Mau funcionamento do sistema de circulação extracorpórea: relato de caso

Resumos

BACKGROUND AND OBJECTIVES: The introduction of extracorporeal circulation in clinical practice was decisive for the development of modern cardiovascular surgery. Addition of new procedures and equipment, however, brings inherent risks and complications. The objective of this report is to describe a malfunction of the oxygenation system and emphasize the importance of the interaction among the medical team members to prevent errors and complications. CASE REPORT: During valve replacement and IVC correction surgery, we observed a darker shade of red in the blood on the exit of the oxygenator. Laboratory tests demonstrated severe acidosis and hypoxemia. The entire system was evaluated, but the cause of the malfunction was not found. Measures to reduce damage were successfully instituted. After the surgery, the whole system underwent technical evaluation. CONCLUSIONS: Interaction among the medical team members, early diagnosis, and immediate intervention were fundamental for a favorable outcome.

Intraoperative Complications; Extracorporeal Circulation; Accident Prevention

JUSTIFICATIVA Y OBJETIVOS: La introducción de la circulación extracorpórea (CEC), en la práctica clínica fue decisiva para el desarrollo de la cirugía cardiovascular moderna. El haber añadido nuevos procedimientos y equipos, sin embargo, conllevó a algunos riesgos y complicaciones inherentes. El objetivo de este relato es describir un caso de mal funcionamiento del sistema de oxigenación, y enfatizar la importancia de la interacción con el equipo médico para prevenir los errores y reducir las complicaciones. RELATO DEL CASO: Durante la realización de la cirugía para el cambio valvular y la corrección de CIV, observamos una coloración oscura de la sangre en la salida del oxigenador. Los exámenes de laboratorio arrojaron acidosis e hipoxemia grave. Todo el sistema se evaluó de nuevo, pero la causa del mal funcionamiento no se encontró. Las medidas para la reducción del daño fueron instauradas con éxito. Después de la cirugía, todo el sistema de CEC fue sometido a la evaluación técnica. CONCLUSIONES: La interacción entre el equipo, el rápido diagnóstico y la intervención inmediata fueron fundamentales para un resultado favorable.

COMPLICACIONES; EQUIPOS

INFORMAÇÕES CLÍNICAS

Mau funcionamento do sistema de circulação extracorpórea: relato de caso

Carlos Eduardo David de Almeida^I; Antônio Roberto Carraretto, TSA^II; Erick Freitas Curi, TSA^III; Louisie Marcelle da Silva Almeida Marques^IV; Roberta Eleni Monteiro Abatti^V

^ITEA MEC/SBA pela Universidade de São Paulo (USP); Médico Assistente do Serviço de Anestesiologia do HUCAM-UFES

^IIDoutor em Anestesiologia pela UNESP; Professor do Departamento de Clínica Cirúrgica da UFES; Responsável pelo CET Integrado HUCAM-Hospital Geral (HAFPES)

^IIIPresidente da SAES; Corresponsável pelo CET Integrado HUCAM-HAFPES; Médico-Assistente do Serviço de Anestesiologia do HUCAM-UFES

^IVTEA MEC/SBA pela UFES; Médica-Assistente do Serviço de Anestesiologia do HUCAM-UFES

^VMédica em Especialização em Anestesiologia no CET Integrado HUCAM-HAFPES

^{Correspondência para}

RESUMO

JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: A introdução da circulação extracorpórea (CEC) na prática clínica foi decisiva para o desenvolvimento da cirurgia cardiovascular moderna. A adição de novos procedimentos e equipamentos, entretanto, traz riscos e complicações inerentes. O objetivo deste relato é descrever um caso de mau funcionamento do sistema de oxigenação e enfatizar a importância da interação entre a equipe médica para prevenir erros e reduzir complicações.

RELATO DO CASO: Durante a realização de cirurgia para troca valvar e correção de CIV, observou-se coloração escura do sangue na saída do oxigenador. Exames laboratoriais demonstraram acidose e hipoxemia grave. Todo o sistema foi reavaliado, mas a causa do mau funcionamento não foi encontrada. Medidas para a redução do dano foram instituídas com sucesso. Após a cirurgia, todo o sistema de CEC foi submetido à avaliação técnica.

CONCLUSÕES: A interação entre a equipe, o diagnóstico precoce e a intervenção imediata mostraram-se fundamentais para o desfecho favorável.

Unitermos: COMPLICAÇÕES, Intraoperatórias; EQUIPAMENTOS, Oxigenador.

INTRODUÇÃO

O avanço da cirurgia cardíaca só foi possível graças ao desenvolvimento de um aparato responsável pelo desvio do fluxo sanguíneo do coração, permitindo a correção de lesões sob sua visão direta. Anteriormente, a cirurgia cardíaca a céu aberto somente era possível com a utilização de hipotermia e parada cardíaca, com limitações importantes de tempo operatório.

A circulação extracorpórea (CEC) como método de suporte em cirurgias cardiovasculares é relativamente recente. O conceito da circulação artificial foi idealizado no século XIX por Le Gallois, porém sua aplicação clínica com sucesso ocorreu apenas no século XX. Em 1953, John Gibbon corrigiu uma comunicação interatrial em uma jovem de 18 anos utilizando um sistema coração-pulmão artificial ¹.

Além das alterações fisiológicas previstas com a utilização da CEC, relatos de complicações pelo mau funcionamento do dispositivo foram descritos ^2-4. As falhas do aparelho de CEC podem ser relacionadas com as bombas de circulação (falhas elétricas ou mecânicas) e com os oxigenadores e circuitos (rachaduras, desconexões, embolia, hemólise, obstruções do fluxo sanguíneo ou gasoso, defeito ou vazamento no permutador de calor, defeito no misturador de gases). A utilização de agentes anestésicos halogenados na linha de gás do oxigenador pode provocar fraturas em componentes do sistema da CEC ². Assim, todos os profissionais da equipe cirúrgica, incluindo o anestesiologista, precisam conhecer o funcionamento e as possíveis intercorrências da técnica.

O objetivo deste relato foi apresentar uma complicação decorrente do mau funcionamento do sistema de CEC.

RELATO DO CASO

Paciente do sexo masculino, 49 anos, 63 kg, portador de insuficiência aórtica e comunicação interventricular (CIV), foi admitido para realização de troca valvar biológica e correção cirúrgica de CIV. Monitorado com eletrocardiograma contínuo (ECG), oximetria de pulso (SpO₂), pressão arterial invasiva (PAI), capnografia e capnometria (EtCO₂), analisador de gases, temperatura esofágica (ºC) e pressão venosa central (PVC).

Foi medicado com midazolam 15 mg via oral 30 minutos antes da cirurgia. Iniciou-se indução venosa com fentanil (7,5 µg.kg^-1), propofol (1 mg.kg^-1) e pancurônio (0,06 mg.kg^-1). Realizadas manutenção com isoflurano (0,5-1 CAM) e infusão contínua de sufentanil conforme necessidade.

O procedimento transcorreu sem intercorrências até o início da assistência circulatória. Após a parada respiratória, o anestesiologista observou coloração escura do sangue na saída do oxigenador de membrana. Coletada gasometria arterial que evidenciou acidose e hipoxemia grave com os seguintes valores: pH 7,07, PaCO₂ 67,3 mmHg, PaO₂ 108 mmHg, BE -9,6 mmol.L^-1, HCO₃ 15,8 mmol.L^-1, SatO₂ 33%. Procedeu-se imediatamente à checagem de todo o sistema, porém sem evidência aparente de irregularidades. A saída da circulação assistida não foi possível, pois já fora realizada a cardiotomia. Iniciada hipotermia induzida com resfriamento ativo, administração de tiopental sódico, aumento do fluxo de oxigênio através do oxigenador e restabelecimento da ventilação pulmonar. Foi estabelecido um shunt temporário entre a circulação sistêmica e a pulmonar.

A circulação extracorpórea durou 35 minutos e o desmame ocorreu sem drogas vasoativas. Ao término do procedimen-to cirúrgico, o paciente foi encaminhado à unidade de tratamento intensivo. Após 12 horas, apresentava abertura ocular espontânea, sendo extubado após 18 horas do término da cirurgia sem sequelas neurológicas.

O sistema descartável de circulação extracorpórea foi encaminhado para análise técnica e o equipamento submetido à inspeção. Não se detectou problema com o aparelho de CEC, porém o oxigenador de membrana apresentava uma grande fissura em sua tampa, o que impedia seu correto funcionamento.

A Figura 1 reproduz o oxigenador e o reservatório venoso montado. A seta indica a rachadura, reproduzida em detalhes na Figura 2. Evidencia-se a dificuldade de visualização da fissura na tampa do oxigenador com o conjunto acoplado. No teste laboratorial, ao iniciar o fluxo de oxigênio através do oxigenador, a movimentação do papel picotado colocado sobre a área comprometida evidencia o vazamento (Figura 3).

O oxigenador foi submetido, em laboratório, à análise de transferência de gases - em um primeiro estágio com a fissura e, posteriormente, com a correção do defeito encontrado (tampa reparada com cola). O fluxo de sangue estabelecido para o teste foi de 1 a 7 L.min^-1. Foram avaliados o gradiente de pressão na câmara do sangue e de gás e a transferência de gás carbônico e de oxigênio, cujos resultados estão representados nos Gráficos I, ^II, ^III e ^IV, respectivamente.

DISCUSSÃO

Em uma revisão americana de incidentes críticos, os autores demonstraram que 82% dos acidentes estavam associados a erros humanos. Os erros mais comuns foram desconexões do sistema respiratório, troca de seringas com medicações, erros no controle de fluxo de gás e alterações no fornecimento de gases. Apenas 4% dos incidentes com desfecho negativo envolveram falha em equipamentos, imputando-se, assim, grande responsabilidade a fatores humanos ⁵.

Um estudo australiano que analisou 896 incidentes relatou mau funcionamento de equipamentos em 234 dos casos (26%). Os equipamentos mais comuns envolvidos eram bombas de infusão e vaporizadores. Os maiores fatores contribuintes foram falha na checagem do equipamento (37%), desatenção (31%), pressa (14%) e equipamentos ou ambiente desconhecidos (10%). Os principais fatores para minimizar esses erros foram: a reverificação dos aparelhos (38%) e a detecção com monitores (33%) ⁶.

Uma revisão sobre incidentes com o uso de CEC envolvendo 671.290 procedimentos realizados em dois anos relatou 4.882 incidentes, sendo os mais comuns: reações à protamina (871), discrasias sanguíneas (857), falhas na bomba d'água (371), ar ou coágulo no circuito (657), dissecção arterial (293), falhas nos oxigenadores (272) e falhas mecânicas das bombas (260) ⁷.

Estudos realizados nos Estados Unidos apontaram elevação na incidência de falha do oxigenador. Em 1980, 1986 e 1989, a incidência era de 1:56.000, 1:13.600 e 1:2.700, respectivamente. Apesar do aumento das falhas, as causas nem sempre são bem definidas ⁸.

Os oxigenadores de membrana atuais utilizam membranas de polipropileno microporoso ou silicone. Podem ser classificados em oxigenadores de placas, em espiral ou de fibras ocas. Este último é o mais utilizado e pode ser subdividido de acordo com o que circula no interior da fibra (sangue ou gás). A passagem do sangue dentro das fibras pode gerar um gradiente de pressão elevado. O fluxo de gás por dentro da fibra reduz o trauma produzido pela passagem do sangue pelo interior dos capilares e permite que se diminua a área de membrana necessária.

A passagem de um gás através da membrana depende de sua permeabilidade e do coeficiente de pressão entre os dois lados. A permeabilidade é uma propriedade relacionada à espessura e ao material de que a membrana é construída. As membranas não têm a mesma permeabilidade aos diferentes gases. A maioria das membranas permite a passagem do dióxido de carbono cerca de cinco a seis vezes mais rapidamente que a passagem do oxigênio.

No relato descrito, a fissura na tampa do equipamento impedia a correta oxigenação sanguínea. Apesar da checagem prévia do equipamento, a fissura não foi observada na inspeção inicial. A coloração azul da tampa e o local da quebra podem ter contribuído para essa dificuldade.

A ausência de gradiente de pressão na câmara de gás (^{Gráfico II}; p < 0,05), mesmo com diferentes fluxos de sangue devido à grande rachadura na tampa do oxigenador contribuiu, de forma decisiva, para a baixa taxa de transferência de oxigênio (^{Gráfico IV}; p < 0,05) e gás carbônico (^{Gráfico III}; p < 0,05). Após o reparo da tampa do oxigenador com cola, o gradiente de pressão da câmara de gás (p > 0,05) e, consequentemente, a taxa de transferência de O₂ (p > 0,05) aproximaram-se dos valores de referência para fluxos sanguíneos abaixo de 4 L.min^-1. Acima desse fluxo, observou-se queda no desempenho (p < 0,05 para transferência de O₂), justificável pelo fato de a peça ter sido utilizada anteriormente, apresentando pontos de coagulação que não puderam ser desobstruídos para a realização do teste, com consequente aumento do gradiente de pressão na câmara de sangue (Gráfico I; p < 0,05). A taxa de transferência de CO₂ com a tampa colada ultrapassou os valores de referência (^{Gráfico III}; p < 0,05).

Além de fratura, o oxigenador e o circuito estão sujeitos a outros defeitos de funcionamento. Falhas de colagem, conectores ou tubos mal adaptados podem permitir vazamentos ou entrada de ar no circuito. Conectores com bordas amassadas podem provocar turbilhonamento com hemólise acentuada. Obstruções por dobras ou angulações podem impedir o fluxo, principalmente na perfusão neonatal, onde os tubos e as cânulas têm dimensões reduzidas e requerem fluxos relativamente mais elevados. O alto fluxo pode gerar força suficiente na cânula arterial para empurrá-la da aorta ⁹.

Os oxigenadores de membrana oferecem resistência à passagem sanguínea, gerando diferença de pressão entre a entrada e a saída do equipamento. A elevação do gradiente, com o aumento da resistência ao fluxo sanguíneo, pode ocorrer devido à deposição de coágulos na superfície da membrana, o que compromete o correto funcionamento do aparelho e gera altas pressões no sistema ⁸.

A obstrução do escape de gases do oxigenador de membrana pode produzir embolia aérea. O reservatório venoso deve conter volume de sangue proporcional ao fluxo arterial, evitando seu esvaziamento e, consequentemente, uma injeção maciça de ar pela bomba arterial ¹⁰.

Outro defeito de difícil constatação é o vazamento no permutador de calor. O rompimento de pontos de menor resistência no permutador permite a transferência da água do sistema de troca de calor para o sangue arterial, produzindo hemólise, intoxicação hídrica e infecção ¹¹. Deve-se respeitar o gradiente máximo de 10ºC entre a temperatura da água e a do sangue arterial, principalmente nas fases de resfriamento e reaquecimento, evitando microembolias aéreas decorrentes de variações de solubilidade dos gases a diferentes temperaturas ¹².

A coloração do sangue arterial na saída do oxigenador nos auxiliou na detecção precoce de hipoxemia. A confirmação foi obtida com a análise gasométrica do sangue. Apesar de não identificar a causa da falha no oxigenador, toda a equipe atuou com o objetivo de minimizar o dano com medidas paliativas. A restauração da ventilação pulmonar, o bypass temporário instituído pelo cirurgião entre a circulação sistêmica e pulmonar e a hipotermia mostraram-se fundamentais para o desfecho.

Existem aparelhos de monitoração da oximetria e capnografia dos gases da CEC ^13,14. A análise do gás do misturador de gases (blender) e do gás expelido pela câmara do oxigenador permite monitorar o funcionamento do blender, analisar o desempenho da câmara de oxigenação e aferir o gás carbônico de saída do oxigenador. A falta dessa monitoração no serviço pode ter retardado o diagnóstico.

A participação do perfusionista não pode ser subestimada, pois desempenha papel importante na segurança dos procedimentos de CEC, seja por sua ação direta ou por ação dos equipamentos e aparelhos. Falha humana, falta de manutenção preventiva, uso inadequado dos dispositivos de segurança, falha na montagem e checagem dos equipamentos constituem fatores capazes de favorecer a ocorrência de acidentes.

Protocolos e guidelines têm sido propostos por serviços, entidades e sociedades organizadas, com a finalidade de diminuir os incidentes no perioperatório.

A interação entre a equipe, o diagnóstico precoce e a intervenção imediata mostraram-se fundamentais no desfecho favorável.

Submetido em 4 de novembro de 2010.

Aprovado para publicação em 21 de fevereiro de 2011.

Recebido pela Universidade Federal do Espírito Santo (UFES); Hospital Universitário Cassiano Antônio Moraes HUCAM-UFES, Brasil.

• 1. Prates PR - Pequena história da cirurgia cardíaca: e tudo aconteceu diante de nossos olhos... Rev Bras Cir Cardiovasc, 1999;14:177-184.
• 2. Lim HS, Cho SH, Kim DK et al. - Isoflurane cracks the polycarbonate connector of extra-corporeal circuit - A case report. Korean J Anesthesiol, 2010;58:304-306.
• 3. Krishna CS, Kumar PVN, Satpathy SK et al. - Rupture of extra-corporeal circuit tubing during cardiopulmonary bypass. J Extra Corpor Technol, 2008;40:145.
• 4. Mauermann WJ, Fritock MD, Cook DJ - An unusual cause of decreased SVO2 during cardiopulmonary bypass. Anesth Analg, 2007;105:294-295.
• 5. Cooper JB, Newbower RS, Kitz RJ - An analysis of major errors and equipment failures in anesthesia management: considerations for prevention and detection. Anesthesiology, 1984;60:34-42.
• 6. Abeysekera A, Bergman LJ, Kluger MT et al. - Drug error anaesthetic practice: a review of 896 reports from de Australian Incident Monitoring Study database. Anaesthesia, 2005;60:220-227.
• 7. Mejak BL, Stammers AH, Rauch E et al. - A retrospective study on perfusion accidents and safety devices. Perfusion, 2000;15:51-61.
• 8. Groom RC, Forest RJ, Cormack JE et al. - Parallel replacement of the oxygenator that is not transferring oxygen: the PRONTO procedure. Perfusion, 2002;17:447-50.
• 9. Johnson CE, Faulkner SC, Schmitz ML et al. - Management of potential gas embolus during closure of an atrial septal defect in a threeyear-old. Perfusion, 2003;18:381-384.
• 10. Mills NL, Ochsner JL - Massive air embolism during cardiopulmonary bypass. Causes, prevention and management. J Thorac Cardiovasc Surg, 1980;80:708-717.
• 11. Souza MHL, Elias DO - Fundamentos da Circulação Extracorpórea, 2Ş Ed, Rio de Janeiro, Centro Editorial Alfa Rio, 2006;360-361.
• 12. Geissler HJ, Allen SJ, Mehlhorn U et al. - Cooling gradients and formation of gaseous microemboli with cardiopulmonary bypass: an echocardiographic study. Ann Thorac Surg, 1997;64:100-104.
• 13. Schreur A, Niles S, Ploessl J - Use of the CDI blood parameter monitoring system 500 for continuous blood gas measurement during extracorporeal membrane oxygenation simulation. J Extra Corpor Technol, 2005;37:377-380.
• 14. Grosse FO, Holzhey D, Falk V et al. - In vitro comparison of the new in-line monitor BMU 40 versus a conventional laboratory analyzer. J Extra Corpor Technol, 2010;42:61-70.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  10 Nov 2011
• Data do Fascículo
  Dez 2011

Histórico

• Aceito
  21 Fev 2011
• Recebido
  04 Nov 2010