Effect of arteriovenous pulsed pneumatic therapy on the hemodynamic microenvironment of autologous arteriovenous fistula in hemodialysis patients

Resumo Técnico: Efeito da Terapia Pneumática Pulsada Arteriovenosa no Microambiente Hemodinâmico de Fístulas Arteriovenosas Autólogas

Problema
As fístulas arteriovenosas (FAV) autólogas são o acesso vascular preferencial para a manutenção da hemodiálise devido à sua superior patência a longo prazo. No entanto, 20% a 60% das FAV apresentam disfunção, impulsionada principalmente pela hiperplasia da íntima (HII), que leva à estenose do lúmen. O microambiente hemodinâmico, especificamente a baixa tensão de cisalhamento parietal (WSS) e a tensão de cisalhamento oscilatória (OSS) próximas à anastomose, é um fator crítico no desenvolvimento da HII. Embora estudos anteriores de dinâmica de fluidos computacional (CFD) tenham sugerido que o aumento do fluxo retrógrado na artéria radial distal poderia reduzir as regiões de baixa WSS, estratégicas clínicas eficazes para regular a direção e a magnitude desse fluxo permanecem escassas. Há uma necessidade de intervenções não invasivas para otimizar o microambiente hemodinâmico da FAV e prevenir a disfunção.

Metodologia
O estudo empregou um delineamento transversal autocontrolado envolvendo 78 pacientes em manutenção de hemodiálise com FAV radiocefálica end-to-side e artérias radiais distais patentes.

• Intervenção: Os pacientes foram submetidos a 30 minutos de terapia pneumática pulsada arteriovenosa em dias de não diálise. Um dispositivo de compressão pneumática foi aplicado na palma da mão do braço portador da FAV. Sob orientação de ultrassonografia Doppler, a pressão da terapia foi individualizada ao nível que induzia o pico de fluxo sanguíneo no segmento venoso da anastomose.
• Coleta de Dados: Parâmetros hemodinâmicos (diâmetro do vaso, velocidade do fluxo sanguíneo e fluxo sanguíneo) foram medidos via ultrassonografia color Doppler em quatro locais: artéria radial proximal, artéria radial distal, veia cefálica e artéria braquial. As medições foram realizadas antes e após a sessão de 30 minutos de terapia. A direção do fluxo sanguíneo na artéria radial distal também foi registrada.
• Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD): Um modelo geométrico de uma FAV end-to-side foi construído usando SolidWorks e simulado no COMSOL Multiphysics. As simulações analisaram o microambiente hemodinâmico (WSS, área de baixa WSS e Índice de Cisalhamento Oscilatório [OSI]) sob três condições: fluxo anterógrado (baseline pré-tratamento para alguns), fluxo retrógrado (baseline pré-tratamento para a maioria) e fluxo retrógrado (pós-tratamento).
• Análise Estatística: Variáveis contínuas foram comparadas por meio de testes t de amostras pareadas ou testes de Wilcoxon para amostras pareadas, com significância definida como $P < 0,05$.

Principais Resultados

• Mudanças Hemodinâmicas: A terapia aumentou significativamente o diâmetro, a velocidade do fluxo e o fluxo sanguíneo na artéria radial distal. Especificamente, a velocidade do fluxo na artéria radial distal aumentou de uma mediana de 79 cm/s para 95 cm/s ($P=0,027$), e o fluxo sanguíneo aumentou de 95 mL/min para 130 mL/min ($P<0,001$). Aumentos significativos também foram observados no fluxo sanguíneo da artéria braquial e da veia cefálica.
• Reversão da Direção do Fluxo: Nos 6 pacientes (7,7%) que inicialmente exibiam fluxo anterógrado na artéria radial distal, a terapia reverteu com sucesso a direção do fluxo para retrógrado. Nos 72 pacientes com fluxo retrógrado pré-existente, a direção permaneceu inalterada.
• Achados de Simulação de CFD:
  • Tensão de Cisalhamento Parietal (WSS): O fluxo retrógrado pós-tratamento resultou em uma WSS média na anastomose de 1,0239 Pa. Isso representou um aumento de 46,5% em comparação ao fluxo anterógrado pré-tratamento (0,6987 Pa) e um aumento de 30,2% em comparação ao fluxo retrógrado pré-tratamento (0,7862 Pa).
  • Área de Baixa WSS: A proporção da região anastomótica com baixa WSS diminuiu 18,8% em comparação ao fluxo anterógrado pré-tratamento e 15,0% em comparação ao fluxo retrógrado pré-tratamento.
  • Índice de Cisalhamento Oscilatório (OSI): A média do OSI permaneceu próxima de zero em todas as condições (aprox. 0,003–0,004), indicando oscilação direcional mínima do cisalhamento.
• Segurança: Não foram observados eventos adversos (dor, sangramento ou hematoma) durante o tratamento.

Principais Contribuições
Este estudo é o primeiro a introduzir e avaliar a terapia pneumática pulsada arteriovenosa como uma intervenção clínica para modular o microambiente hemodinâmico da FAV. Ao integrar dados clínicos de ultrassonografia com simulações de CFD, os autores demonstraram que a compressão palmar periódica pode alterar efetivamente a dinâmica do fluxo da artéria radial distal. O estudo fornece evidência mecânica preliminar de que esta terapia não invasiva melhora o perfil hemodinâmico da anastomose da FAV ao aumentar a WSS e reduzir as áreas de baixa WSS, principalmente através da indução ou aumento do fluxo retrógrado.

Significância e Alegações
Os autores concluem que a terapia pneumática pulsada arteriovenosa é uma intervenção segura e não invasiva capaz de otimizar o microambiente hemodinâmico da FAV. Ao aumentar a velocidade e o fluxo sanguíneo na artéria radial distal e reverter a direção do fluxo onde necessário, a terapia reduz a área de cobertura de baixa WSS na anastomose. O estudo postula que essas melhorias hemodinâmicas sugerem um papel potencial para a terapia na facilitação da maturação da FAV e na prevenção da disfunção a longo prazo. No entanto, os autores reconhecem explicitamente as limitações, incluindo o pequeno tamanho da amostra e a falta de acompanhamento a longo prazo, afirmando que conclusões definitivas sobre maturação e patência requerem estudos longitudinais maiores.