Engenheiro desenvolve metodologia para cirurgias de cardiopatias complexas

Pesquisa desenvolvida junto ao Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil da UEL resultou em uma metodologia inédita para o planejamento e realização de cirurgias em pacientes com cardiopatia congênita, doença que atinge 10 a cada mil crianças nascidas. No Brasil, anualmente 28,9 mil crianças nascem com o problema, das quais cerca de 80% necessitam de cirurgia, sendo metade destas já no primeiro ano de vida.

A pesquisa representa a tese de doutorado do engenheiro civil Paulo Cesar Duarte Junior, que desenvolveu o método motivado pelo diagnóstico de Síndrome do Coração Esquerdo Hipoplásico (SCEP), constatada em seu filho, em 2016.

O trabalho intitulado “Proposta de Planejamento Cirúrgico de Fontan baseado em Estudos Numéricos e Hemodinâmicos Tridimensionais” foi orientado pelo professor Hemerson Pinheiro, do Departamento de Construção Civil (CTU), e contou com coorientação do coordenador do Laboratório de Bioengenharia (Labbio) da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Rudolf Huebner, onde são desenvolvidas pesquisas na área de engenharia cardiovascular.

O trabalho teve como banca o professor Aron José de Andrade, diretor do Centro de Engenharia em Assistência Circulatória do Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia, de São Paulo; o professor do Departamento de Clínica Cirúrgica do Centro de Ciências da Saúde (CCS) da UEL, Alexandre Murakami; o engenheiro mecânico consultor do Instituto ESS, Martin Poulsen Kessler; e a fisioterapeuta do Instituto Prevent Senior, Shirley Ferraz.

A proposta de desenvolver um método de planejamento para apoiar cirurgiões cardíacos surgiu como um desafio para o engenheiro, depois de receber a notícia de que seu filho apresentava a Síndrome do Coração Esquerdo Hipoplásico, durante um exame de ultrassom, ocorrido em dezembro de 2015, com menos de 30 semanas de gestação.

Ao se aprofundar sobre as consequências, ele se deparou com um problema grave sem tratamento definitivo e que exigiriam três cirurgias paliativas importantes para salvar o bebê.

“Foi um misto de sentimento. Na hora que recebi a notícia me questionei se teria a chance de pegar o bebê no colo”, confessou. A primeira cirurgia ocorreu quando a criança tinha apenas quatro dias.

O casal se internou juntamente com o bebê no hospital Beneficência Portuguesa, em São Paulo, considerado referência em procedimentos cirúrgicos do coração. Foram necessários quatro meses de internamento, onde a criança acabou passando por duas cirurgias (cirurgia de Norwood e cirurgia de Glenn), mais duas plicaturas diafragmáticas. A terceira cirurgia para o tratamento eletivo, chamada de cirurgia de Fontan, ocorreu quando o filho tinha três anos.

Esta intervenção, também chamada de conexão cavo-pulmonar total, representa o último procedimento de uma estratégia de tratamento paliativo de cardiopatias congênitas complexas com ventrículo único anatômico ou funcional (também chamada de cardiopatia congênita com coração univentricular). A doença impede o funcionamento pleno do órgão e pode levar os pacientes à morte se não tratado cirurgicamente, pois com apenas um ventrículo funcional as funções de bombeamento sistêmico são comprometidas.

O conjunto de cirurgias tem por objetivo adaptar o sistema cardiovascular, possibilitando que o coração direito realize o bombeamento sistêmico, função esta realizada originalmente pelo coração esquerdo. Já a circulação venosa, após as cirurgias paliativas, ocorrerá de forma passiva, sem passar pelo coração.

As ferramentas

O engenheiro civil utilizou ferramentas da engenharia para identificar os parâmetros de forma adequada. Utilizando um software licenciado para a UFMG e diversos outros programas livres, ele conseguiu identificar indicadores adequados para o projeto cirúrgico cardiovascular simplificado e seguro, assim como o método para a obtenção de modelos cardiovasculares eficientes para a cirurgia de Fontan.

Paulo descreve que inicialmente apresentou a proposta de desenvolver uma válvula de derivação cavo pulmonar. Foi nessa etapa que ele entrou em contato com a UEL, onde teve a oportunidade de fazer um mestrado. Segundo ele mesmo descreve, foi nessa fase de estudos que ele teve contato com o professor Altibano Ortenzi, que o apresentou o método dos elementos e volumes finitos, base para a proposta desenvolvida.

Já no doutorado, a meta era entender o comportamento do sangue nas regiões afetadas pela circulação de Fontan, para que a válvula de derivação (que leva o sangue para as artérias pulmonares e para o coração direito) fosse viabilizada.

Paulo define o método como a utilização de modelagem numérica e simulações computacionais no campo médico, entendendo previamente o comportamento das estruturas envolvidas, avançando para o subcampo conhecido como Engenharia Biomédica.

Em sua tese, ele descreve ainda o que chama de Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD) usada para a modelagem do fluxo cardiovascular, estabelecendo um ramo denominado Hemodinâmica Computacional. “Este robusto aparato de conhecimento multidisciplinar corrobora para as simulações de novos tratamentos médicos e cirúrgicos com a Hemodinâmica Computacional e também para a constituição de projetos de dispositivos biomédicos. Isso tudo aliado ao surgimento de tecnologias avançadas em imagens médicas e a capacidade de processamento computacional”, acrescenta.