Le procedure di chirurgia sull’arco aortico richiedono l’interruzione totale del flusso sanguigno del paziente (arresto circolatorio) per un tempo più o meno lungo, in genere intorno a 20-40 minuti. Il cervello, però, subisce danni irreversibili già a partire dai cinque minuti. Due strategie, utilizzabili in contemporanea, permettono tempi di arreso circolatorio compatibili con le esigenze del chirurgo: il raffreddamento del paziente e l’aggiunta di perfusione selettiva del solo cervello.
Il raffreddamento del paziente è possibile grazie a uno scambiatore di calore connesso alla macchina cuore-polmone. A basse temperature, i tessuti corporei consumano meno ossigeno e il tempo di arresto può essere esteso fino a 30-40 minuti nel caso in cui il paziente venga portato a una temperatura di 18 gradi centigradi.
L’aggiunta della perfusione selettiva cerebrale permette di estendere ulteriormente il tempo massimo di safe arrest fino a 90 minuti, oppure – e questo è il suo impiego più comune – di ottenere 40 minuti di safe arrest portando il paziente a una temperatura più “mite”. Questo permette tempi chirurgici più brevi (Il raffreddamento/riscaldamento del paziente va eseguito in modo progressivo e richiede tempo) e riduce i disturbi della coagulazione associati all’ipotermia.
Storicamente, il primo tipo di perfusione cerebrale è stata la perfusione cerebrale retrograda (immagine sopra). In questa procedura, durante l’arresto cardiocircolatorio ipotermico viene inserita una cannula arteriosa nella vena cava superiore. Si imposta quindi un flusso tale da portare la pressione venosa intorno ai 20-25mmHg, sufficienti per invertire il flusso cerebrale (vena cava superiore → seni venosi → microcircolo → arterie). Questa tecnica è semplice ma ha una serie di difetti: non consente tempi di arresto prolungati, la distribuzione del flusso non è omogenea, la perfusione metabolica non è ottimale e vi è rischio di edema cerebrale. Nel corso degli anni è stata superata dalla perfusione cerebrale anterograda.
L’immagine sopra mostra un esempio di perfusione cerebrale anterograda selettiva. Raggiunta la temperatura target, il flusso della macchina cuore-polmone è arrestato e l’arco aortico può essere aperto. Sotto visione diretta, il chirurgo inserisce due piccole cannule nel tronco arterioso anonimo e nell’arteria carotide comune di sinistra. Le cannule apporteranno al cervello un flusso di sangue ossigenato (circa 10 ml/Kg/min). In questo modo, mentre il resto del corpo è in arresto il cervello continua ad essere perfuso. Questo tipo di perfusione cerebrale è comune negli interventi in cui la cannula arteriosa che collega la macchina cuore-polmone al paziente è posizionata in arteria femorale. Un piccolo difetto di questa tecnica è il fatto che le cannule per la perfusione invadono il campo operatorio e possono essere di intralcio al chirurgo. Il più recente utilizzo dell’arteria ascellare come sito di cannulazione arteriosa ha aperto la strada a una interessante modifica della metodica di perfusione cerebrale anterograda.
L’utilizzo dell’arteria ascellare destra (cannulata al solco deltoido-pettorale) per la connessione alla macchina cuore polmonare rende possibile la perfusione cerebrale anterograda selettiva monolaterale. In questa procedura, durante l’arresto ipotermico il tronco arterioso anonimo viene clampato (occluso). La macchina cuore-polmone viene fatta ripartire a un flusso di 10 ml/kg/min che – per via dell’occlusione del tronco arterioso anonimo – viene deviato lungo l’arteria carotide comune e lungo l’arteria vertebrale e perfonde in modo fisiologico l’emisfero destro del cervello. Se il poligono di Willis è pervio, il flusso di sangue raggiungerà anche l’emisfero di sinistra. Questo è confermabile visivamente dalla fuoriuscita di sangue dall’ostio delle arterie carotide comune di destra e ascellare di destra (che subito dopo andranno clampate per migliorare la perfusione cerebrale), ma soprattutto da metodiche non invasive di monitoraggio dell’ossigenazione regionale cerebrale (NIRS, Near-Infrared Spectroscopy). Se si dovesse sospettare che l’ossigenazione nel lato sinistro è carente, è necessario aggiungere la perfusione selettiva dell’arteria carotide di sinistra.