Plasmatic ADAMTS-13 metalloprotease and von Willebrand factor in children with cyanotic congenital heart disease

Changes in plasma von Willebrand factor concentration (VWF:Ag) and ADAMTS-13 activity (the metalloprotease that cleaves VWF physiologically) have been reported in several cardiovascular disorders with prognostic implications. We therefore determined the level of these proteins in the plasma of children with cyanotic congenital heart disease (CCHD) undergoing surgical treatment. Forty-eight children were enrolled (age 0.83 to 7.58 years). Measurements were performed at baseline and 48 h after surgery. ELISA, collagen-binding assays and Western blotting were used to estimate antigenic and biological activities, and proteolysis of VWF multimers. Preoperatively, VWF:Ag and ADAMTS-13 activity were decreased (65 and 71% of normal levels considered as 113 (105-129) U/dL and 91 ± 24% respectively, P < 0.003) and correlated (r = 0.39, P = 0.0064). High molecular weight VWF multimers were not related, suggesting an interaction of VWF with cell membranes, followed by proteolytic cleavage. A low preoperative ADAMTS-13 activity, a longer activated partial thromboplastin time and the need for cardiopulmonary bypass correlated with postoperative bleeding (P < 0.05). Postoperatively, ADAMTS-13 activity increased but less extensively than VWF:Ag (respectively, 2.23 and 2.83 times baseline, P < 0.0001), resulting in an increased VWF:Ag/ADAMTS-13 activity ratio (1.20 to 1.54, respectively, pre- and postoperative median values, P = 0.0029). ADAMTS-13 consumption was further confirmed by decreased ADAMTS-13 antigenic concentration (0.91 ± 0.30 to 0.70 ± 0.25 µg/mL, P < 0.0001) and persistent proteolysis of VWF multimers. We conclude that, in pediatric CCHD, changes in circulating ADAMTS-13 suggest enzyme consumption, associated with abnormal structure and function of VWF.

Effect of selective β-adrenoceptor blockade and surgical resection of the celiac-superior mesenteric ganglion complex on delayed liquid gastric emptying induced by dipyrone, 4-aminoantipyrine, and antipyrine in rats

There is evidence for participation of peripheral β-adrenoceptors in delayed liquid gastric emptying (GE) induced in rats by dipyrone (Dp), 4-aminoantipyrine (AA), and antipyrine (At). The present study aimed to determine whether β-adrenoceptors are involved in delayed GE induced by phenylpyrazole derivatives and the role of the prevertebral sympathetic nervous system in this condition. Male Wistar rats weighing 220-280 g were used in the study. In the first experiment rats were intravenously pretreated with vehicle (V), atenolol 30 mg/kg (ATE, β1-adrenergic antagonist), or butoxamine 25 mg/kg (BUT, β2-adrenergic antagonist). In the second experiment, rats were pretreated with V or SR59230A 2 mg/kg (SRA, β3-adrenergic antagonist). In the third experiment, rats were subjected to surgical resection of the celiac-superior mesenteric ganglion complex or to sham surgery. The groups were intravenously treated with saline (S), 240 µmol/kg Dp, AA, or At, 15 min after pretreatment with the antagonists or V and nine days after surgery. GE was determined 10 min later by measuring the percentage of gastric retention (%GR) of saline labeled with phenol red 10 min after gavage. The %GR (means±SE, n=6) values indicated that BUT abolished the effect of Dp (BUT+Dp vs V+Dp: 35.0%±5.1% vs 56.4%±2.7%) and At (BUT+At vs V+At: 33.5%±4.7% vs 52.9%±2.6%) on GE, and significantly reduced (P<0.05) the effect of AA (BUT+AA vs V+AA: 48.0%±5.0% vs 65.2%±3.8%). ATE, SRA, and sympathectomy did not modify the effects of treatments. These results suggest that β2-adrenoceptor activation occurred in delayed liquid gastric emptying induced by the phenylpyrazole derivatives dipyrone, 4-aminoantipyrine, and antipyrine. Additionally, the released neurotransmitter did not originate in the celiac-superior mesenteric ganglion complex.

Surgical principles and minor surgery

UANL

The use of artificial intelligence algorithms to guide surgical treatment of adolescent idiopathic scoliosis

La scoliose idiopathique de l’adolescent (SIA) est une déformation tri-dimensionelle du rachis. Son traitement comprend l’observation, l’utilisation de corsets pour limiter sa progression ou la chirurgie pour corriger la déformation squelettique et cesser sa progression. Le traitement chirurgical reste controversé au niveau des indications, mais aussi de la chirurgie à entreprendre. Malgré la présence de classifications pour guider le traitement de la SIA, une variabilité dans la stratégie opératoire intra et inter-observateur a été décrite dans la littérature. Cette variabilité s’accentue d’autant plus avec l’évolution des techniques chirurgicales et de l’instrumentation disponible. L’avancement de la technologie et son intégration dans le milieu médical a mené à l’utilisation d’algorithmes d’intelligence artificielle informatiques pour aider la classification et l’évaluation tridimensionnelle de la scoliose. Certains algorithmes ont démontré être efficace pour diminuer la variabilité dans la classification de la scoliose et pour guider le traitement. L’objectif général de cette thèse est de développer une application utilisant des outils d’intelligence artificielle pour intégrer les données d’un nouveau patient et les évidences disponibles dans la littérature pour guider le traitement chirurgical de la SIA. Pour cela une revue de la littérature sur les applications existantes dans l’évaluation de la SIA fut entreprise pour rassembler les éléments qui permettraient la mise en place d’une application efficace et acceptée dans le milieu clinique. Cette revue de la littérature nous a permis de réaliser que l’existence de “black box” dans les applications développées est une limitation pour l’intégration clinique ou la justification basée sur les évidence est essentielle. Dans une première étude nous avons développé un arbre décisionnel de classification de la scoliose idiopathique basé sur la classification de Lenke qui est la plus communément utilisée de nos jours mais a été critiquée pour sa complexité et la variabilité inter et intra-observateur. Cet arbre décisionnel a démontré qu’il permet d’augmenter la précision de classification proportionnellement au temps passé à classifier et ce indépendamment du niveau de connaissance sur la SIA. Dans une deuxième étude, un algorithme de stratégies chirurgicales basé sur des règles extraites de la littérature a été développé pour guider les chirurgiens dans la sélection de l’approche et les niveaux de fusion pour la SIA. Lorsque cet algorithme est appliqué à une large base de donnée de 1556 cas de SIA, il est capable de proposer une stratégie opératoire similaire à celle d’un chirurgien expert dans prêt de 70% des cas. Cette étude a confirmé la possibilité d’extraire des stratégies opératoires valides à l’aide d’un arbre décisionnel utilisant des règles extraites de la littérature. Dans une troisième étude, la classification de 1776 patients avec la SIA à l’aide d’une carte de Kohonen, un type de réseaux de neurone a permis de démontrer qu’il existe des scoliose typiques (scoliose à courbes uniques ou double thoracique) pour lesquelles la variabilité dans le traitement chirurgical varie peu des recommandations par la classification de Lenke tandis que les scolioses a courbes multiples ou tangentielles à deux groupes de courbes typiques étaient celles avec le plus de variation dans la stratégie opératoire. Finalement, une plateforme logicielle a été développée intégrant chacune des études ci-dessus. Cette interface logicielle permet l’entrée de données radiologiques pour un patient scoliotique, classifie la SIA à l’aide de l’arbre décisionnel de classification et suggère une approche chirurgicale basée sur l’arbre décisionnel de stratégies opératoires. Une analyse de la correction post-opératoire obtenue démontre une tendance, bien que non-statistiquement significative, à une meilleure balance chez les patients opérés suivant la stratégie recommandée par la plateforme logicielle que ceux aillant un traitement différent. Les études exposées dans cette thèse soulignent que l’utilisation d’algorithmes d’intelligence artificielle dans la classification et l’élaboration de stratégies opératoires de la SIA peuvent être intégrées dans une plateforme logicielle et pourraient assister les chirurgiens dans leur planification préopératoire.

Patient-specific model of a scoliotic torso for surgical planning

A method for the construction of a patient-specific model of a scoliotic torso for surgical planning via inter- patient registration is presented. Magnetic Resonance Images (MRI) of a generic model are registered to surface topography (TP) and X-ray data of a test patient. A partial model is first obtained via thin-plate spline registration between TP and X-ray data of the test patient. The MRIs from the generic model are then fit into the test patient using articulated model registration between the vertebrae of the generic model’s MRIs in prone position and the test patient’s X-rays in standing position. A non-rigid deformation of the soft tissues is performed using a modified thin-plate spline constrained to maintain bone rigidity and to fit in the space between the vertebrae and the surface of the torso. Results show average Dice values of 0.975 ± 0.012 between the MRIs following inter-patient registration and the surface topography of the test patient, which is comparable to the average value of 0.976 ± 0.009 previously obtained following intra-patient registration. The results also show a significant improvement compared to rigid inter-patient registration. Future work includes validating the method on a larger cohort of patients and incorporating soft tissue stiffness constraints. The method developed can be used to obtain a geometric model of a patient including bone structures, soft tissues and the surface of the torso which can be incorporated in a surgical simulator in order to better predict the outcome of scoliosis surgery, even if MRI data cannot be acquired for the patient.

Multimodal image registration of the scoliotic torso for surgical planning

Background This paper presents a method that registers MRIs acquired in prone position, with surface topography (TP) and X-ray reconstructions acquired in standing position, in order to obtain a 3D representation of a human torso incorporating the external surface, bone structures, and soft tissues. Methods TP and X-ray data are registered using landmarks. Bone structures are used to register each MRI slice using an articulated model, and the soft tissue is confined to the volume delimited by the trunk and bone surfaces using a constrained thin-plate spline. Results The method is tested on 3 pre-surgical patients with scoliosis and shows a significant improvement, qualitatively and using the Dice similarity coefficient, in fitting the MRI into the standing patient model when compared to rigid and articulated model registration. The determinant of the Jacobian of the registration deformation shows higher variations in the deformation in areas closer to the surface of the torso. Conclusions The novel, resulting 3D full torso model can provide a more complete representation of patient geometry to be incorporated in surgical simulators under development that aim at predicting the effect of scoliosis surgery on the external appearance of the patient’s torso.

Enhanced Reality Visualization in a Surgical Environment

Enhanced reality visualization is the process of enhancing an image by adding to it information which is not present in the original image. A wide variety of information can be added to an image ranging from hidden lines or surfaces to textual or iconic data about a particular part of the image. Enhanced reality visualization is particularly well suited to neurosurgery. By rendering brain structures which are not visible, at the correct location in an image of a patient's head, the surgeon is essentially provided with X-ray vision. He can visualize the spatial relationship between brain structures before he performs a craniotomy and during the surgery he can see what's under the next layer before he cuts through. Given a video image of the patient and a three dimensional model of the patient's brain the problem enhanced reality visualization faces is to render the model from the correct viewpoint and overlay it on the original image. The relationship between the coordinate frames of the patient, the patient's internal anatomy scans and the image plane of the camera observing the patient must be established. This problem is closely related to the camera calibration problem. This report presents a new approach to finding this relationship and develops a system for performing enhanced reality visualization in a surgical environment. Immediately prior to surgery a few circular fiducials are placed near the surgical site. An initial registration of video and internal data is performed using a laser scanner. Following this, our method is fully automatic, runs in nearly real-time, is accurate to within a pixel, allows both patient and camera motion, automatically corrects for changes to the internal camera parameters (focal length, focus, aperture, etc.) and requires only a single image.

Tratamiento de sangrado postoperatorio en cirugía cardiaca con Factor VII Recombinante

El sangrado posterior a cirugía cardiaca es una complicación importante dada la alta morbimortalidad asociada. La hemotransfusión es la terapia mandatoria, pero la administración masiva de hemoderivados también es un factor de riesgo independiente de morbimortalidad. El factor VIIr se ha propuesto para disminuir las trasfusiones y controlar sangrado. El propósito de este estudio fue determinar si el factor VIIr es una herramienta útil para disminuir el consumo de hemoderivados en sangrado postoperatorio durante cirugía cardiaca sin riesgo de complicaciones tromboembólicas o falla renal aguda. Es un estudio de cohorte retrospectivo realizado durante dos años, comparando el consumo de hemoderivados y las complicaciones postoperatorias en la cohorte que recibió factor VIIa y en la que no. Se realizó muestreo por comparación de medias emparejadas y se describieron variables cualitativas mediante distribuciones de frecuencias y porcentuales, variables cuantitativas con medidas de tendencia central como promedio y mediana, medidas de dispersión como la desviación estándar. Para determinar normalidad se utilizó prueba Kolgomorov Smirnov con nivel de significancia a=10%; de no cumplir normalidad se utilizaron pruebas t-student y U de Mann-Whitney con nivel de significancia a=5%. Se recolectaron 54 pacientes de los cuales a 14 se les aplicó factor VIIr. Un promedio cinco unidades de glóbulos rojos, nueve de plasma, seis de plaquetas y cuatro de crioprecipitados fueron transfundidas sin diferencias significativas en los grupos. Si se aprecia disminución del sangrado en 24 horas postoperatorias, corrección de los tiempos de coagulación, y menor mortalidad. Las complicaciones tromboembólicas y falla renal no fueron estadísticamente significativas.

Experiencia con la realización de nefrectomía parcial para el tratamiento de masas renales : estudio multicéntrico

Objetivo: Reportar la experiencia obtenida con la realización de Nefrectomía Parcial para el tratamiento de masas renales en la Fundación Santa Fe de Bogotá y Fundación Cardioinfantil. Materiales y Métodos: Se revisó el registro de procedimientos quirúrgicos de las dos instituciones entre enero de 2005 y marzo de 2011. Se incluyeron los pacientes llevados a nefrectomía parcial y se revisaron las historias clínicas. Se excluyeron pacientes operados por patología no tumoral. Se registraron variables preoperatorias, intraoperatorias y postoperatorias. Se creó una base de datos en Excel y se elaboró un análisis descriptivo de las variables utilizando el paquete estadístico Stata 10.0. Resultados: Se realizaron un total de 63 nefrectomías parciales. Se analizaron 59 que fueron realizadas por sospecha de patología tumoral (quistes complejos o cáncer). El promedio de edad fué 60.7 años. En los pacientes con sospecha de tumor renal, la principal indicación para el procedimiento conservador fue el tamaño de la masa (82.53%). La creatinina preoperatoria fue 1.01 mg/dl en promedio. El abordaje utilizado con mayor frecuencia fue la lumbotomía (89.8%). En 79.6% de los casos se realizó isquemia fría. El sangrado fue 354 cc en promedio. En 6.77 % de los pacientes fue necesario ampliar el margen. El diagnóstico definitivo más frecuente fue carcinoma de células claras en el 72.8% de los casos. La creatinina postoperatoria fue de 1.14mg/dl en promedio. Un 98.3% de los pacientes permanecen libres de recaída con un seguimiento promedio de 27 meses. Conclusiones: La nefrectomía parcial por abordaje a cielo abierto es un procedimiento oncológicamente efectivo, con baja morbimortalidad y que permite mantener la función renal, en manos experimentadas. Es considerada el patrón de oro para el tratamiento de masas renales en estado T1a, tumores bilaterales, en pacientes con falla renal o en aquellos que tengan enfermedades que potencialmente la afecten.

Cirugía Abierta Versus Cirugía Endovascular en el Tratamiento de la Patología de la Aorta Torácica Descendente

El reparo endovascular de la aorta torácica (REVAT), se ha incrementado en el mundo en los últimos años con relación al abierto. Los resultados de la intervención son controversiales. La información en Colombia es insuficiente. Objetivo: Comparar los resultados clínicos del REVAT frente al reparo abierto en la Fundación Cardio Infantil (Bogotá, Col) entre 2002 y 2011. Metodología: Análisis retrospectivo de la cohorte de pacientes sometidos a reparo abierto (Grupo 1) en comparación de REVAT (grupo 2). En cada uno de los grupos se evaluó el tiempo quirúrgico, tasa de morbilidad (infección, hemo-rragia, isquemia medular, evento cerebrovascular [ECV] y falla renal postoperatoria), mortalidad, reintervención y estancia hospitalaria. Para las comparaciones se realizó un análisis univariado considerando un valor p<0.05 estadísticamente significativo. Resultados: Fueron incluidos 57 pacientes en el análisis (26% reparo abierto; 74% REVAT). Se reintervinieron 2 pacientes por endofugas tipo 1 en el Grupo 2 y un caso por sangrado en el Grupo 1. La mortalidad operatoria fue (Grupo1: 20%; Grupo 2: 2.3%). El tiempo quirúrgico fue de 398 ± 180 min Grupo 1 versus 85.5 ± 35 min en el Grupo 2 (p:0.0001) y el tiempo de estancia hospitalaria promedio fue de 9.8 días:Grupo 1 y 5,3 días Grupo 2 [p:0.01]). El tiempo promedio de seguimiento fue 4,8± 3,1 años. Conclusiones: El REVAT parece ofrecer menor morbilidad, mortalidad, tiempo quirúrgico y estancia hospitalaria respecto al reparo abierto, aunque las pobla-ciones de pacientes incluidos no fueron estrictamente comparables. Se requieren nuevos análisis en un diseño prospectivo, idealmente aleatorizado para documentar los beneficios a largo plazo de este tipo de reparo.

Mortalidad por trauma cardiaco penetrante en un hospital de Bogotá, Colombia : análisis de factores asociados

Objetivó: Caracterizar los pacientes con heridas cardiacas penetrantes grado II a VI, describir las características del trauma, tratamiento quirúrgico, evolución clínica e identificar los factores asociados a un desenlace. Metodología: Se diseñó un estudio de asociación en 308 pacientes que ingresaron a cirugía con diagnóstico de herida penetrante de corazón entre enero de 1999 y octubre de 2009. Se excluyeron 68 casos. La serie analizada incluyó 240 pacientes con heridas cardiacas. Se analizaron variables demográficas, clínicas, quirúrgicas y de evolución, tabulados en EXCEL® y analizados en SPSS 20®. Resultados: El promedio de edad fue 27.8 años, principalmente hombres (96%), lesiones por arma cortopunzante 93% y un 7% por proyectil arma de fuego. El estado hemodinámico al ingreso (según Ivatury) fue normal 44%; Shock profundo 34%; Agónicos 18% y 3% fatales. El 67% (n=161) presentaron taponamiento cardiaco. Los grados de lesión cardiaca según la clasificación OIS-AAST fueron: grado II 33%, grado III 13%, grado IV 29%, grado V 22% y grado VI 3%. La ventana pericárdica fue el método diagnóstico confirmatorio de lesión en 63% y las incisiones de abordaje quirúrgico fueron la esternotomía 63% y la toracotomía anterolateral 35%. La mortalidad fue 15% (n=36). Las diferencias en mortalidad entre el estado hemodinámico al inicio de cirugía, mecanismo de lesión y grado de herida, demostraron ser estadísticamente significativas (valor de p<0.001). Conclusiones: El estado hemodinámico y las heridas por arma de fuego son factores asociados a mortalidad. La ventana pericárdica subxifoidea favorece la preferencia y buenos resultados de la esternotomía como vía de abordaje quirúrgico.

Complicaciones postoperatorias tempranas de la colporrafia anterior por técnica tradicional versus técnica de sitio específico

El prolapso del piso pélvico es una entidad frecuente, especialmente en pacientes postmenopáusicas y en su gran mayoría requiere tratamiento quirúrgico. En este estudio comparamos la aparición de complicaciones postoperatorias tempranas entre la colporrafia anterior con técnica clásica (TC) versus la colporrafia anterior con técnica de sitio especifico (CSE). Se realizó un estudio observacional analítico, retrospectivo, de dos cohortes de pacientes que requirieron colporrafia anterior entre agosto de 2009 hasta junio de 2012. Las características de cada grupo fueron homogéneas y comparables. El desenlace de mayor frecuencia fue dehiscencia de la línea de sutura, sin embargo, no se encontraron diferencias estadísticamente significativas entre las dos técnicas. La aparición de reprolapso temprano y el diagnóstico de abscesos o hematomas presentaron frecuencias que carecen de diferencia significativa. No hubo complicaciones tempranas graves tales como sangrado intraoperatoria mayor o lesiones vesicouretrales. Los resultados sugieren que las dos técnicas tienen una incidencia baja de complicaciones postoperatorias tempranas y por lo tanto parecen ser seguros dentro del manejo quirúrgico del prolapso del componente anterior del piso pélvico.

Escala de Fisher como factor predictor de hidrocefalia en hemorragia subaracnoidea espontanea

Objetivo. Determinar si la cantidad de sangre y su localización es el espacio subaracnoideo, medible con la escala de Fisher en las primeras 24 horas de ocurrido el ictus hemorrágico, es un factor predictor para el desarrollo de hidrocefalia en pacientes con diagnóstico de hemorragia subaracnoidea (HSA) espontánea, vistos en el Hospital Universitario Clínica San Rafael (HUCSR) con seguimiento de 12 meses. Métodos. 251 pacientes fueron incluidos en una cohorte retrospectiva. La asociación entre la escala de Fisher y el desarrollo de hidrocefalia en pacientes con HSA espontánea fue analizada a través de un análisis bivariado y multivariado. Resultados. La edad promedio de los pacientes fue de 55,5 ± 15 años; con predominancia en el sexo femenino 65,7%. La prevalencia de hidrocefalia fue de 27,1% en la cohorte y la etiología de la HSA fue en su mayoría por ruptura de aneurismas de arterias cerebrales; 78,5%. La sobrevida a 12 meses fue de 65,7%. Tanto el grado 4 en la escala de Fisher como Hunt-Hess III se asocian con el desarrollo de hidrocefalia: ORA; 2.93 IC 95%: 1.51-5.65, P <0.001, ORA 2.83 IC 95%: 1.31-6.17 P=0.008 respectivamente. Conclusión. La presencia de sangrado Intraventricular o intraparenquimatoso ( Fisher 4) en las primeras 24 horas, asociado a un deterioro neurológico al ingreso Hunt-Hess III están asociados con el desarrollo de hidrocefalia en los 251 pacientes evaluados con diagnóstico de HSA espontánea; hallazgos consistentes con lo reportado en la literatura mundial.