The treatment of single ventricle anomalies is a formidable challenge for clinical teams caring for patients with congenital heart disease. Those patients fortunate to survive surgical palliation contend with lifelong physical limitations and late stage pathophysiology. A mechanical blood pump specifically designed to increase pressure in the great veins would augment flow through the lungs and provide hemodynamic stability until a donor heart is located. To support the development of such medical devices, this research characterized the fluid dynamics of mechanical assistance in the Fontan circulation by performing numerical analyses and particle image velocimetry (PIV) studies in a patient-specific in vitro model. This project investigated the performance of three pump prototype configurations. ANSYS-CFX was used to conduct the computational studies for a range of operating conditions and degrees of Fontan dysfunction. Pressure generation, blood trauma predictions, shear stresses, fluid streamlines, and velocity profiles were examined. Three-dimensional PIV studies were completed and compared to the numerical estimations. Computational findings and experimental data correlated to within literature expectations. Blood damage levels, shear stresses, and fluid residence times remained reasonable or below threshold limits. The blood pump configurations met expectations by achieving target design specifications for clinical application. The pumps enhanced the rate of hydraulic power gain in the cavopulmonary circuit, reduced inferior vena cava pressure, and minimally increased pulmonary arterial pressure. The blood pump with the twisted protective stent produced the most rapid increase in the rate of power gain and the highest pressure generation. The PIV measurements illustrated a strong dependency of the fluid dynamics on the patient-specific vessel geometry and the particular pump design. The pump having the twisted cage outperformed the other designs and had a dominating impact on the blood flow distribution in the cavopulmonary circuit. A strong rotational component in the flow was observed leaving the pumps. These results confirm that mechanical cavopulmonary assistance is a viable therapeutic option. Significant knowledge into a new class of blood pumps and how these pumps interact with a single ventricle physiology was gained, thus advancing the state-of-the-art in mechanical circulatory support and addressing a significant human health problem.

Introdução: Pacientes com cardiopatia congênita submetidos ao procedimento de Fontan (PF) vêm atingindo a idade adulta com significativas consequências sistêmicas, particularmente hepáticas. Tais injúrias hepáticas podem resultar em fibrose, cirrose e nódulos hepáticos (NH), que podem ser benignos ou malignos. Porém, não há, até o momento, consenso na literatura quanto ao rastreamento desses nódulos, sobretudo acerca do início e da melhor modalidade para tal fim. Objetivo: Esse estudo objetivou (a) avaliar a frequência de NH em pacientes submetidos ao PF na ultrassonografia (USG), tomografia computadorizada (TC) e ressonância magnética (RM), assim como a concordância entre tais métodos; (b) investigar se há correlação entre a presença de NH e algumas variáveis clínicas e laboratoriais; (c) analisar se há diferença nos valores de rigidez hepática utilizando a elastografia por USG por meio da técnica acoustic radiation force impulse (ARFI) entre os pacientes com e sem NH. Métodos: Foram recrutados, prospectivamente, 49 pacientes submetidos ao PF entre agosto de 2014 e junho de 2016. Esses pacientes foram submetidos a rastreamento clínico e laboratorial de hepatopatia, e elastografia hepática por USG com ARFI, TC e RM. A concordância entre os testes foi acessada utilizando o kappa de Cohen. A correlação entre NH com as outras variáveis foi realizada com teste t de Student ou teste de Mann-Whitney para variáveis contínuas sem distribuição normal e teste qui-quadrado ou teste de Fisher para variáveis categóricas. Resultados: NH foram detectados em 3/49 (6%), 14/44 (31,8%) e 19/48 (39,6%) pacientes na USG, TC e RM, respectivamente. Houve uma concordância quase perfeita entre TC e RM na detecção de NH (kappa: 0,849, p < 0,001), porém a USG não demonstrou concordância com TC e RM (kappa: 0,006, p=0,095 e kappa: 0,083, p = 0,032, respectivamente). Nenhuma variável clínica ou laboratorial apresentou correlação significativa com a presença de NH, inclusive o tempo após o PF. Os valores de rigidez hepática no ARFI foram significativamente mais elevados nos pacientes com NH (2,64 ± 0,81 m/s vs. 1,94 ± 0,49 m/s; p=0,002) e foram um preditor significativo para NH (AUC: 0,767, p=0,002). Conclusão: Na nossa população, mais de um terço dos pacientes após o PF apresentou NH na TC ou RM, mas a USG não detectou a grande maioria dos nódulos. Nenhum dado clínico ou laboratorial apresentou correlação significativa com a presença de NH. A rigidez hepática no ARFI foi significativamente mais elevada nos pacientes com NH. Tais achados sugerem que a USG não é um método diagnóstico efetivo no rastreamento de NH, porém a elastografia por ARFI pode ser útil, orientando quais pacientes devem submetidos à TC ou RM / Background: Patients with congenital heart disease after Fontan procedure (FP) are reaching the adulthood with significant systemic consequences, particularly to the liver. Those hepatic injuries can cause liver fibrosis, cirrhosis and hepatic nodules (HN), which can be benign or malignant. Currently, there is no consensus in the literature regarding screening of HN in patients after FP concerning when to start and which is the best imaging modality indicated for it. Purpose: This study aimed (a) to evaluate the frequency of HN in patients after FP on ultrasound (US), computed tomography (CT) and magnetic resonance imaging (MRI), as well as their inter-test agreement; (b) to investigate if there is any correlation between presence of HN and clinical or laboratorial variables; (c) to analyze if liver stiffness (LS) values using acoustic radiation force impulse (ARFI) on US elastography differ between patients with and without HN. Methods: We prospectively recruited 49 patients after FP from August 2014 to June 2016. These patients underwent clinical and laboratorial screening of hepatic disorders, ARFI elastography of the liver, abdominal US, CT and MRI. Intertest agreement was assessed by using weighted Cohen\'s kappa as statistics. The dependence of HN with the variables was performed using Student\'s t test or ANOVA for independent continuous variables without normal distribution; and chi-square test or Fisher\'s test for categorical variables. Results: HN were detected in 3/49 (6%), 14/44 (31.8%), and 19/48 (39.6%) patients on US, CT and MRI, respectively. There was an almost perfect agreement between CT and MRI in detecting HN (kappa: 0.849, p < 0.001); however, US had a non-significant correlation with CT and MRI (kappa: 0.006, p=0.095 and kappa: 0.083, p = 0.032, respectively). No clinical or laboratorial data had any significant correlation with the presence of HN, including time since FP. LS on ARFI was significantly higher in patients with HN (2.64 ± 0.81 m/s vs. 1.94 ± 0.49 m/s; p=0.002) and was a significant predictor of HN (AUC 0.767, p=0.002). Conclusion: In our study, more than one-third of patients after FP had HN on CT or MRI, but US did not detect the vast majority of them. No clinical or laboratorial data had any significant correlation with the presence of HN. LS on ARFI was significantly higher in patients with HN. These findings may suggest that US is not an effective imaging modality for screening of HN; however, ARFI elastography may help guiding which patients should be further imaged with CT or MRI

Estudo prospectivo e randomizado de 30 pacientes, submetidos a derivação cavopulmonar total com tubo extracardíaco. Os dados refletem o período de 2008 a 2011, com seguimento de dois anos, por meio de avaliação clínica, laboratorial, ecocardiográfica, angiotomográfica e cintilográfica. Neste estudo, procuramos comparar a eficácia do ácido acetil salicílico (AAS) e da Varfarina na profilaxia da trombose na população estudada. Para tanto, analisamos alterações nos fatores de coagulação (VII, VIII e Proteína C ); ou nos dados clínicos que predispusessem a ocorrência de trombo no pós-operatório. Além disso, no pós-operatório, após a randomização (15 pacientes randomizados para receber Varfarina, Grupo I, e 15 pacientes randomizados para receber AAS, Grupo II), estudamos a interferência da fenestração na ocorrência de trombo; alterações hemodinâmicas que pudessem contribuir com a ocorrência de trombo (fluxo lento pelo tubo extracardíaco), por meio de ecocardiograma transesofágico realizado com até 10 dias de pós operatório, 3, 6, 12 e 24 meses de pós operatório. A presença do fenômeno tromboembólico era pesquisada, além dos ecocardiogramas acima citados, por meio de consultas clínicas realizadas com a mesma periodicidade e que avaliavam, ainda, efeitos colaterais ou complicações no uso de cada uma das drogas. Avaliamos também a viabilidade e aderência ao uso de cada uma delas. O seguimento contou igualmente com a realização de angiotomografia aos 6, 12 e 24 meses de pós-operatório para avaliação de alterações na parede interna do tubo, bem como trombos e cintilografia pulmonar, ventilação-perfusão para avaliar possível tromboembolismo pulmonar. Durante o seguimento, ocorreram dois óbitos, ambos no grupo em uso de Varfarina. Ao todo, durante os dois anos de seguimento, 33,3% dos pacientes apresentaram fenômeno tromboembólico. Sendo que, entre os paciente em uso de AAS, 46,7% apresentaram tal complicação e 20% entre os pacientes em uso de Varfarina (p=0,121). Com relação a avaliação pré-operatória, a ocorrência prévia de trombo e baixos níveis de proteína C da coagulação foram os únicos fatores que influenciaram no tempo de sobrevida livre de trombo, com valores de p de 0,035 e 0,047 respectivamente. Ao final de dois anos de seguimento, na avaliação angiotomográfica, 35,7% dos pacientes em uso de AAS tinham material hiper-refringente depositado em tubo extracardíaco com espessura superior a 2mm ( p= 0,082). Já na avaliação por cintilografia de ventilação-perfusão, dois pacientes apresentaram sinais de tromboembolismo pulmonar, ambos em uso de AAS (p=0,483), e um deles com evolução desfavorável do circuito tipo Fontan. Com relação a segurança e aderência ao tratamento, cinco pacientes tiveram dificuldade de aderência (só viabilizada por tratar-se de protocolo de estudo), entre eles, quatro em uso de Varfarina e apresentando INR variando de 1 a 6,4. Para comprovação numérica, com força estatística dos dados encontrados, uma força tarefa deve ocorrer para que se consiga um grupo maior de pacientes incluídos neste estudo. No entanto, a diferença entre os dois grupos na evolução livre de trombo nos dois primeiros anos de pós-operatório não pode, e nem deve, ser ignorada / Prospective randomized trial of 30 patients who had undergone total cavopulmonary anastomosis via an extracardiac conduit. The data reflect the period between 2008 and 2011, with two-year follow-up, through clinical, laboratorial, echocardiographic, angiotomographic, and scintigraphic assessment. In this study, we aimed to compare the efficiency of ASA (Aspirin) and Warfarin in the preventive treatment of thrombosis in the tried population. For such, we\'ve analyzed changes in coagulation factors (VII, VIII and Protein C) or in the clinical data which would predispose the occurrence of postoperative thrombus. Moreover, during postoperative care, after randomization (15 patients randomly selected to be trated with Warfarin, referred to as Group I, and 15 patients randomly selected to be treated with ASA, referred to as Group II), we also studied the influence of fenestration in the occurrence of thrombus; hemodynamic variations which could contribute to the occurrence of thrombus (slow blood flow in the extracardiac conduit), with postoperative transesophageal echocardiogram being performed within 10 days, and thereafter 3, 6, 12 and 24 months. Besides the echocardiograms aforementioned, the presence of thromboembolic events was sought after by clinical appointments taking place with the same frequency, which evaluated, apart from thromboembolism, side effects or complications from the usage of each of the drugs. We\'ve also evaluated the compliance to and feasibility of each of them. Postoperative angiotomography was also performed during the follow-up, within 6, 12 and 24 months, for the evaluation of changes on the inside wall of the extracardiac conduit, as well as thrombi, and pulmonary ventilation/perfusion scintigraphy for assessment of pulmonary thromboembolism possibility. During the follow-up, two deaths were registered, both in the group being treated with Warfarin. Overall, in the two-year follow-up, 33,3% of the patients presented thromboembolic events. Among the group being treated with ASA, 46,7% presented such complication, whereas in the group being treated with Warfarin, 20% had the same complication (p=0,121). Regarding the preoperative evaluation, prior occurrence of thrombus and low levels of coagulation factor Protein C were the only variables which influenced living time without thrombus, with p-values of 0,035 and 0,047. At the end of the two-year follow-up, in the angiotomographic evaluation, 35,7% of patients treated with ASA presented material accumulation inside the extracardiac conduit, with over 2mm of thickness (p=0,082). As for the ventilation/perfusion scintigraphy, two patients presented traces of pulmonary thromboembolism, both treated with ASA (p=0,483), one of whom with unfavorable development of the Fontan circuit. Concerning safety and compliance to the treatment, five patients had difficulty to comply with the treatment (only viable for its trial nature), among those, four under treatment with Warfarin and presenting INR values ranging from 1 to 6,4. For quantitative verification, providing statistic value to the data, an effort must be made for a larger number of patients to be gathered and tried with this treatment. However, the difference in results concerning thrombus-free recovery between the two groups during the two years following surgery cannot, and must not, be ignored

INTRODUCÃO: A cirurgia de Fontan ou conexão cavo-pulmonar total é o último procedimento de uma estratégia estadiada, empregada no tratamento de cardiopatias congênitas complexas com ventrículo único anatômico ou funcional (também chamada de cardiopatia congênita com coração univentricular). Pacientes com um único ventrículo, situação incompatível com a vida, passaram a sobreviver até a idade adulta após a realização dessa cirurgia. A conexão direta da cavas com as artérias pulmonares, exclui do sistema circulatório o ventrículo subpulmonar, criando nesses indivíduos uma circulação do tipo univentricular. A falta do ventrículo subpulmonar e a subsequente ausência de fluxo sanguíneo pulsátil no pulmão, reduz o volume de enchimento do ventrículo único e consequentemente, o débito cardíaco. Mecanismos adaptativos do sistema periférico são desencadeados para garantir uma adequada redistribuição do fluxo sanguíneo para órgãos vitais, porém não são suficientes para garantir uma capacidade funcional adequada nesses indivíduos. Acreditamos que, uma análise detalhada dessas alterações e seus respectivos mecanismos adaptativos, possam contribuir na avaliação e entendimento dessa complexa fisiologia. A interferência nos componentes relacionados a baixa capacidade física, poderiam em teoria, modificar a história natural da doença nesses indivíduos, submetidos a cirurgia de Fontan. OBJETIVOS: 1. Comparar variáveis do sistema cardiovascular, pulmonar e músculo esquelético de pacientes com idade entre 12 e 30 anos, submetidos a cirurgia de Fontan com 5 anos ou mais de evolução pós-operatória com indivíduos saudáveis. 2. Correlacionar variáveis do sistema cardiovascular, pulmonar e músculo esquelético com a capacidade funcional no grupo de pacientes com cirurgia de Fontan. 3. Identificar as variáveis preditoras de baixa capacidade funcional nesta população. MÉTODOS: Estudo transversal, tipo caso-controle. Foram incluídos 30 pacientes no Grupo Fontan (GF) e 27 indivíduos saudáveis, que compuseram o grupo controle (GC). Os indivíduos foram submetidos à ressonância magnética cardiovascular, ecodopplercardiografia, teste de esforço cardiopulmonar, prova de função pulmonar completa, microneurografia direta no nervo fibular, pletismografia de oclusão venosa, dosagem plasmática de catecolaminas e peptídeo natriurético cerebral, teste de caminhada de seis minutos, espectroscopia de fósforo por ressonância magnética do quadríceps femoral, imagem musculoesquelética por ressonância magnética da musculatura da coxa e avaliação da qualidade de vida pelo questionário SF-36 (Short-Form Health Survey). Foram realizadas análises comparativas entre os grupos nos diferentes sistemas e posteriormente, testes para identificar os preditores de baixa capacidade funcional no GF. RESULTADOS: O consumo máximo de oxigênio (VO2 pico) no GF foi menor comparada ao GC, em valores absolutos, relativo ao peso corpóreo e em porcentagem do predito para sexo e idade. [1,65 (±0,54) vs 2,81 (±0,77) L/min p < 0,001]; [29,3 (±6,0) vs 41,5 (±9,2) mL/kg/min p < 0,001] e [70 (±14) vs 100% do predito (±20) p < 0,001] respectivamente. Os volumes e capacidades pulmonares foram significativamente menores no GF comparados ao GC, e demonstraram correlação positiva com o VO2 absoluto [capacidade vital forçada (CVF) r=0,836 p < 0,001; capacidade pulmonar total (CPT) r=0,730 p < 0,001 e capacidade de difusão do monóxido de carbono (DLCO) r=0,539 p=0,002], mas foram preditores de baixa capacidade funcional, a CVF (Constante= -0,306; B=0,393; IC=0,272-0,513 e p<0,001) e a DLCO (Constante= - 0,306; B=0,042; IC= 0,018-0,067; e p=0,002). O diâmetro da artéria pulmonar esquerda, também foi identificado como preditor de baixo VO2 (Constante=0,274; B=0,111; IC=0,061-0,161 e p < 0,001). E pela análise de periférica, a área seccional transversa da musculatura da coxa foi significativamente menor no GF, demonstrando ser mais um preditor de baixa capacidade funcional nesta população (Constante: 0,380; B=0,024; IC=0,018-0,030; p < 0,001). A atividade nervosa simpática muscular foi maior no GF [30 (±4) vs 22 (±3) disparos/min p < 0,001] e o fluxo sanguíneo muscular menor [1,59 (±0,3) vs 2,17 (±0,5) mL/min/100mL p < 0,001] comparados ao GC, porém estas variáveis não foram preditoras de baixa capacidade funcional. Em relação ao metabolismo oxidativo muscular, o GF apresentou menor amplitude de pico da fosfocreatina comparado ao GC [0,43 (0,41-0,45) vs 0,45 (0,42-0,50) p=0,023]. Porém essas alterações não se correlacionaram com o VO2 pico. CONCLUSÕES: Concluímos que a função pulmonar, o controle neurovascular e a capacidade funcional de pacientes com ventrículo único funcional, clinicamente estáveis, encontram-se comprometidas quando comparadas com indivíduos saudáveis. O menor diâmetro da artéria pulmonar esquerda, a capacidade vital forçada diminuída, a capacidade de difusão do monóxido de carbono comprometida e a área seccional transversa da musculatura da coxa reduzida foram os preditores de baixa capacidade funcional na população estudada / BACKGROUND: The Fontan operation or total cavo-pulmonary connection is the last procedure of a staged strategy, performed to treat complex congenital heart diseases in patients with a functional or anatomic single ventricle, also known as a univentricular heart. After the inception of the Fontan procedure, patients are surviving to adulthood due this remarkable technique. This operation, creates a direct connection of the superior and inferior vena cava with the pulmonary arteries, excluding the subpulmonary ventricle of the circulatory system an univentricular circulation. The lack of a subpulmonary ventricle and subsequent absence of pulsatile blood flow in the lungs, reduce the filling volume of the single ventricle and consequently the cardiac output. Although some adaptive mechanisms at the peripheral system are triggered to ensure an adequade blood flow to vital organs, they are not enough for an adequate functional capacity in these patients. A detailed analysis and evaluation of these changes and their respective mechanisms may contribute to understand this complex physiology. Hopefully, it might be possible to modify and improve the long term outcomes of these individuals. The aims of the study were: 1. To compare the variables of the cardiovascular, pulmonary and musculoskeletal systems in clinically stable Fontan patients with a control group. 2. To correlate the variables of the cardiovascular, pulmonary and skeletal muscle with the functional capacity in Fontan patients. 3. To identify predictors of low functional capacity in this population. METHODS: A prospective cross-sectional study of 30 FP of (20 +/- 6 years) and 10 (8-15) years of follow-up and 27 healthy controls (HC) (22 +/- 5years) was performed. They underwent cardiovascular magnetic resonance, echocardiography, cardiopulmonary exercise test, complete lung function, catecholamine and B-type natriuretic peptide (BNP) plasmatic levels, microneurography, venous occlusion plethismography, six-minute walk test, phosphorus magnetic resonance spectroscopy (31P MRS) and magnetic resonance imaging (MRI) of skeletal muscle and quality of life (QoL) using the Short Form Health Survey (SF36). Comparative analyzes of the different systems of two groups were done as well as tests to identify the predictors of low functional capacity in Fontan groups (FG). RESULTS: The maximal oxygen consumption (VO2) in the FG was lower compared to control group (CG), in absolute values, relative to body weight and percentage predicted for gender and age [1,65 (±0,54) vs 2,81 (±0,77) L/min p < 0,001]; [29,3 (±6,0) vs 41,5 (±9,2) mL/kg/min p < 0,001] e [70 (±14) vs 100% of the predicted value (±20) p < 0,001] respectively. Pulmonary volumes and capacities were also significantly lower in FG compared to CG, and demonstrated a positive correlation with absolute peak VO2 [Forced vital capacity (FVC) r=0,836 p < 0,001; total lung capacity (TLC) r=0,730 p < 0,001 and carbon monoxide diffusion capacity (DLCO) r=0,539 p=0,002]. But, the FVC and DLCO were predictors of reduced VO2 (Constant= -0,306; B=0,393; CI=0,272-0,513 e p < 0,001) and (Constant= -0,306; B=0,042; CI=0,018-0,067; e p=0,002) respectively. The diameter of the left pulmonary artery was also other of the predictors of low functional capacity (Constant=0,274; B=0,111; CI=0,061-0,161 e p < 0,001). Analyzing the volume of the thigh muscles, a significant difference between the groups was found, and the transversal sectional area of this muscle was a predictor of low functional capacity (Constant: 0,380; B=0,024; CI=0,018-0,030; p < 0,001). Muscle sympathetic nerve activity was higher in FG [30 (±4) vs 22 (±3) burst/min p < 0,001] and forearm blood flow was lower [1,59 (±0,3) vs 2,17 (±0,5) mL/min/100mL p < 0,001] compared with CG, however, these variables were not predictive of low functional capacity. Muscle oxidative metabolism showed difference in the intracellular pH value and the peak amplitude of phosphocreatine between the groups. The peak amplitude of phosphocreatine was lower in FG compared CG [0,43 (0,41-0,45) vs 0,45 (0,42-0,50) p=0,023] however, there were no correlation with the functional capacity. CONCLUSIONS: Pulmonary function, neurovascular control and functional capacity of clinically stable Fontan patients were impaired when compared to healthy subjects. Lower diameter of the left pulmonary artery, decreased forced vital capacity, impaired carbon monoxide diffusion capacity, and reduced transverse sectional area of the thigh musculature were the predictors of low functional capacity in the study population

INTRODUCÃO: A cirurgia de Fontan ou conexão cavo-pulmonar total é o último procedimento de uma estratégia estadiada, empregada no tratamento de cardiopatias congênitas complexas com ventrículo único anatômico ou funcional (também chamada de cardiopatia congênita com coração univentricular). Pacientes com um único ventrículo, situação incompatível com a vida, passaram a sobreviver até a idade adulta após a realização dessa cirurgia. A conexão direta da cavas com as artérias pulmonares, exclui do sistema circulatório o ventrículo subpulmonar, criando nesses indivíduos uma circulação do tipo univentricular. A falta do ventrículo subpulmonar e a subsequente ausência de fluxo sanguíneo pulsátil no pulmão, reduz o volume de enchimento do ventrículo único e consequentemente, o débito cardíaco. Mecanismos adaptativos do sistema periférico são desencadeados para garantir uma adequada redistribuição do fluxo sanguíneo para órgãos vitais, porém não são suficientes para garantir uma capacidade funcional adequada nesses indivíduos. Acreditamos que, uma análise detalhada dessas alterações e seus respectivos mecanismos adaptativos, possam contribuir na avaliação e entendimento dessa complexa fisiologia. A interferência nos componentes relacionados a baixa capacidade física, poderiam em teoria, modificar a história natural da doença nesses indivíduos, submetidos a cirurgia de Fontan. OBJETIVOS: 1. Comparar variáveis do sistema cardiovascular, pulmonar e músculo esquelético de pacientes com idade entre 12 e 30 anos, submetidos a cirurgia de Fontan com 5 anos ou mais de evolução pós-operatória com indivíduos saudáveis. 2. Correlacionar variáveis do sistema cardiovascular, pulmonar e músculo esquelético com a capacidade funcional no grupo de pacientes com cirurgia de Fontan. 3. Identificar as variáveis preditoras de baixa capacidade funcional nesta população. MÉTODOS: Estudo transversal, tipo caso-controle. Foram incluídos 30 pacientes no Grupo Fontan (GF) e 27 indivíduos saudáveis, que compuseram o grupo controle (GC). Os indivíduos foram submetidos à ressonância magnética cardiovascular, ecodopplercardiografia, teste de esforço cardiopulmonar, prova de função pulmonar completa, microneurografia direta no nervo fibular, pletismografia de oclusão venosa, dosagem plasmática de catecolaminas e peptídeo natriurético cerebral, teste de caminhada de seis minutos, espectroscopia de fósforo por ressonância magnética do quadríceps femoral, imagem musculoesquelética por ressonância magnética da musculatura da coxa e avaliação da qualidade de vida pelo questionário SF-36 (Short-Form Health Survey). Foram realizadas análises comparativas entre os grupos nos diferentes sistemas e posteriormente, testes para identificar os preditores de baixa capacidade funcional no GF. RESULTADOS: O consumo máximo de oxigênio (VO2 pico) no GF foi menor comparada ao GC, em valores absolutos, relativo ao peso corpóreo e em porcentagem do predito para sexo e idade. [1,65 (±0,54) vs 2,81 (±0,77) L/min p < 0,001]; [29,3 (±6,0) vs 41,5 (±9,2) mL/kg/min p < 0,001] e [70 (±14) vs 100% do predito (±20) p < 0,001] respectivamente. Os volumes e capacidades pulmonares foram significativamente menores no GF comparados ao GC, e demonstraram correlação positiva com o VO2 absoluto [capacidade vital forçada (CVF) r=0,836 p < 0,001; capacidade pulmonar total (CPT) r=0,730 p < 0,001 e capacidade de difusão do monóxido de carbono (DLCO) r=0,539 p=0,002], mas foram preditores de baixa capacidade funcional, a CVF (Constante= -0,306; B=0,393; IC=0,272-0,513 e p<0,001) e a DLCO (Constante= - 0,306; B=0,042; IC= 0,018-0,067; e p=0,002). O diâmetro da artéria pulmonar esquerda, também foi identificado como preditor de baixo VO2 (Constante=0,274; B=0,111; IC=0,061-0,161 e p < 0,001). E pela análise de periférica, a área seccional transversa da musculatura da coxa foi significativamente menor no GF, demonstrando ser mais um preditor de baixa capacidade funcional nesta população (Constante: 0,380; B=0,024; IC=0,018-0,030; p < 0,001). A atividade nervosa simpática muscular foi maior no GF [30 (±4) vs 22 (±3) disparos/min p < 0,001] e o fluxo sanguíneo muscular menor [1,59 (±0,3) vs 2,17 (±0,5) mL/min/100mL p < 0,001] comparados ao GC, porém estas variáveis não foram preditoras de baixa capacidade funcional. Em relação ao metabolismo oxidativo muscular, o GF apresentou menor amplitude de pico da fosfocreatina comparado ao GC [0,43 (0,41-0,45) vs 0,45 (0,42-0,50) p=0,023]. Porém essas alterações não se correlacionaram com o VO2 pico. CONCLUSÕES: Concluímos que a função pulmonar, o controle neurovascular e a capacidade funcional de pacientes com ventrículo único funcional, clinicamente estáveis, encontram-se comprometidas quando comparadas com indivíduos saudáveis. O menor diâmetro da artéria pulmonar esquerda, a capacidade vital forçada diminuída, a capacidade de difusão do monóxido de carbono comprometida e a área seccional transversa da musculatura da coxa reduzida foram os preditores de baixa capacidade funcional na população estudada / BACKGROUND: The Fontan operation or total cavo-pulmonary connection is the last procedure of a staged strategy, performed to treat complex congenital heart diseases in patients with a functional or anatomic single ventricle, also known as a univentricular heart. After the inception of the Fontan procedure, patients are surviving to adulthood due this remarkable technique. This operation, creates a direct connection of the superior and inferior vena cava with the pulmonary arteries, excluding the subpulmonary ventricle of the circulatory system an univentricular circulation. The lack of a subpulmonary ventricle and subsequent absence of pulsatile blood flow in the lungs, reduce the filling volume of the single ventricle and consequently the cardiac output. Although some adaptive mechanisms at the peripheral system are triggered to ensure an adequade blood flow to vital organs, they are not enough for an adequate functional capacity in these patients. A detailed analysis and evaluation of these changes and their respective mechanisms may contribute to understand this complex physiology. Hopefully, it might be possible to modify and improve the long term outcomes of these individuals. The aims of the study were: 1. To compare the variables of the cardiovascular, pulmonary and musculoskeletal systems in clinically stable Fontan patients with a control group. 2. To correlate the variables of the cardiovascular, pulmonary and skeletal muscle with the functional capacity in Fontan patients. 3. To identify predictors of low functional capacity in this population. METHODS: A prospective cross-sectional study of 30 FP of (20 +/- 6 years) and 10 (8-15) years of follow-up and 27 healthy controls (HC) (22 +/- 5years) was performed. They underwent cardiovascular magnetic resonance, echocardiography, cardiopulmonary exercise test, complete lung function, catecholamine and B-type natriuretic peptide (BNP) plasmatic levels, microneurography, venous occlusion plethismography, six-minute walk test, phosphorus magnetic resonance spectroscopy (31P MRS) and magnetic resonance imaging (MRI) of skeletal muscle and quality of life (QoL) using the Short Form Health Survey (SF36). Comparative analyzes of the different systems of two groups were done as well as tests to identify the predictors of low functional capacity in Fontan groups (FG). RESULTS: The maximal oxygen consumption (VO2) in the FG was lower compared to control group (CG), in absolute values, relative to body weight and percentage predicted for gender and age [1,65 (±0,54) vs 2,81 (±0,77) L/min p < 0,001]; [29,3 (±6,0) vs 41,5 (±9,2) mL/kg/min p < 0,001] e [70 (±14) vs 100% of the predicted value (±20) p < 0,001] respectively. Pulmonary volumes and capacities were also significantly lower in FG compared to CG, and demonstrated a positive correlation with absolute peak VO2 [Forced vital capacity (FVC) r=0,836 p < 0,001; total lung capacity (TLC) r=0,730 p < 0,001 and carbon monoxide diffusion capacity (DLCO) r=0,539 p=0,002]. But, the FVC and DLCO were predictors of reduced VO2 (Constant= -0,306; B=0,393; CI=0,272-0,513 e p < 0,001) and (Constant= -0,306; B=0,042; CI=0,018-0,067; e p=0,002) respectively. The diameter of the left pulmonary artery was also other of the predictors of low functional capacity (Constant=0,274; B=0,111; CI=0,061-0,161 e p < 0,001). Analyzing the volume of the thigh muscles, a significant difference between the groups was found, and the transversal sectional area of this muscle was a predictor of low functional capacity (Constant: 0,380; B=0,024; CI=0,018-0,030; p < 0,001). Muscle sympathetic nerve activity was higher in FG [30 (±4) vs 22 (±3) burst/min p < 0,001] and forearm blood flow was lower [1,59 (±0,3) vs 2,17 (±0,5) mL/min/100mL p < 0,001] compared with CG, however, these variables were not predictive of low functional capacity. Muscle oxidative metabolism showed difference in the intracellular pH value and the peak amplitude of phosphocreatine between the groups. The peak amplitude of phosphocreatine was lower in FG compared CG [0,43 (0,41-0,45) vs 0,45 (0,42-0,50) p=0,023] however, there were no correlation with the functional capacity. CONCLUSIONS: Pulmonary function, neurovascular control and functional capacity of clinically stable Fontan patients were impaired when compared to healthy subjects. Lower diameter of the left pulmonary artery, decreased forced vital capacity, impaired carbon monoxide diffusion capacity, and reduced transverse sectional area of the thigh musculature were the predictors of low functional capacity in the study population

Estudo prospectivo e randomizado de 30 pacientes, submetidos a derivação cavopulmonar total com tubo extracardíaco. Os dados refletem o período de 2008 a 2011, com seguimento de dois anos, por meio de avaliação clínica, laboratorial, ecocardiográfica, angiotomográfica e cintilográfica. Neste estudo, procuramos comparar a eficácia do ácido acetil salicílico (AAS) e da Varfarina na profilaxia da trombose na população estudada. Para tanto, analisamos alterações nos fatores de coagulação (VII, VIII e Proteína C ); ou nos dados clínicos que predispusessem a ocorrência de trombo no pós-operatório. Além disso, no pós-operatório, após a randomização (15 pacientes randomizados para receber Varfarina, Grupo I, e 15 pacientes randomizados para receber AAS, Grupo II), estudamos a interferência da fenestração na ocorrência de trombo; alterações hemodinâmicas que pudessem contribuir com a ocorrência de trombo (fluxo lento pelo tubo extracardíaco), por meio de ecocardiograma transesofágico realizado com até 10 dias de pós operatório, 3, 6, 12 e 24 meses de pós operatório. A presença do fenômeno tromboembólico era pesquisada, além dos ecocardiogramas acima citados, por meio de consultas clínicas realizadas com a mesma periodicidade e que avaliavam, ainda, efeitos colaterais ou complicações no uso de cada uma das drogas. Avaliamos também a viabilidade e aderência ao uso de cada uma delas. O seguimento contou igualmente com a realização de angiotomografia aos 6, 12 e 24 meses de pós-operatório para avaliação de alterações na parede interna do tubo, bem como trombos e cintilografia pulmonar, ventilação-perfusão para avaliar possível tromboembolismo pulmonar. Durante o seguimento, ocorreram dois óbitos, ambos no grupo em uso de Varfarina. Ao todo, durante os dois anos de seguimento, 33,3% dos pacientes apresentaram fenômeno tromboembólico. Sendo que, entre os paciente em uso de AAS, 46,7% apresentaram tal complicação e 20% entre os pacientes em uso de Varfarina (p=0,121). Com relação a avaliação pré-operatória, a ocorrência prévia de trombo e baixos níveis de proteína C da coagulação foram os únicos fatores que influenciaram no tempo de sobrevida livre de trombo, com valores de p de 0,035 e 0,047 respectivamente. Ao final de dois anos de seguimento, na avaliação angiotomográfica, 35,7% dos pacientes em uso de AAS tinham material hiper-refringente depositado em tubo extracardíaco com espessura superior a 2mm ( p= 0,082). Já na avaliação por cintilografia de ventilação-perfusão, dois pacientes apresentaram sinais de tromboembolismo pulmonar, ambos em uso de AAS (p=0,483), e um deles com evolução desfavorável do circuito tipo Fontan. Com relação a segurança e aderência ao tratamento, cinco pacientes tiveram dificuldade de aderência (só viabilizada por tratar-se de protocolo de estudo), entre eles, quatro em uso de Varfarina e apresentando INR variando de 1 a 6,4. Para comprovação numérica, com força estatística dos dados encontrados, uma força tarefa deve ocorrer para que se consiga um grupo maior de pacientes incluídos neste estudo. No entanto, a diferença entre os dois grupos na evolução livre de trombo nos dois primeiros anos de pós-operatório não pode, e nem deve, ser ignorada / Prospective randomized trial of 30 patients who had undergone total cavopulmonary anastomosis via an extracardiac conduit. The data reflect the period between 2008 and 2011, with two-year follow-up, through clinical, laboratorial, echocardiographic, angiotomographic, and scintigraphic assessment. In this study, we aimed to compare the efficiency of ASA (Aspirin) and Warfarin in the preventive treatment of thrombosis in the tried population. For such, we\'ve analyzed changes in coagulation factors (VII, VIII and Protein C) or in the clinical data which would predispose the occurrence of postoperative thrombus. Moreover, during postoperative care, after randomization (15 patients randomly selected to be trated with Warfarin, referred to as Group I, and 15 patients randomly selected to be treated with ASA, referred to as Group II), we also studied the influence of fenestration in the occurrence of thrombus; hemodynamic variations which could contribute to the occurrence of thrombus (slow blood flow in the extracardiac conduit), with postoperative transesophageal echocardiogram being performed within 10 days, and thereafter 3, 6, 12 and 24 months. Besides the echocardiograms aforementioned, the presence of thromboembolic events was sought after by clinical appointments taking place with the same frequency, which evaluated, apart from thromboembolism, side effects or complications from the usage of each of the drugs. We\'ve also evaluated the compliance to and feasibility of each of them. Postoperative angiotomography was also performed during the follow-up, within 6, 12 and 24 months, for the evaluation of changes on the inside wall of the extracardiac conduit, as well as thrombi, and pulmonary ventilation/perfusion scintigraphy for assessment of pulmonary thromboembolism possibility. During the follow-up, two deaths were registered, both in the group being treated with Warfarin. Overall, in the two-year follow-up, 33,3% of the patients presented thromboembolic events. Among the group being treated with ASA, 46,7% presented such complication, whereas in the group being treated with Warfarin, 20% had the same complication (p=0,121). Regarding the preoperative evaluation, prior occurrence of thrombus and low levels of coagulation factor Protein C were the only variables which influenced living time without thrombus, with p-values of 0,035 and 0,047. At the end of the two-year follow-up, in the angiotomographic evaluation, 35,7% of patients treated with ASA presented material accumulation inside the extracardiac conduit, with over 2mm of thickness (p=0,082). As for the ventilation/perfusion scintigraphy, two patients presented traces of pulmonary thromboembolism, both treated with ASA (p=0,483), one of whom with unfavorable development of the Fontan circuit. Concerning safety and compliance to the treatment, five patients had difficulty to comply with the treatment (only viable for its trial nature), among those, four under treatment with Warfarin and presenting INR values ranging from 1 to 6,4. For quantitative verification, providing statistic value to the data, an effort must be made for a larger number of patients to be gathered and tried with this treatment. However, the difference in results concerning thrombus-free recovery between the two groups during the two years following surgery cannot, and must not, be ignored

Plusieurs avancées exceptionnelles ont permis à un nombre grandissant d’enfants avec pathologies cardiaques complexes d’atteindre l’âge adulte. Ainsi, plus de patients développent maintenant des complications en lien avec leur maladie ou leurs antécédents chirurgicaux. Malheureusement, en raison de nombreux obstacles limitant la recherche en cardiopathie congénitale adulte, un écart de savoir perdure et freine l’optimisation des soins. En attendant le couplage de grands registres pédiatriques et adultes facilitant l’accès aux données existantes, les projets multicentriques indépendants demeurent essentiels. Cette thèse présente deux études multicentriques de cohorte comparant des techniques opératoires couramment utilisées dans le traitement de pathologies congénitales cardiaques complexes dans le but de promouvoir la santé des patients à long terme. La première étude visait à évaluer l’impact chronique du type de procédure de Fontan sur le risque thromboembolique. Pour ce projet nord-américain, 522 patients avec connexion atriopulmonaire (21.4%), tunnel latéral (41.8%) ou conduit extracardiaque (36.8%) ont été recrutés. À l’aide d’analyses multivariées contrôlant pour la décennie opératoire et les effets variables dans le temps de l’arythmie et de la thromboprophylaxie, l’étude a conclu à un plus faible risque de complications thromboemboliques systémiques (rapport des risques instantanés [RRI] : 0.20 ; intervalle de confiance [IC] à 95% : 0.04-0.97) et combinées (RRI : 0.34 ; IC à 95% : 0.13-0.91) avec le conduit extracardiaque. Ces résultats remettent en question la croyance populaire selon laquelle cette technique serait plus thrombogène en raison d’un grand contact avec du matériel synthétique et d’un débit limité par le calibre fixe du greffon. La deuxième étude avait pour but d’investiguer, auprès de patients avec tétralogie de Fallot ou sténose pulmonaire corrigée nécessitant une implantation de valve pulmonaire, l’efficacité immédiate et l’innocuité d’une intervention concomitante sur la valve tricuspide. Pour ce projet pancanadien, 542 patients ayant subi un remplacement isolé de la valve pulmonaire (66.8%) ou une chirurgie combinée des valves pulmonaire et tricuspide (33.2%) ont été enrôlés. À l’aide d’analyses multivariées, cette étude a révélé que la chirurgie combinée était associée à une plus grande réduction du grade de régurgitation tricuspidienne qu’un remplacement isolé de la valve pulmonaire (rapport de cotes [RC] : 0.44 ; IC à 95% : 0.25-0.77) sans une augmentation des complications périopératoires (RC : 0.85 ; IC à 95% : 0.46-1.57) ou du temps d’hospitalisation (ratio du taux d’incidence : 1.17 ; IC à 95% : 0.93-1.46). Ces résultats questionnent la pertinence d’une gestion conservatrice de l’insuffisance tricuspide sévère. De plus, ils confirment qu’une procédure ciblée peut améliorer de façon sécuritaire la fuite modérée au-delà de l’effet produit par la décharge du ventricule – une stratégie potentiellement avantageuse auprès de jeunes patients déjà à haut risque de défaillance cardiaque droite. En conclusion, avec une puissance statistique plus élevée que les études précédemment publiées, ces travaux ont permis une comparaison valide et pertinente de techniques opératoires couramment utilisées en chirurgie cardiaque congénitale, ce qui influencera possiblement la pratique. Ultimement, cette thèse souligne l’importance de promouvoir la collaboration afin de répondre aux besoins émergents des patients avec pathologies congénitales cardiaques complexes. / Outstanding technical advances have made possible for a growing number of infants with complex heart disease to survive into adulthood. Consequently, more patients are now living long enough to experience late complications related to their underlying pathology or sequelae from past interventions. However, due to the inherent challenges of carrying research in adult congenital heart disease, important knowledge gaps prevent further optimization of care. Waiting on broad linkage of pediatric and adult databases to facilitate access to data, stand-alone multicenter research initiatives remain essential. The current body of work presents two multicenter cohort studies which were designed to help improving the long-term health of patients with complex heart disease through a comparison of common operative techniques. The first study sought to evaluate the chronic impact of Fontan surgery type on the thromboembolic risk. This North American cohort enrolled 522 patients with univentricular palliation consisting of an atriopulmonary connection (21.4%), lateral tunnel (41.8%) or extracardiac conduit (36.8%). In multivariable analyses stratified by surgical decade and controlling for the time-varying effects of atrial arrhythmias and thromboprophylaxis, extracardiac conduits were independently associated with a lower risk of systemic (hazard ratio [HR]: 0.20 vs. lateral tunnel; 95% confidence interval [CI]: 0.04-0.97) and combined (HR: 0.34 vs. lateral tunnel; 95% CI: 0.13-0.91) thromboembolic events. These results cast doubt on the widely held notion that extracardiac conduits are potentially more thrombogenic than lateral tunnels by virtue of greater exposure to synthetic material and relative flow restriction through a fixed pathway. The second study investigated, in patients with repaired tetralogy of Fallot or equivalent disease undergoing a first pulmonary valve implant, the early effectiveness and safety of concomitant tricuspid valve intervention. This pan-Canadian cohort included 542 patients who underwent isolated pulmonary valve replacement (66.8%) or combined pulmonary and tricuspid valve surgery (33.2%). In multivariable analyses, combined surgery was associated with a greater reduction in tricuspid regurgitation grade than isolated pulmonary valve replacement (odds ratio [OR]: 0.44; 95% CI: 0.25-0.77) without an increase in early adverse events (OR: 0.85; 95% CI: 0.46-1.57) or hospitalization time (incidence rate ratio: 1.17; 95% CI: 0.93-1.46). These results strongly question the appropriateness of conservative management of severe tricuspid regurgitation at the time of pulmonary reintervention. Furthermore, they confirm that concomitant tricuspid valve intervention can safely improve moderate insufficiency beyond the effect of right ventricular offloading – a strategy likely worthwhile to adopt in a population of young adults already at high risk of right heart failure. In conclusion, with higher statistical power than previously published studies, the presented body of work allowed for a valid comparison of common surgical techniques used in congenital cardiac care, which will likely impact current practices. Ultimately, this thesis underlines the importance of fostering collaboration in order to meet the emerging health needs of patients with complex heart disease.