Novas luzes na microvascularização dos retalhos cutâneos locais

Abstract

Fundamentos: As arteríolas, capilares e vénulas com menos de 150 µm de diâmetro constituem a microcirculação. A microcirculação cutânea encontra-se organizada em dois plexos dérmicos vasculares horizontais: um superior, na derme papilar, e outro inferior, na transição da derme com a hipoderme. O plexo superior e os capilares arteriolares ascendentes encontram-se a uma distância da superfície cutânea que permite a medição do seu fluxo pelo sistema de imagem de contraste por laser speckle (laser speckle contrast imaging, LSCI). Os retalhos cutâneos locais dependem do fluxo sanguíneo destes plexos vasculares dérmicos, o qual diminui em função da distância aos vasos perfurantes nutritivos que se encontram na base do retalho, havendo uma pressão de perfusão crítica abaixo da qual a sobrevivência do retalho ficará comprometida. Atualmente o planeamento dos retalhos é realizado de forma empírica, já que essa pressão de perfusão crítica não é conhecida. A alta taxa de captura do LSCI permite a avaliação contínua, em alta resolução, independente do operador e em tempo real, da perfusão sanguínea cutânea em áreas amplas, tendo demonstrado excelente reprodutibilidade, constituindo assim um método valioso no estudo da perfusão cutânea dos retalhos cutâneos locais. Objetivos: (i) estudo da variação do fluxo sanguíneo dos retalhos cutâneos locais ao longo da razão comprimento/largura do retalho, (ii) desenvolvimento de um modelo matemático que exprima essa variação de perfusão, (iii) análise da variação da perfusão sanguínea dos diferentes tipos de retalhos e (iv) estudo demográfico e clínico com correlação com os resultados obtidos. Material e métodos: Realizou-se um estudo prospetivo, ao longo de 3 anos, com 60 doentes submetidos a reconstrução cirúrgica com um de três tipos de retalhos cutâneos locais (transposição, rotação ou deslizamento). No total foram realizados 20 retalhos de transposição, 20 retalhos de rotação e 20 retalhos de deslizamento. Em cada retalho foram efetuadas três medições do fluxo sanguíneo da microcirculação cutânea: imediatamente antes e depois do retalho dissecado e depois do retalho suturado. Foram ainda medidas a tensão arterial nos três tempos operatórios (e calculada a tensão arterial média, TAM), a temperatura axilar e o valor de hemoglobina capilar. O comprimento e a largura do retalho foram medidos e assim calculada a razão comprimento/largura (RCL). Foram obtidos dados demográficos e clínicos, nomeadamente quanto à presença de fatores de risco cardiovascular (FRCV) e toma de fármacos antitrombóticos. Através do software do equipamento de LSCI foram criadas regiões de interesse (regions of interest, ROI) ao longo dos retalhos, em número variável consoante a RCL, e distribuídas de forma equidistante a cada 0,3 mm desde a base até à ponta do retalho. Em cada ROI obteve-se o valor da perfusão sanguínea em unidades de perfusão arbitrárias (UPA), que, após divisão pelo valor da TAM no respetivo tempo operatório, permitiu obter o valor de perfusão sanguínea em condutância vascular cutânea (CVC), em UPA/mmHg, imediatamente antes e depois do retalho dissecado e depois do retalho suturado. Resultados: Nos três tipos de retalhos, uma vez dissecados e suturados observou-se uma correlação inversa estatisticamente significativa entre a CVC e a RCL, ou seja, à medida que aumenta a RCL, diminui a perfusão. Obtiveram-se modelos matemáticos capazes de prever a queda da perfusão ao longo da RCL, com significado estatístico, nos três tipos de retalhos estudados, sendo os de deslizamento, após suturados, os que obtiveram melhor ajuste, com quase 38% da queda da perfusão explicada pelo aumento da RCL. Quanto à análise da magnitude da queda de perfusão ao longo da RCL em função da presença de FRCV e/ou toma de antitrombóticos, verificaram-se quedas de perfusão mais acentuadas nos não hipertensos (versus hipertensos) e nos obesos (versus não obesos), mas estes achados não foram consistentes em todos os retalhos nos dois tempos operatórios. Conclusões: O LSCI é um método preciso, rápido e reprodutível na avaliação da perfusão dos retalhos cutâneos locais. Este estudo comprova matematicamente o que já era uma suposição estabelecida pela experiência clínica: quanto maior for a RCL de um retalho, maior será a perda de carga do fluxo sanguíneo da base à ponta do retalho, e, portanto, maior o risco de isquémia. Como não ocorreu necrose, não foi possível estimar a pressão de perfusão crítica, abaixo da qual os vasos da pele colapsam levando à necrose. Estudos com animais poderão ajudar a delinear um modelo matemático capaz de estimar essa pressão de perfusão crítica, permitindo assim a identificação do limiar de RCL que leva à necrose.

Background: Arterioles, capillaries and venules less than 150 µm in diameter constitute the microcirculation. Cutaneous microcirculation is organized into two horizontal vascular dermal plexuses: one superior, in the papillary dermis, and one inferior, in the transition from the dermis to the hypodermis. The upper plexus and the ascending arteriolar capillaries are located at a distance from the skin surface that allows the measurement of its flow by the laser speckle contrast imaging system (LSCI). Random pattern skin flaps depend on the blood flow of these dermal vascular plexuses, which decreases as a function of the distance to the nutrient perforating vessels at the base of the flap, with a critical perfusion pressure below which the flap's survival will be compromised. Currently, flap planning is performed empirically, as this critical perfusion pressure is not known. The high capture rate of LSCI allows continuous, high-resolution, operator-independent, real-time assessment of cutaneous blood perfusion over wide areas, having demonstrated excellent reproducibility, thus constituting a valuable method in the study of cutaneous perfusion of random pattern skin flaps. Objectives: (i) study of the variation in blood flow of random pattern skin flaps along the length to width ratio of the flap, (ii) development of a mathematical model that expresses this variation in perfusion, (iii) analysis of variation in blood perfusion on different type of flaps and (iv) demographic and clinical study with correlation with the results obtained. Material and methods: A prospective study was carried out over 3 years with 60 patients who underwent a random pattern skin flap of three different types: 20 transposition flaps, 20 rotation flaps and 20 advancement flaps. In each flap, three measurements of blood flow of the cutaneous microcirculation were performed: immediately before and after the flap was dissected and after the flap was sutured. Blood pressure was measured in the three operative times (and the mean arterial pressure, MAP, calculated), and also the axillary temperature and the capillary haemoglobin value. The length and width of the flap were measured and the length to width ratio (LTWR) calculated. Demographic and clinical data were obtained, namely regarding the presence of cardiovascular risk factors (CVRF) and intake of antithrombotic drugs. Using the software of the LSCI equipment, regions of interest (ROI) were created along the flaps, in variable numbers depending on the LTWR, and distributed evenly every 0.3 mm from the base to the tip of the flap. In each ROI, blood perfusion value was obtained in arbitrary perfusion units (APU), which after dividing by the MAP value in the respective operative time, allowed us to obtain blood perfusion in cutaneous vascular conductance (CVC) in APU/mmHg, immediately before and after the flap was dissected and after the flap was sutured. Results: In the three types of flaps, once dissected and sutured, a statistically significant inverse correlation was observed between CVC and LTWR: as the LTWR increases, perfusion decreases. Mathematical models were obtained, able to predict perfusion drop along the LTWR, with statistical significance, in the three types of flaps. Advancement flaps, after sutured, were the ones with the best fit: almost 38% of the perfusion drop was explained by the increase in LTWR. Regarding the analysis of the magnitude of the perfusion drop over the LTWR as a function of the presence of CVRF and/or intake of AAP or ACO, there were more pronounced perfusion drops in non-hypertensive (versus hypertensive) and obese (versus non-obese), but these findings were not consistent across all flaps in the two operative stages. Conclusion: LSCI allows accurate, rapid, reproducible, and non-contact measurements of skin blood perfusion over RSF, ultimately leading to an optimization of skin flap planning. This study proves that variation of perfusion pressure along the flap is dependent on the LTWR, in a linear decreasing function. As no necrosis occurred, it was not possible to estimate the critical perfusion pressure below which the skin vessels collapse leading to necrosis. Animal studies may help to design a mathematical model capable of estimating this critical perfusion pressure, thus allowing the identification of the RCL threshold that leads to necrosis.