Medidas não invasivas da perfusão renal durante cirurgia cardíaca

A lesão renal aguda (LRA) é uma complicação infelizmente comum da cirurgia cardíaca que ocorre em até 40% dos pacientes e resulta em aumento da mortalidade, prolongamento do tempo de internação na UTI e no hospital. LRA após cirurgia cardíaca não é uma complicação benigna, aumentando a mortalidade de 1% para 19% naqueles com LRA e para 63% naqueles que necessitaram de terapia renal substitutiva (TRS). Em outro estudo, pacientes com LRA com TRS após cirurgia cardíaca tiveram 39 vezes mais mortalidade do que pacientes sem LRA (IC de 95% 32-48).[6] AKI também tem sido associada com aumento da morbidade e um maior número de pacientes que necessitam de alta para uma unidade de cuidados prolongados.

A fisiopatologia da IRA após cirurgia cardíaca é multifatorial. Pacientes submetidos a cirurgia cardíaca são provavelmente mais suscetíveis à LRA, devido à tendência de serem pacientes mais velhos com múltiplas comorbidades, incluindo doença renal crônica pré-existente, disfunção cardíaca, diabetes mellitus e idade avançada. Pacientes de cirurgia cardíaca também são expostos a múltiplos agentes nefrotóxicos no período perioperatório, incluindo corantes de radiocontraste usados ​​para angiografia, inibidores da enzima conversora de angiotensina e diuréticos. Pacientes hemodinamicamente instáveis ​​podem estar sujeitos a baixo débito cardíaco e baixa pressão arterial sistêmica devido à condição patológica que os leva à sala de cirurgia cardíaca em primeiro lugar. Baixo débito cardíaco e pressão arterial sistêmica podem resultar em redução da perfusão renal. A indução e a manutenção da anestesia podem resultar em depressão miocárdica e instabilidade hemodinâmica, reduzindo ainda mais a perfusão renal. Na maioria dos casos, a cirurgia cardíaca é facilitada por circulação extracorpórea (CPB), que é o processo de colocar o paciente em uma máquina de coração e pulmão que bombeia, oxigena e remove CO2 do sangue do paciente enquanto o coração é parado. O próprio circuito de CEC é conhecido por causar inflamação significativa e alterações hemodinâmicas que podem causar lesão renal, principalmente com tempos prolongados de CEC. Agentes vasopressores e inotrópicos, como vasopressina, norepinefrina, milrinona e epinefrina, são frequentemente usados ​​para manter a pressão arterial e o débito cardíaco. Embora alguns desses agentes possam aumentar a pressão arterial sistêmica pelo aumento da resistência vascular sistêmica, isso pode, de fato, resultar em diminuição da perfusão renal. O efeito desses agentes na incidência de LRA é incerto.

Tradicionalmente, o diagnóstico de LRA baseia-se na queda sustentada da produção de urina ou no aumento da creatinina sérica. A classificação de 2012 Kidney Disease Improving Global Outcomes (KDIGO) define LRA como um aumento na creatinina sérica de 0,3 mg/dl ou mais em 48 horas ou um aumento de pelo menos 1,5 vezes a linha de base. Três estágios de IRA são então definidos com base nos valores crescentes da creatinina sérica ou na duração da diminuição do débito urinário.

A principal limitação da creatinina e do débito urinário como marcador da função renal é o intervalo de tempo entre a lesão e o diagnóstico. Muitas vezes, leva de 24 a 36 horas após a lesão renal para que os níveis de creatinina sérica subam. A produção de urina perioperatória é afetada pelo status do volume, drogas anestésicas e o uso de diuréticos e IRA não é diagnosticada até que a oligúria tenha ocorrido por pelo menos 6 a 12 horas. Isso torna as medições de creatinina sérica e débito urinário insensíveis a alterações agudas na função renal e relativamente inúteis no diagnóstico agudo de LRA durante e após cirurgia cardíaca.

Mais recentemente, vários biomarcadores iniciais foram desenvolvidos para identificar pacientes com risco de desenvolver LRA. Dois desses biomarcadores, TIMP-2 e IGFBP7, têm sido usados ​​para a predição precoce de LRA em pacientes de UTI e cirurgia cardíaca. No entanto, a "detecção precoce" com esses biomarcadores ainda é limitada a 3-4 horas (em alguns estudos 24 horas) após a lesão renal.

Uma das principais limitações nos esforços para reduzir a incidência de LRA em cirurgia cardíaca é a falta de um monitor em tempo real da perfusão renal. Como mencionado acima, a diurese é bem conhecida por ser um mau indicador da perfusão renal. Embora a taxa de fluxo urinário possa estar linearmente relacionada à pressão sanguínea durante a CEC, isso provavelmente está relacionado a um fenômeno chamado diurese de pressão e é improvável que seja um reflexo da melhora da perfusão renal. O fluxo sanguíneo renal pode ser medido pela canulação da veia renal através de um cateter venoso central colocado na veia femoral. Esta, no entanto, é uma técnica altamente invasiva e não é usada rotineiramente.

Como resultado da falta de monitoramento em tempo real do rim durante a cirurgia cardíaca, os anestesiologistas geralmente precisam fazer suposições sobre qual pressão arterial e débito cardíaco são adequados para a perfusão renal com base na pressão arterial basal e na função renal do paciente. Em um paciente com uma longa história de hipertensão e/ou doença renal crônica, o objetivo do anestesiologista é frequentemente tentar manter uma pressão arterial média (PAM) mais alta com e sem CEC do que o normal para "melhorar a perfusão renal". Há muito poucos dados para apoiar esta prática, particularmente se precisarmos usar agentes vasopressores para atingir essas metas de MAP mais altas, e a MAP-alvo exata nesses pacientes é desconhecida.

Essa falta de monitoramento em tempo real da perfusão renal contrasta fortemente com o monitoramento vigilante do cérebro durante a cirurgia cardíaca. Oxímetros cerebrais que são rotineiramente usados ​​para medir a saturação cerebral de oxigênio, sistemas Doppler transcranianos para medir o fluxo sanguíneo cerebral e EEG para medir a atividade cerebral. Frequentemente, argumenta-se que o cérebro é usado como órgão índice para uma perfusão adequada ao resto do corpo, mas durante os períodos de instabilidade hemodinâmica, a perfusão cerebral é preservada à custa de outro órgão. Acredita-se que o limite inferior da autorregulação do cérebro (a pressão arterial abaixo da qual o fluxo sanguíneo se torna dependente da pressão arterial) seja uma pressão arterial de 50-55 mmHg. [20, 21] Embora o número exato em humanos não tenha sido determinado e a PA adequada para perfusão renal seja amplamente debatida, o limite inferior de autorregulação para o rim é provavelmente significativamente maior do que o cérebro. Dessaturações cerebrais, portanto, podem ser específicas para má perfusão para outros órgãos, como rins e intestino, mas provavelmente não são sensíveis a essas alterações.

A perfusão renal adequada é muito mais complicada do que simplesmente medir o fluxo sanguíneo renal ou a oxigenação venosa renal. Grosseiramente, o rim tem três áreas anatômicas: o córtex renal onde a maior parte da filtração é feita, a medula renal onde a urina é concentrada ativamente e a pelve renal onde a urina é coletada. Aproximadamente ¼ do nosso débito cardíaco vai para os rins e a maior parte perfunde o córtex para filtração. Em contraste, a medula recebe apenas um suprimento limitado de sangue. Isso combinado com a alta atividade metabólica da medula renal resulta em um ambiente medular relativamente hipóxico com uma pO2 normal de 10-20 mmHg e muito pouca reserva de oxigênio. A hipóxia medular pode ser uma consequência da diminuição da oferta de oxigênio ou aumento do consumo de oxigênio e é um dos principais determinantes da LRA e da doença renal crônica. O ambiente relativamente hipóxico da medula renal e seu papel na lesão renal sugerem que as medidas globais de oxigenação venosa sistêmica por meio de um cateter venoso central ou mesmo a oxigenação venosa renal por meio de um cateter de veia renal invasivo podem ser monitores ruins da perfusão renal adequada. O monitor mais ideal de hipóxia renal e lesão renal seria uma medida da oxigenação medular.

Devido à proximidade física dos vasa recta na medula renal com os ductos coletores urinários, a tensão medular de oxigênio está mais relacionada à tensão urinária de oxigênio do que a oxigenação venosa renal. A tensão medular de oxigênio foi medida de forma invasiva em estudos com animais e se correlaciona com a oxigenação da urina pélvica renal e da bexiga. Em suínos, a oxigenação urinária da bexiga diminuiu com graus crescentes de hipoxemia e hemorragia, sendo então restaurada com ressuscitação. Estas alterações foram encontradas para proceder outras alterações hemodinâmicas globais e aumentos no déficit de base ou acidose láctica. Em um modelo de ovelha com sepse, tanto o oxigênio medular quanto o urinário diminuíram e a restauração da pressão arterial sistêmica com norepinefrina reduziu ainda mais a tensão de oxigênio na medula renal e na urina. Verificou-se que a tensão de oxigênio urinário medular e pélvica diminuiu significativamente com o início da CEC em porcos, aumentando gradualmente após a interrupção do bypass, mas permanecendo mais baixa do que os níveis pré-CEC, sugerindo que a hemodinâmica da CEC pode ser um contribuinte significativo para o desenvolvimento de LRA em cirurgia cardíaca.

Em 1996 Kainuma et al. colocou um eletrodo de oxigênio dentro do cateter urinário de 96 pacientes submetidos à cirurgia cardíaca com CEC. Em sua configuração, havia 20 ml de espaço morto entre a ponta do cateter e o oxímetro. Amostras foram coletadas de uma torneira perto do oxímetro a cada duas horas para calibração. Eles encontraram reduções acentuadas na tensão de oxigênio na urina em todos os pacientes durante a CEC. Alguns pacientes recuperaram a oxigenação da urina após a CEC, mas em 34% dos pacientes, a tensão urinária de oxigênio continuou a diminuir após o bypass e esses pacientes tiveram uma incidência significativamente maior de LRA. Eles concluíram que o monitoramento de oxigênio urinário pode ser superior a outras medidas mais invasivas de perfusão renal, mas até o momento, nenhum outro trabalho foi publicado sobre monitoramento de oxigênio urinário em humanos durante cirurgia cardíaca

A tecnologia de fibra óptica tem sido usada em endoscopia para detecção de câncer. Medições contínuas de gases sanguíneos também foram realizadas em pacientes submetidos a circulação extracorpórea, implantando sondas de detecção de oxigênio de fibra óptica na veia jugular interna por meio de um cateter de linha central ou na artéria radial por meio de um cateter de artéria radial. Medições contínuas de gases sanguíneos também foram realizadas em pacientes submetidos a circulação extracorpórea, implantando sondas de detecção de oxigênio de fibra óptica na veia jugular interna por meio de um cateter de linha central ou na artéria radial por meio de um cateter de artéria radial.

Mais recentemente, Evans et al colocaram uma sonda sensora de oxigênio de fibra óptica na ponta de um cateter urinário em 35 pacientes submetidos a cirurgia cardíaca com circulação extracorpórea. O desenho do estudo deles foi muito semelhante ao nosso, pois eles colocaram uma sonda de detecção de oxigênio de fibra ótica na ponta de um cateter urinário. A diferença em nosso projeto é que criamos uma câmara de fluxo com sensor de oxigênio também.

Esperamos que o último se correlacione intimamente com o da ponta do cateter urinário, mas será uma abordagem menos invasiva para o monitoramento do oxigênio na urina. Em nosso estudo, planejamos colocar duas sondas de tensão de oxigênio de fibra óptica em um cateter urinário padrão. A primeira sonda será colocada dentro do cateter urinário e rosqueada na ponta do cateter (embora ainda dentro do cateter e não no corpo) para medir a tensão de oxigênio na urina da bexiga. A segunda será uma câmara de fluxo com um sensor de oxigênio de fibra ótica e um sensor de taxa de fluxo urinário dentro dela. Esta câmara de fluxo será colocada entre o cateter urinário e o tubo coletor (ver figura 1, anexada em "outros documentos"). Uma válvula unidirecional no fluxo através da câmara permitirá a passagem da urina, mas impedirá o refluxo de urina ou ar.

A hipótese é que o fluxo menos invasivo através do oxímetro de câmara fornecerá medições semelhantes às da fibra mais próxima da ponta do cateter urinário, que ambos fornecerão medições confiáveis ​​da oxigenação da urina e que essas medições preverão a dor aguda pós-operatória Lesão Renal em Pacientes Cirúrgicos Cardíacos.