Predição da síndrome de implantação de cimento ósseo usando métodos de inteligência artificial

Como a prevalência da osteoartrite de quadril e joelho aumenta com a idade, as operações com próteses ortopédicas são amplamente realizadas em todo o mundo e em nosso país. Nessas cirurgias, o cimento ósseo é utilizado para garantir a adesão da prótese ao osso. A síndrome de implantação de cimento ósseo (SIOC) é uma complicação fatal da cirurgia óssea cimentada caracterizada por hipotensão sistêmica, hipertensão pulmonar, arritmias, perda de consciência e parada cardíaca, ocorrendo mais comumente durante a cimentação e colocação de próteses, e está sendo cada vez mais relatada.

A síndrome é mais comumente observada em hemiartroplastia cimentada após fraturas deslocadas do colo do fêmur, mas também ocorre em cirurgias de substituição total de quadril e joelho. Apesar da publicação de diretrizes de segurança para reduzir a SIOC, ela continua sendo uma complicação intraoperatória comum, com uma incidência geral de até 28% e é uma das principais causas de morbidade e mortalidade intra e pós-operatória.

A fisiopatologia da SIOC não é clara, incluindo instabilidade hemodinâmica como resultado de alterações na resistência vascular pulmonar e sistêmica, aumento da pressão intramedular resultando na incorporação de monômeros de polimetilmetacrilato na circulação causando vasodilatação, liberação de mediadores do polimetilmetacrilato, liberação de ácidos graxos e liberação de mediadores do polimetilmetacrilato, insuficiência ventricular direita aguda, anafilaxia, reação inflamatória e exotérmica e ativação do complemento podem incluir um ou um combinação de insuficiência ventricular direita aguda, anafilaxia, reação inflamatória e exotérmica e ativação do complemento, que se desenvolve quando partículas de cimento e coágulo causam êmbolos em vários órgãos do corpo, especialmente no sistema pulmonar, com aumento da resistência vascular pulmonar. Donaldson et al. desenvolveu um sistema de classificação para a gravidade do SIOC. Grau 0: sem hipotensão/hipóxia; Hipóxia moderada de grau 1 (SpO2 <94%) ou hipotensão [pressão arterial sistólica (PAS) > diminuição de 20% em relação ao valor basal]; Hipóxia grave de grau 2 (SpO2 < 88%) ou hipotensão (redução da PAS > 40% em relação ao valor basal) ou perda inesperada de consciência; Colapso cardiovascular grau 3 exigindo reanimação cardiopulmonar.

Foi demonstrado que pacientes com SIOC graus 2 e 3 apresentam um aumento de 16 vezes na mortalidade pós-operatória em 30 dias em comparação com aqueles com SIOC grau 1. A maioria dos relatórios sobre SIOC concentra-se em mortes e problemas graves, e a maioria dos casos de SIOC leve não são notificados. A suspeita de SIOC deve ser tratada com reanimação agressiva e cuidados de suporte.

Este risco pode levar alguns cirurgiões a não usarem cimento em operações de artroplastia. Embora a hemiartroplastia não cimentada elimine esse risco e economize um tempo cirúrgico médio de 20 minutos, ela está associada a complicações graves. Pacientes submetidos a implantes de artroplastia de quadril não cimentados têm maior probabilidade de apresentar fraturas periprotéticas, bem como de revisão precoce. A artroplastia não cimentada tem um risco 17 vezes maior de revisão de fratura periprotética ou revisão asséptica devido ao afrouxamento em comparação com a artroplastia cimentada de quadril. Como a cirurgia adicional acarreta um risco adicional de morte, pular a etapa de cimentação também pode não ser a melhor escolha nesses pacientes que têm maior probabilidade de cair e se submeterem à cirurgia de revisão.

A detecção precoce desta complicação e a intervenção precoce são cruciais, pois reduzirão a mortalidade. A prevenção da SIOC inclui identificação de pacientes de alto risco, otimização pré-operatória dos fatores de risco e comorbidades do paciente e boa comunicação com a equipe cirúrgica. Desta forma, o conforto e a expectativa de vida do paciente podem ser aumentados. O número crescente de pacientes que necessitam e aguardam por artroplastia torna difícil identificar pacientes de alto risco, otimizar os fatores de risco do paciente e comorbidades no pré-operatório para prevenir esta complicação potencialmente fatal.

A condição em que a SIOC pode ocorrer é avaliada de acordo com os resultados da análise dos dados obtidos de conjuntos de dados retrospectivos e prospectivos com métodos bioestatísticos complexos. Para prever a complicação, tenta-se determinar os fatores preditivos associados a ela.

Spann et al. (2020) afirmaram em seu estudo de revisão que o aprendizado de máquina pode ser usado em análises além de métodos bioestatísticos complexos. Neste ponto, um sistema de apoio à decisão criado com modelagem de inteligência artificial ajudará na detecção precoce desta complicação e servirá assim como um importante mecanismo de apoio à decisão para os médicos, aumentando o conforto e a expectativa de vida do paciente. Contudo, não é fácil avaliar em que nível esta complicação será prevista e reduzida sem implementar o sistema.