caráter de urgência, por dissecção da aorta e faleceram, um por sangramento decorrente de coagulopatia e outro, tardiamente, por insuficiência respiratória.
Houve associação significativa entre mortalidade e o caráter de urgência da cirurgia (13,9% de óbito nas cirurgias eletivas e 100% nas de urgência, p=0,03) (
A dor pré-operatória não apresentou associação significativa com a ocorrência de óbito, muito embora tenha ocorrido em 100% dos pacientes que faleceram; mesmo assim, esteve presente na maioria dos pacientes com alta hospitalar (74,2%), não havendo diferença significativa entre ambas as porcentagens (p = 0,31).
O diâmetro do aneurisma, por outro lado, foi maior entre os pacientes que faleceram (9,3±1,1 cm) do que entre os pacientes que tiveram alta (média de 7,9±1,5 cm) (p = 0,02).
Do mesmo modo, detectou-se associação significativa entre o óbito dos pacientes e a presença de dissecção da aorta, já que todos os sete óbitos apresentavam dissecção (p=0,01).
A hipertensão arterial esteve presente na maioria dos pacientes (78,9%) e 20% dos pacientes hipertensos morreram, contra 12,5% dos não hipertensos, não havendo associação entre a hipertensão arterial e o óbito (p=1,00).
Na atualidade, os métodos de proteção da medula utilizados na cirurgia para correção dos aneurismas de aorta torácicos e toracoabdominais são: o
Olivier e cols.14, em 1984, deram início à utilização do
O reimplante das artérias intercostais, compreendidas entre a 9ª e a 12ª vértebras torácicas é outra alternativa proposta para proteção medular. A localização dessas artérias, por angiografia ou potencial evocado e seu reimplante, pode diminuir a incidência de paraplegia15,16. Kieffer e cols.20 observaram 5% de paraplegia nos casos em que foi utilizada esta técnica. Nós não empregamos a angiografia para identificar as artérias intercostais, no entanto, realizamos o implante das artérias compreendidas entre a 9ª e a 12ª vértebra torácica.
A drenagem do líquido cefalorraquidiano foi preconizada por Miyamoto e cols.14. Safi e cols.19 descreveram que a pressão do líquido cefalorraquidiano deve estar próxima de 10 mmHg e apresentaram uma incidência de paraplegia de 9%. Neste estudo, não utilizamos este método pois existe o risco de acidente de punção durante o procedimento, devido ao paciente estar submetido a heparinização, podendo ocorrer formação de hematoma extradural.
A hipotermia profunda, com ou sem parada cardiocirculatória, tem sido utilizada como alternativa ao tratamento dos aneurismas torácicos e toracoabdominais, sendo realizada por meio de circulação extracorpórea estabelecida entre a croça da aorta e o átrio direito22,23,25,26.
Neste ensaio, induzimos a hipotermia profunda interna por meio da circulação extracorpórea entre o átrio esquerdo e a aorta ascendente através da aurícula esquerda, por propiciar mais espaço para atuar sobre os aneurismas da croça, principalmente quando esses aneurismas estão próximos à artéria subclávia, ou ainda, pelo grande diâmetro da aorta descendente. Após a anastomose proximal da prótese na aorta, pinçamos a mesma e reiniciamos a circulação extracorpórea, o que nos permitiu perfundir o tecido cerebral, reduzindo o tempo de parada cardiocirculatória.
Apesar dos cuidados para evitar a paraplegia, esta permanece como um risco no pós-operatório dos portadores de aneurismas dos tipos I e II de Crawford. Neste estudo, os pacientes foram submetidos a circulação extracorpórea com hipotermia profunda e parada circulatória, com incidência de paraplegia de dois (5,2%) pacientes, sendo que um (2,6%) apresentou quadro de paraparesia.
Os agentes farmacológicos são utilizados para prevenir lesões de reperfusão. Acher e cols.27 utilizaram o naloxone acompanhado de drenagem do líquido cefalorraquidiano, apresentando incidência de paraplegia de 1/49 (2%).
Segundo Kazui e cols.9, as complicações pós-operatórias encontradas em 95 pacientes submetidos a correção de aneurismas de aorta torácica foram: insuficiência renal em 7 (7,8%) pacientes, sendo que dois (28,5%) necessitaram de hemodiálise. Dois (2,1%) pacientes tiveram paraplegia e um apresentou sangramento, necessitando de revisão de hemostasia.
A insuficiência renal necessitando de diálise ocorreu em um (2,2%) dos 46 pacientes com sobrevida de um mês28. Acher e cols.27 tiveram complicação renal em 2,7% dos pacientes.
Neste estudo, esta ocorrência foi transitória e afetou somente dois (5,3%) pacientes, que não necessitaram de diálise ou outros cuidados especiais.
Westaby23 relatou uma mortalidade de dois pacientes do tipo I da classificação de Crawford (8%), o que equivale a 33,3% (2/6). Acher e cols.27 mostraram em sua casuística, que 12 (10,9%) pacientes apresentaram déficit neurológico. Kouchoukos e cols.28 apresentaram mortalidade de 5 (9,8%) pacientes num total de 51. Suas complicações foram: paraplegia em dois (Crawford I 8%); paraparesia em um (2%). Em sua casuística, Yamashita e cols.29, estudando 94 pacientes submetidos a correção de aneurismas toracoabdominais, encontraram mortalidade de 15%.
Anacleto e cols.1 relataram mortalidade hospitalar de 13%, sendo 33,3% decorrentes de falência de múltiplos órgãos, 33,3% por coagulopatia, 8,3% por choque anafilático à protamina, 8,3% por acidente vascular cerebral de tronco cerebral, 8,3% por insuficiência hepática aguda e 8,3% decorrente de infarto agudo do miocárdio. A mortalidade nas cirurgias de emergência foi três vezes maior quando comparada às cirurgias eletivas. A incidência de paraplegia foi observada em 7% dos pacientes.
Em nossa casuística, a mortalidade foi de sete (18,4%) pacientes, sendo três (7,9%) por insuficiência respiratória, um (2,6%) por morte súbita, um (2,6%) por infarto agudo do miocárdio, um (2,6%) por baixo débito cardíaco e um (2,6%) por sangramento.
Em conclusão a correção dos aneurismas da aorta torácica descendente e toracoabdominal com o emprego da hipotermia profunda pela circulação extracorpórea, estabelecida entre o átrio esquerdo e a aorta ascendente, por toracotomia lateral esquerda ou toracofrenolaparotomia, demonstrou ser um método adequado para o tratamento cirúrgico dos aneurismas torácicos e toracoabdominais.
Viviane Cordeiro Veiga Al. Hungria, 89 Cep 06474-140 – Barueri – SP E-mail:
Recebido em 31/07/2003 - Aceito em 15/07/2004
OBJECTIVE: To demonstrate the viability of the use of extracorporeal circulation established between the left atrium and ascending aorta to induce deep hypothermia for correcting thoracic and thoracoabdominal aortic aneurysms. METHODS: From January 1994 to July 2001, 38 patients (mean age, 54.6 ± 12.7 years) were operated on as follows: 12 (31.6%) patients underwent repair of thoracoabdominal aortic aneurysm, and 26 patients underwent repair of descending thoracic aneurysms. Deep hypothermia was induced by use of extracorporeal circulation, with pharyngeal temperature ranging from 15 to 25ºC (20.6 ± 3.2ºC). RESULTS: Of the neurological complications, paraplegia occurred in 2 (5.3%) patients. One patient developed paraparesis, and another evolved with convulsion. Twelve (31.6%) patients had respiratory complications, and 2 (16.7%) patients died. Two other patients were operated on on an emergency basis and ended up dying. Total mortality was 18.4% (7 patients). CONCLUSION: Repair of descending thoracic and thoracoabdominal aortic aneurysms with deep hypothermia by use of extracorporeal circulation established between the left atrium and ascending aorta proved to be a viable method for correcting those aneurysms.
São Paulo, SP and São José do Rio Preto, SP - Brazil
Real e Benemérita Associação Portuguesa de Beneficência
Faculdade de Medicina de São José do Rio Preto
The surgical treatment of arterial aneurysms began with Matas, in 1903, who described the technique of obliterating endoaneurysmorrhaphy, which consisted of suturing the proximal and distal orifices, without restoring blood flow continuity. In 1920, Matas introduced the restorative and reconstructive endoaneurysmorrhaphy to maintain blood flow through the aorta 1.
The first study on repair of descending thoracic aortic aneurysms by insertion of a tube in the aneurysm site was reported by Lam and Aram 2 in 1951. Etheredge et al 3, in 1955, reported for the first time the successful treatment of thoracoabdominal aortic aneurysm by use of a homograft, a temporary aorta-aorta shunt, and anastomosis of the celiac trunk and mesenteric artery, separately, with the graft.
The etiology of the aneurysms, according to Coselli and LeMaire4, is degenerative in approximately 80% of the patients. The second most common cause is aortic dissection. The less frequent causes are Marfan's syndrome, Ehlers-Danlos syndrome, infection, Takayasu's disease, and trauma.
The risk factors for rupture are the presence of pain, dissection, diameter greater than 5cm, growth of the aneurysm, smoking, chronic obstructive pulmonary disease, systemic arterial hypertension, chronic renal failure, and degenerative diseases of the aorta 5-8.
The major causes of morbidity and mortality are acute myocardial infarction, respiratory failure, and stroke. Antecedents of smoking and chronic obstructive pulmonary disease are risk factors for the development of respiratory failure. Patients with previous renal failure are at a higher risk of developing acute renal failure in the postoperative period 6.
In addition, according to Kazui et al 9, the emergency surgery, the dissections of the aorta, the time of aortic clamping, and the time of extracorporeal circulation are risk factors that increase postoperative mortality.
Thoracoabdominal aneurysms were classified by Crawford et al 10 as follows: type I, extending from the left subclavian artery until right after the visceral branches; type II, extending from the left subclavian artery until the aortic bifurcation; type III, extending from the sixth rib until the renal arteries; and type IV, beginning right below the diaphragm and extending to the renal arteries.
The complementary methods used for diagnosing the aneurysms are as follows: chest X-rays, echocardiography, computed tomography, magnetic resonance imaging, and aortography.
The surgical treatment of thoracic and abdominal aortic aneurysms has evolved in regard to both the intravascular method and the conventional treatment, characterized by interposition of prostheses after resection of the aneurysm.
Palma et al 11 reported a case of saccular aneurysm treated with the introduction of 2 stents visualized with endoscopy through a thoracotomy and with deep hypothermia and circulatory arrest.
Palma 12 used the intravascular treatment for repairing acute descending thoracic aortic dissections in 27 patients, and obtained an 80% survival in 32 months.
Knowing the anatomy of the spinal cord irrigation is fundamental for understanding the neurological lesions (paraplegia or paraparesis) consequent to the surgery of thoracic or thoracoabdominal aorta. Three spinal arteries, one anterior and 2 posterior, exist. The major artery is the anterior artery that irrigates the anterior two thirds of the spinal cord, including the motor area. That artery runs through the thoracolumbar region and receives the intercostal and lumbar arteries; it is the great radicular artery or the Adamkiewicz artery, which usually originates between the ninth and twelfth thoracic vertebrae in 75% of patients, between the fifth and eighth thoracic vertebrae in 15% of patients, and between the first and second lumbar vertebrae in 10% of patients. If the great radicular artery is between the fifth and ninth thoracic vertebrae, a complementary artery may exist, the artery of the conus medullaris, which, at that level, anastomoses with the Adamkiewicz artery.
Currently, several methods of spinal cord protection exist, such as temporary bypass 13,14, reimplantation of the intercostal arteries 15,16, drainage of the cerebrospinal fluid 17-19, deep hypothermia 20-26, selective cooling of the spinal cord 21, and pharmacological agents 27.
This study aimed at demonstrating the viability of the use of the extracorporeal circulation established between the left atrium and ascending aorta combined with deep hypothermia for correcting thoracic or thoracoabdominal aortic aneurysms. The results were analyzed.
From January 1994 to July 2001, of 860 patients with aortic disease (555 aneurysms and 305 dissections) operated on in our service, 38 patients with descending thoracic or thoracoabdominal aortic aneurysms were studied. The surgical technique comprised reimplantation of the visceral vessels, elective deep hypothermia with extracorporeal circulation established between the left atrium and the ascending aorta, followed by total circulatory arrest for performing the proximal anastomosis close to the left subclavian artery, without aortic clamping.
The patients' ages ranged from 22 to 72 (54.6 ± 12.7) years; 26 (68.4%) were men and 12 (31.6%) were women.
Of the 38 patients studied, 12 (31.6%) underwent repair of thoracoabdominal aneurysms, and the remaining 26 (68.4%) underwent repair of thoracic aneurysms (
The clinical findings comprised pain in 29 (76.3%) patients, hoarseness in 6 (15.8%), and 3 were asymptomatic on the occasion of diagnosis.
Thirty-one (81.6%) patients had systemic arterial hypertension, and 2 (5.3%) patients had chronic renal failure.
The methods used for diagnostic confirmation and indication of surgical treatment of the aneurysms were chest X-ray, echocardiography, aortography, computed tomography, and magnetic resonance imaging. In the patients older than 40 years, cine coronary angiography was performed to rule out coronary lesions.
The etiological diagnoses were as follows: post-trauma (one patient); coarctation of the aorta, repaired or not (4); syphilitic aortitis (2); atherosclerotic (10); and aortic dissection (21) (
The patients were induced to deep hypothermia through extracorporeal circulation, with pharyngeal temperature ranging from 15 to 25ºC (20.6 ± 3.2ºC) (
The duration of the circulatory arrest for the surgical repair ranged from 9 to 36 min (21.3 ± 6.1 min).
The criteria for indicating the surgical technique were based on the size, diameter, and location of the aneurysms in regard to the left subclavian artery. The diameter of the aorta of the patients ranged from 4 to 10.5 cm (8.1 ± 1.5 cm).
All patients were prepared according to our service's protocol for surgical repair of thoracic and thoracoabdominal aortic aneurysms as follows: monitoring of the cardiac rhythm and mean blood pressure by use of catheterization (dissection or puncture) of the right radial artery; catheterization of a peripheral vein with abocat # 16 for anesthetic induction; pulse oximetry; control of urinary output by use of vesical catheterization with a Foley catheter; nasopharyngeal temperature measurement with a tele-thermometer, 43 – TA model (Yellow Springs Instruments Co. Inc. Yellow Springs, OH, USA); central venous access through puncture of the subclavian vein or right internal jugular vein; and thermal mattress to maintain body temperature according to surgical needs.
The patients underwent selective orotracheal bronchial intubation, which allows stopping the ventilation of the left lung during the procedure of dissection and release of the left lung, which is usually adhered to the aneurysm.
All patients were positioned in the right lateral decubitus position, and asepsis was performed with 1% polyvinyl pyrrolidone-iodine (PVPI) complex followed by antisepsis with iodide alcohol, and, later, topic PVPI. The surgical fields were placed. Then, posterolateral thoracotomy was performed in the fourth left intercostal space from the inter-scapulo-vertebral space until the left internal thoracic artery for the thoracic aneurysms. In those thoracic aneurysms with distal extremity difficult to expose due to proximity to the diaphragm, one could perform an additional thoracotomy in the sixth intercostal space, without the need for a new cutaneous incision. In thoracoabdominal aneurysms, thoracophrenolaparatomy was performed, beginning in the thorax, following along the middle abdominal line, and sectioning the diaphragm in a circular manner to preserve the phrenic center.
All abdominal viscera were pulled aside, allowing access to the retroperitoneal space until the bifurcation of the abdominal aorta, which was exposed to allow its longitudinal incision, beginning in its proximal portion. The pericardium was opened, and the left auricle and ascending aorta were exposed.
Anticoagulation with sodium heparin (5000 IU per mL) was used at the dosage of 4 mg/kg of body weight. Two pouch sutures were performed in the ascending aorta with "mersilene" 2–0 thread passed through latex tubes aiming at guaranteeing hemostasia and fixation around the cannula. Pouch suture was performed in the left auricle with 4-0 polypropylene thread, which was also repaired with a PVC tube. A 20- or 22-F wired arterial cannula, Baxter R.M.I. model, was introduced in the delimited spaces and adequately fixed with the aid of pouch sutures. Then, the cannula was placed in the left atrium (venous cannula, Baxter R.M.I. # 3651 model), in the space delimited by the pouch suture, which served as drainage for the membrane oxygenator and later return to the ascending aorta with an arterial flow of 2.2 L/m2 per minute, with an adequate oxygen flow of 2 liters and one liter of compressed air in a Macchi-Edwards compressor to maintain the gas parameters at physiological levels (
After beginning extracorporeal circulation, the patient was induced to deep hypothermia, which could reach 15ºC. During the procedure of deep hypothermia induction, ice bags wrapped in gauze were placed on the patient's head. When a temperature between 20 and 18ºC was reached, circulation was stopped, blood was drained to the oxygenator, and the aneurysm was opened. Due to a phenomenon of thermal inertia, the nasopharyngeal temperature of the patient reached values around 16ºC. Surgical repair was initiated through a longitudinal opening of the thoracic aortic aneurysm close to the subclavian artery; depending on the aneurysmatic impairment of the aorta, the incision was prolonged towards the other great vessels and reconstruction of the aorta or its arch, or both, was initiated with a tubular graft of appropriate diameter (pericardium or Dacron).
Later, the intercostal arteries were ligated and proximal anastomosis of the prosthesis was performed with 3 "0" polypropylene thread and a 2.5-cm curved needle reinforced with a Teflon band.
Once the anastomosis was finished, clamping of the tubular graft was performed below the anastomosis, and extracorporeal circulation was reestablished with a 600mL/min flow, which allowed cerebral reperfusion. In the treatment of long thoracic or thoracoabdominal aortic aneurysms, the intercostal arteries located between the eighth and eleventh thoracic vertebrae were reimplanted (
In the cases of thoracoabdominal aneurysms, the diaphragm muscle was sectioned to preserve the phrenic center, reaching the retroperitoneum. After exposure and adequate opening of the aorta, the celiac trunk, the superior mesenteric artery, and the renal arteries, isolated or together, were reimplanted in the tubular graft according to the anatomic detail.
During this sequence of anastomotic procedures, aortic clamping was shifted so that blood flow could increase, reperfusing the structures, depending on the reanastomosed arteries. After performing distal anastomosis between the tubular graft and the abdominal aorta, patient warming was initiated according to adequate rewarming criteria until reaching an esophageal temperature of 37ºC.
Adequate hemodynamic values were reestablished and termination of the extracorporeal circulation was initiated. Heparin was neutralized with protamine sulfate at the 1:1 ratio. Hemostasia was revised, and drainage of the retroperitoneum and thorax was performed with tubular drains. The surgical incision was closed by planes. On thorax closure, the intercostal spaces were approximated, as were the ribs that had been sectioned, with # 5 steel thread. Once the surgical incision was closed, the patient was placed in the dorsal decubitus position, and the oroendobronchial tube was replaced by a common orotracheal cannula to allow adequate ventilation in the postoperative period. The patient remained sedated for 24 hours on mechanical ventilation. Once the adequate criteria of ventilation and functional tests were achieved, the intubation tube was removed from the patients, according to our service's pre-established protocol.
Statistical analysis was performed by comparing the means by using the Student
In all cases, the proportional error of 5% (P < 0.05) was adopted as the significance level.
All patients were placed under systemic deep hypothermia with temperatures ranging from 15 to 25ºC, and this variable was not associated with mortality, because the mean temperature, in hypothermia, of the 31 patients discharged from the hospital was 20.9±3.3ºC. The values of the 7 patients who died were similar, 19.6±3.0ºC (P = 0.323).
The complications that occurred in the postoperative period of the surgical correction of the thoracic and thoracoabdominal aortic aneurysms are shown in
Regarding the neurological complications, 2 (5.3%) patients had paraplegia, one of whom also had ischemic stroke; one (2.6%) patient evolved with paraparesis, with later recovery of the movements; and one (2.6%) had a convulsive crisis in the postoperative period (
Of the 12 patients with thoracoabdominal aneurysms, 27% had neurological complications (95% CI = 6-61%); in the 26 patients with thoracic aneurysms, the incidence of neurological complications was 0% (95% CI = 0-13.2%). Thus, an association between neurological lesion and the thoracoabdominal location of the aneurysm was observed (P = 0.02).
Respiratory complications were observed in 12 (31.6%) patients, who had atelectasis, pleural effusion, infection with clinical manifestation of respiratory failure, in an isolated or associated manner. Two (5.3%) patients required tracheostomy for prolonged mechanical ventilation, one of whom died on the 25th postoperative day due to respiratory failure, and the other evolved with tracheal stenosis, requiring tracheoplasty. Of the patients with respiratory complications, 2 died, which resulted in a 16.7% mortality, which was not significantly different from that observed among patients who died due to other causes (19.2%; P = 0.85) (
Two patients, required reimplantation of the renal arteries and had transient elevation in the creatinine serum levels, but required no dialysis.
In our case series, 7 patients died (total mortality, 18.4%): 3 (11.5%) patients had thoracic aneurysms and 4 (33.3%) had thoracoabdominal aneurysms (P = 0.11). The causes of death were as follows: one (14.3%) due to intraoperative bleeding; 2 (28.6%) due to respiratory complications; 2 (28.6%) due to sudden death on the seventh and tenth postoperative days; one (14.3%) due to heart failure; and one (14.3%) due to myocardial failure when extracorporeal circulation was withdrawn. Two (5.3%) patients were operated on on an emergency basis due to aortic dissection and died, one because of bleeding resulting from coagulopathy, and the other due to late respiratory failure.
A significant association was observed between mortality and the emergency character of the surgery (13.9% of the deaths occurred in elective surgeries, and 100% in emergency surgeries, P = 0.03) (
Preoperative pain was not significantly associated with the occurrence of death, although it was observed in 100% of the patients who died; but it was also present in most patients who were discharged from the hospital (74.2%), and no significant difference was observed between both percentages (P = 0.31).
The diameter of the aneurysm, on the other hand, was greater among the patients who died (9.3±1.1 cm) than among those who were discharged (mean, 7.9±1.5 cm) (P = 0.02).
Similarly, a significant association was observed between patients' death and the presence of aortic dissection, because all 7 patients who died had aortic dissection (P = 0.01).
Most patients (78.9%) had arterial hypertension. Twenty percent of the hypertensive patients died, while 12.5% of the nonhypertensive patients died; no association was found between arterial hypertension and death (P = 1.00).
Currently, the methods of spinal cord protection used in surgery for correcting thoracic and thoracoabdominal aortic aneurysms are as follows: temporary bypass, reimplantation of the intercostal arteries, cerebrospinal fluid drainage, deep hypothermia, selective cooling of the spinal cord, and use of pharmacological agents.
Olivier et al 14, in 1984, began to use the temporary bypass established between the left atrium and the femoral artery. Despite the measures for preventing spinal cord ischemia, Kazui et al 9 and Coselli and LeMaire 4 reported that patients treated with left bypass had a lower incidence of paraplegia. Coselli and LeMaire reported a 6% incidence.
Reimplantation of the intercostal arteries between the ninth and twelfth thoracic vertebrae is another alternative proposed for spinal cord protection. The location of those arteries through angiography or evoked potential and their reimplantation may decrease the incidence of paraplegia 15,16. Kieffer et al 20 reported a 5% incidence of paraplegia in patients who underwent that surgical technique. We do not use angiography to identify the intercostal arteries; however, we perform the implantation of the arteries between the ninth and twelfth thoracic vertebrae.
Cerebrospinal fluid drainage has been recommended by Miyamoto et al 17. Safi et al 19, who stated that the cerebrospinal fluid pressure should be close to 10 mmHg, reported a 9% incidence of paraplegia. In our study, we did not use cerebrospinal fluid drainage, because of the risk of a puncture accident during the procedure, because, as the patient is heparinized, an extradural hematoma may form.
Deep hypothermia, with or without cardiocirculatory arrest, has been used for treating thoracic and thoracoabdominal aortic aneurysms and has been performed by establishing extracorporeal circulation between the aortic arch and right atrium 22,23,25,26.
In this study, deep internal hypothermia was induced by establishing extracorporeal circulation between the left atrium and the ascending aorta through the left auricle, because it provides more space for acting on the aneurysms of the aortic arch, mainly when those aneurysms are close to the subclavian artery, or yet, due to the large diameter of the descending aorta. After the proximal anastomosis of the prosthesis in the aorta, the aorta is clamped and the extracorporeal circulation is reinitiated, which allowed us to perfuse the cerebral tissue, reducing the time of cardiocirculatory arrest.
Despite the care to avoid paraplegia, it remains a postoperative risk in patients with Crawford's types I and II aneurysms. In our study, the patients received extracorporeal circulation with deep hypothermia and circulatory arrest; 2 of them had paraplegia (incidence of 5.2%), and one (2.6%) had paraparesis.
Pharmacological agents have been used to prevent reperfusion lesions. Acher et al 27 used naloxone in association with cerebrospinal fluid drainage and had a 2% incidence of paraplegia (1/49).
According to Kazui et al 9, the postoperative complications found in 95 patients undergoing repair of thoracic aortic aneurysms were as follows: renal failure in 7 (7.8%) patients, 2 (28.5%) of whom required hemodialysis. Two (2.1%) patients had paraplegia and one experienced bleeding, requiring revision of hemostasia.
Of the 46 patients who survived one month, one (2.2%) patient required dialysis due to renal failure 28. Acher et al 27 reported renal complications in 2.7% of the patients.
In our study, the occurrence of renal complications was transitory and affected only 2 (5.3%) patients, who required neither dialysis nor any other special treatment.
Westaby 23 reported that 2 type I patients classified according to Crawford (8%) died, representing 33.3% (2/6) mortality. Acher et al 27 reported that 12 (10.9%) patients in their case series had a neurological deficit. Kouchoukos et al 28 reported that of 51 patients, 5 (9.8%) died. Their complications were as follows: paraplegia in 2 (Crawford I 8%), and paraparesis in one (2%). In a case series of 94 patients undergoing correction for thoracoabdominal aortic aneurysms, Yamashita et al 29 reported 15% mortality.
Anacleto et al 1 reported 13% in-hospital mortality, 33.3% due to multiple organ failure, 33.3% due to coagulopathy, 8.3% due to anaphylactic shock to protamine, 8.3% due to stroke of the cerebral trunk, 8.3% due to acute liver failure, and 8.3% due to acute myocardial infarction. Mortality in emergency surgeries was 3 times greater than that in elective surgeries. The incidence of paraplegia was 7%.
In our case series, 7 patients died (mortality, 18.4%), 3 (7.9%) due to respiratory failure, one (2.6%) due to sudden death, one (2.6%) due to acute myocardial infarction, one (2.6%) due to low cardiac output, and one (2.6%) due to bleeding.
In conclusion, correction of descending thoracic and thoracoabdominal aortic aneurysms by using left-side thoracotomy or thoracophrenolaparotomy with deep hypothermia and extracorporeal circulation established between the left atrium and the ascending aorta proved to be an adequate surgical treatment.
Viviane Cordeiro Veiga Alameda Hungria, 89 06474-140 – Barueri, SP, Brazil E-mail:
Received for publication: 07/31/2003
Accepted for publication: 07/15/2004
English version by Stela Maris Costalonga