Hemodynamically unstable non-compressible penetrating torso trauma: a practical surgical approach.

Penetrating torso trauma is the second leading cause of death following head injury. Traffic accidents, falls and overall blunt trauma are the most common mechanism of injuries in developed countries; whereas, penetrating trauma which includes gunshot and stabs wounds is more prevalent in developing countries due to ongoing violence and social unrest. Penetrating chest and abdominal trauma have high mortality rates at the scene of the incident when important structures such as the heart, great vessels, or liver are involved. Current controversies surround the optimal surgical approach of these cases including the use of an endovascular device such as the Resuscitative Endovascular Balloon Occlusion of the Aorta (REBOA) and the timing of additional imaging aids. This article aims to shed light on this subject based on the experience earned during the past 30 years in trauma critical care management of the severely injured patient. We have found that prioritizing the fact that the patient is hemodynamically unstable and obtaining early open or endovascular occlusion of the aorta to gain ground on avoiding the development of the lethal diamond is of utmost importance. Damage control surgery starts with choosing the right surgery of the right cavity in the right patient. For this purpose, we present a practical and simple guide on how to perform the surgical approach to penetrating torso trauma in a hemodynamically unstable patient.

Remark

Introduction

Penetrating torso trauma is the second leading cause of death following head injury , . Traffic accidents, falls and overall blunt trauma are the most common mechanism of injuries in developed countries; whereas, penetrating trauma which includes gunshot and stabs wounds is more prevalent in developing countries due to ongoing violence and social unrest , . Penetrating chest and abdominal trauma have high mortality rates at the scene of the incident when important structures such as the heart, great vessels, or liver are involved , . Current controversies surround the optimal surgical approach of these cases including the use of an endovascular device such as the Resuscitative Endovascular Balloon Occlusion of the Aorta (REBOA) and the timing of additional imaging aids - . The aim of this article is to shed light on this subject based on the experience earned during the past 30 years in trauma critical care management of the severely injured patient from the Trauma and Emergency Surgery Group (CTE) of Cali, Colombia which is made up of experts from the University Hospital del Valle "Evaristo García" and University Hospital Fundación Valle del Lili, the Universidad del Valle and Universidad Icesi, the Asociación Colombiana de Cirugía, the Pan-American Trauma Society and the collaboration of international specialists of the United States of America, Europe, Japan, South Africa, and Latin America.

Initial Approach

Initial management must be directed towards the stabilization of the patient with non-compressible torso hemorrhage according to Advanced Trauma Life Support (ATLS) ® guidelines and following damage control resuscitation principles . Upon arrival, the choice between immediate surgical exploration or further imaging studies is dependent on the hemodynamic status of the patient. If the patient is hemodynamically stable or a transient responder, additional imaging studies can be performed including an Extended Focused Assessment with Sonography for Trauma (E-FAST) and/or computed tomography to determine the extent of the injuries . However, patients with hemodynamic instability (sustained systolic blood pressure (SBP) (90 mm Hg) should be transferred immediately to the operating room for hemorrhage control . This procedure demands full contemplation of the mechanism and trajectory of the injury and early endovascular or open occlusion of the aorta to ensure vital organ perfusion before opening the compromised body cavity.

Surgical Management

Based on our experience, we propose a new stepwise approach to the management of hemodynamically unstable penetrating torso trauma:

Scenario I: Hemodynamically Unstable Patient with SBP between 70 - 90 mm Hg

STEP 1: Attention should be directed towards identifying all immediate life-threatening injuries following the ABCDE mnemonic of ATLS (chest x-ray and E-FAST exam). Both a common femoral vein and artery lines are placed for intravenous access, blood pressure monitoring and the initiation of an aggressive damage control resuscitation.

STEP 2: If the patient is hemodynamically stable or a transient responder, computed tomography should be performed to determine the extent of the damage and the presence of any other associated injuries . According to the computed tomography findings, the patient can undergo either non-operative management versus open, endovascular and/or combined hybrid repair of the injuries. If the patient does not respond to initial resuscitation maneuvers, then:

Scenario II: Hemodynamically Unstable Patient with SBP < 70 mm Hg

STEP 3: The patient should have their common femoral arterial line changed over a guidewire to a femoral sheath, followed by placement of a REBOA in Zone 1, placed either in the operating or emergency room. The REBOA becomes an important resuscitative tool that ultimately prevents hemodynamic collapse while at the same time maintains coronary and cerebral perfusion. Simultaneously, the institution’s massive transfusion protocol should be activated (Figure 1).

Figure 1

Blood flow redistribution following REBOA placement in Zone 1

STEP 4: Surgical approach according to anatomical areas with prior REBOA placement

Upper Torso

Upper Mediastinum: A median sternotomy should be performed for the following suspected injuries: heart, pulmonary hilum, aortic arch and ascending aorta. The injury trajectory should be taken into account to decide whether to perform a right or left supra-clavicular or cervical extension (for thoracic outlet great vessel involvement: subclavian/carotid/innominate) (Figure 2A/2B). An anterolateral thoracotomy is not recommended for these types of injuries because access to these structures is limited.

Figure 2

A. Median Sternotomy with Supra-clavicular Right or Left Extension; 2B. Median Sternotomy with Cervical Right or Left Extension

Lower Mediastinum: Also, central lower mediastinal injuries can be managed ideally by a median sternotomy; but lateralized injuries can be accessed via a left or right anterolateral thoracotomy, respectively. Either one of these incisions can be extended to the contralateral side (clamshell and reverse clamshell) when necessary (Figure 3).

Figure 3

Antero-lateral Thoracotomy plus Clamshell

Lower Torso

Left Thoraco-Abdominal Area: An exploratory laparotomy plus a left chest tube should be performed. If the chest tube drainage is >1500 cc, then a left anterolateral thoracotomy should follow to control ongoing surgical hemorrhage emerging from the chest cavity (Figure 4).

Figure 4

Exploratory Laparotomy

Right Thoraco-Abdominal Area: An associated liver injury should be suspected, and an exploratory laparotomy should be performed followed by packing, Pringle Maneuver and selective vessel ligation. For complex injuries, Grades III-V according to the American Association for the Surgery of Trauma (AAST) a combined open and endovascular liver isolation should be performed, which include a Pringle Maneuver, the placement of a REBOA in Zone 1 and a Resuscitative Endovascular Balloon Occlusion of the Vena Cava (REBOVC) . A right chest tube should also be placed to manage potential ipsilateral chest involvement (Figure 5 A/5B ).

Figure 5

5A. Complex Penetrating Liver Injury AAST Grade III-V; 5B. Combined Open and Endovascular Liver Isolation with Pringle Maneuver, REBOA (resuscitative endovascular balloon occlusion of the aorta) and REBOVC (Resuscitative balloon occlusion of the inferior vena cava)

Abdominal & Pelvic Area: An exploratory laparotomy should be performed to achieve immediate control of all ongoing surgical bleeding. In pelvic bleeding cases, the REBOA can be repositioned from Zone 1 to Zone 3 to diminish possible mesenteric ischemic time while achieving proximal control of hemorrhage , .

STEP 5: Surgical approach according to anatomical areas without a REBOA

Upper Mediastinum: Following median sternotomy, direct digital control of the bleeding is obtained and the left mediastinal pleura is opened with medial rotation of the left lung and the descending thoracic aorta is cross-clamped using a straight vascular instrument.

Lower Mediastinum: If a median sternotomy was performed then the aorta is cross-clamped as above but if a left anterolateral thoracotomy was performed then the lung is mobilized superiorly. The descending thoracic aorta is cross-clamped with a straight vascular instrument. If the initial incision was a right anterolateral thoracotomy then a separate left anterolateral thoracotomy must be performed or the initial incision extended through the sternum as a reverse clamshell to access the descending thoracic aorta (Figure 6).

Figure 6

Cross-Clamping of the Descending Thoracic Aorta

Left/Right Thoraco-Abdominal Area: Via the exploratory laparotomy, aortic occlusion can be achieved by direct manual pressure or cross-clamping of the supra celiac portion. A left anterolateral thoracotomy with cross-clamping of the descending thoracic aorta can be performed in cases of access difficulties.

Abdominal & Pelvic Area: Aortic occlusion can be achieved by direct manual pressure or cross-clamping of the supra celiac portion for a Zone 1 occlusion or above the iliac bifurcation for a Zone 3 occlusion. A left anterolateral thoracotomy with cross-clamping of the descending thoracic aorta can be performed in cases of access difficulties.

Scenario III: Patient in cardiac arrest

STEP 6:

Initiate cardiopulmonary resuscitation, activate your massive transfusion protocol, perform a left anterolateral thoracotomy, direct cross-clamping of the descending thoracic aorta, open the pericardium and perform direct cardiac massage. If the patient recovers spontaneous circulation, damage control surgery principles should follow to control all ongoing surgical hemorrhage.

Initiate cardiopulmonary resuscitation, activate your massive transfusion protocol, place a REBOA in Zone 1, perform a median sternotomy, open the pericardium and perform direct cardiac massage. If the patient recovers spontaneous circulation, damage control surgery principles should follow to control all ongoing surgical hemorrhage.

Conclusion

The surgical approach to penetrating torso trauma depends on the mechanism, trajectory and most of all the hemodynamic status of the patient. Prioritizing the fact that the patient is hemodynamically unstable and obtaining early open or endovascular occlusion of the aorta to gain ground in avoiding the development of the lethal diamond is of utmost importance. Damage control surgery starts with choosing the right surgery of the right cavity in the right patient. For this purpose, we present a practical and simple guide on how to perform the surgical approach to penetrating torso trauma in a hemodynamically unstable patient.

Contribución del estudio

Introducción

El trauma penetrante del torso representa la segunda causa de muerte de origen traumático después del trauma craneoencefálico. En países desarrollados existe mayor prevalencia de trauma cerrado, asociado principalmente a accidentes de tránsito o caídas de grandes alturas ,. Mientas, que en países en vía de desarrollo el trauma penetrante es más prevalente con heridas por arma de fuego o por arma blanca asociado a la violencia y las desigualdades sociales ,. El trauma penetrante torácico y abdominal pueden presentar altas tasas de mortalidad en la escena del trauma si se comprometen estructuras importantes como el corazón, los grandes vasos o el hígado ,. Actualmente, existen controversias sobre el adecuado abordaje quirúrgico con la implementación o no de dispositivos endovasculares como el balón de resucitación endovascular de oclusión aórtica (Resuscitative Endovascular Balloon Oclussion of the Aorta - REBOA) y la realización de ayudas imagenológicas -. El objetivo de este artículo es presentar una guía práctica y sencilla sobre el abordaje quirúrgico del paciente hemodinámicamente inestable con trauma penetrante del torso. La cual fue realizada a través de un consenso que sintetiza la experiencia lograda durante los últimos 30 años en el manejo del trauma, cirugía general y cuidado crítico del grupo de cirugía de Trauma y Emergencias (CTE) de Cali, Colombia conformado por expertos del Hospital Universitario del Valle “Evaristo García” y el Hospital Universitario Fundación Valle del Lili con la Universidad del Valle y la Universidad Icesi, en colaboración con la Asociación Colombiana de Cirugía y la Sociedad Panamericana de Trauma, en conjunto con especialistas internacionales de EE.UU, Europa, Japón, Suráfrica y Latino América.

Abordaje Inicial

En el abordaje inicial del paciente se debe realizar una estabilización rápida y efectiva de acuerdo a las guías del manual de soporte vital avanzado en trauma (Advanced Trauma Life Support - ATLS) y los principios de la resucitación en control de daños . La elección entre la exploración quirúrgica inmediata o la realización de imágenes diagnósticas de extensión dependerá del estado hemodinámico del paciente. Si el paciente se encuentra hemodinámicamente estable o responde transitoriamente, se debe realizar una ultrasonografía extendida focalizada en trauma (Extended Focused Assessment with Sonography for Trauma - E-FAST) y/o una tomografía axial computarizada con el fin de determinar la extensión de las lesiones . Sin embargo, si el paciente está hemodinámicamente inestable (presión arterial sistólica (PAS) sostenida (90 mm Hg) se debe trasladar inmediatamente al quirófano para control del sangrado activo. Este procedimiento requiere de una evaluación completa del trauma teniendo en cuenta el mecanismo, la localización y la trayectoria de la herida . Antes del manejo especifico a cada una de las lesiones se debe optar por una temprana oclusión aórtica endovascular o abierta asegurando la perfusión de los órganos vitales.

Manejo Quirúrgico

Basados en nuestra experiencia proponemos una guía práctica y sencilla para el abordaje quirúrgico del paciente hemodinámicamente inestable con trauma penetrante del torso:

Escenario I: Paciente Hemodinámicamente Inestable con PAS entre 70 - 90 mm Hg

PASO 1: Los esfuerzos se deben dirigir a la identificación de todas las lesiones que potencialmente comprometen la vida siguiendo el abordaje ABCDE del ATLS (radiografías de tórax y E-FAST). Se debe colocar una línea arterial, en la arteria femoral común para acceso y monitoreo de la presión arterial, y un catéter de alto flujo en la vena femoral común para iniciar con la resucitación de control de daños.

PASO 2: Si el paciente se encuentra hemodinámicamente estable o responde transitoriamente, se debe realizar una tomografía axial computarizada con el fin de determinar la extensión del trauma y la presencia de lesiones asociadas . Según los hallazgos y la gravedad de las lesiones, se determina si el paciente es candidato a manejo no operatorio o si requiere de un abordaje abierto, endovascular o combinado. Sin embargo, si el paciente no responde a las maniobras de resucitación iniciales se debe continuar con el siguiente escenario:

Escenario II: Paciente Hemodinámicamente Inestable con PAS < 70 Mm Hg

PASO 3: La línea arterial debe ser reemplazada sobre la guía por un introductor para la colocación de un REBOA en zona 1, el cual puede ser colocado en sala de emergencias o en cirugía. El REBOA es una importante herramienta de reanimación que previene el colapso hemodinámico del paciente mientras mantiene la perfusión coronaria y cerebral. Simultáneamente, se debe activar el protocolo institucional de transfusión masiva (Figura 1).

Figura 1

Redistribución sanguínea luego de la colocación de REBOA en Zona 1

PASO 4: Abordaje quirúrgico según el área anatómica posterior a la colocación de un REBOA

Torso Superior

Mediastino Superior: Se debe abordar mediante una esternotomía mediana si sospecha una de las siguientes heridas: cardíaca, hilio pulmonar, arco aórtico o aorta ascendente. Evaluar el trayecto de la herida y decidir rápidamente si debe realizar una extensión supraclavicular derecha o izquierda o una cervicotomía longitudinal (cuando hay compromiso de grandes vasos del opérculo torácico: subclavia/carótida/innominada) (Figura 2 A/2B ). No se recomienda realizar toracotomía anterolateral en este tipo de lesiones ya que esta vía de abordaje representa dificultades técnicas y accesibilidad limitada.

Figura 2

2A.Esternotomía mediana con extensión supraclavicular o cervicotomía longitudinal derecha para manejo de lesiones torácicas centrales; 2B. Esternotomía mediana con extensión supraclavicular o cervicotomía longitudinal izquierda para manejo de lesiones torácicas centrales.

Mediastino Inferior: las heridas mediastinales centrales inferiores pueden manejarse idealmente con una esternotomía mediana; sin embargo, las lesiones laterales pueden accederse mediante una toracotomía anterolateral derecha o izquierda respectivamente. En caso de requerirlo, puede extenderse transversalmente hacia el lado contralateral del tórax realizando una incisión en Clamshell para tener una exposición completa de los órganos torácicos y de los grandes vasos (Figura 3).

Figura 3

Toracotomía anterolateral izquierda con incisión en Clamshell

Torso Inferior

Toracoabdominal izquierda: Realizar una laparotomía exploratoria más la colocación de un tubo a tórax en el hemitórax izquierdo. Si se evidencia un drenaje mayor a 1,500 cc, se debe realizar una toracotomía anterolateral izquierda para controlar las fuentes de sangrado activo quirúrgico (Figura 4).

Figura 4

Laparotomía exploratoria para lesiones abdominales

Toracoabdominal derecha: Se debe sospechar una posible lesión hepática la cual debe ser manejada con una laparotomía exploratoria con empaquetamiento, maniobra de Pringle y ligadura de vasos selectivos . Para lesiones complejas, grado III-V según la clasificación de la asociación americana para la cirugía de trauma (American Association for the Surgery of Trauma - AAST), se debe optar por un aislamiento combinado (abierto y endovascular) que incluya la maniobra de Pringle, y la colocación de un REBOA en zona 1 y un balón de resucitación endovascular de oclusión de la vena cava (Resuscitative Endovascular Balloon Oclussion of the Vena Cava - REBOVC). Simultáneamente, colocación de tubo a tórax derecho para evaluar compromiso torácico (Figura 5 A/5B ).

Figura 5

5A.Lesiones hepaticas complejas grado III-V de la AAST; 5B. Aislamiento hepático combinado endovascular y abierto con maniobra de Pringle, REBOA (Oclusión con balón endovascular de reanimación de la aorta) y REBOVC (Oclusión con balón de reanimación de la vena cava inferior)

Abdominal y pélvica: Se debe realizar una laparotomía exploratoria con el fin de lograr un inmediato control del sangrado. En casos de hemorragia de la pelvis se puede reposicionar el REBOA de zona 1 a zona 3 para un control proximal y simultáneamente una disminución del tiempo de posible isquemia mesentérica ,.

PASO 5: Abordaje quirúrgico según el área anatómica sin la colocación de un REBOA

Mediastino Superior: A través de una esternotomía mediana realizar control digital de la herida sangrante, posteriormente apertura de la pleura mediastinal izquierda, movilización del pulmón izquierdo hacia la línea media y clampeo de la aorta torácica descendente con una pinza vascular recta.

Mediastino Inferior: Si la vía de abordaje fue a través de esternotomía mediana, realizar igual procedimiento descrito en el mediastino superior para la oclusión aórtica. Pero si realizó una toracotomía anterolateral izquierda, debe movilizar el pulmón hacia superior y realizar clampeo de la aorta torácica descendente con una pinza vascular recta. Si se realizó una toracotomía anterolateral derecha, debe extender transversalmente la incisión hacia el lado contralateral y realizar una incisión en Clamshell para acceder a la aorta torácica descendente (Figura 6).

Figura 6

Clampeo externo de la aorta torácica descendente

Toracoabdominal izquierda/derecha: A través de una laparotomía exploratoria se puede realizar una oclusión aórtica con presión digital directa o clampeo de la aorta abdominal supracelíaca. Si tiene dificultades técnicas para realizar este procedimiento, realice una toracotomía anterolateral izquierda y clampee de la aorta torácica descendente.

Abdominal y pélvica: La oclusión aórtica se puede lograr con presión digital directa o clampeo de la porción supracelíaca para una oclusión en zona 1 o por encima de la bifurcación de las ilíacas para una oclusión en zona 3. Si tiene dificultades técnicas para realizar este procedimiento, realice una toracotomía anterolateral izquierda y clampee de la aorta torácica descendente.

Escenario III: Paciente en ParoCardiaco

PASO 6:

Inicie la reanimación cardiopulmonar, active el protocolo de transfusión masiva, realice una toracotomía anterolateral izquierda, clampee la aorta torácica descendente y continúe con la apertura del pericardio para realizar un masaje cardíaco directo. Si el paciente retorna a circulación espontanea, controle todas las fuentes de hemorragia quirúrgica activas siguiendo los principios de la cirugía de control de daños.

Inicie la reanimación cardiopulmonar, active el protocolo de transfusión masiva, posicione un REBOA en zona 1 y continúe con la realización de una esternotomía mediana, apertura del pericardio y masaje cardíaco directo. Si el paciente retorna a circulación espontanea, controle todas las fuentes de hemorragia quirúrgica activas siguiendo los principios de la cirugía de control de daños.

Conclusión

El abordaje quirúrgico del trauma penetrante del torso depende de la evaluación a la respuesta hemodinámica del paciente como del mecanismo y trayectoria de la herida. Si el paciente se encuentra hemodinámicamente inestable, se debe realizar una temprana oclusión aórtica endovascular o abierta con el objetivo de evitar el desarrollo o propagación del rombo de la muerte. Con este propósito, presentamos una guía práctica y sencilla sobre el abordaje quirúrgico del paciente hemodinámicamente inestable con trauma penetrante del torso.

1) Why was this study conducted?

Current controversies surround the optimal surgical approach of penetrating and blunt trauma cases are topic of discussion including the use of an endovascular device such as the Resuscitative Endovascular Balloon Occlusion of the Aorta (REBOA) and the timing of additional imaging aids

2) What were the most relevant results of the study?

We have found that prioritizing the fact that the patient is hemodynamically unstable and obtaining early open or endovascular occlusion of the aorta to gain ground on avoiding the development of the lethal diamond is of utmost importance. Damage control surgery starts with choosing the right surgery of the right cavity in the right patient .

3) What do these results contribute?

We present a practical and simple guide on how to perform the surgical approach to penetrating torso trauma in a hemodynamically unstable patient.

1) ¿Por qué se realizó este estudio?

Actualmente, existen controversias sobre el adecuado abordaje quirúrgico de casos de trauma penetrante y cerrado con la implementación o no de dispositivos endovasculares como el balón de resucitación endovascular de oclusión aórtica (Resuscitative Endovascular Balloon Oclussion of the Aorta - REBOA) y la realización de ayudas imagenológicas.

2) ¿Cuáles fueron los resultados más relevantes del estudio?

La priorización de la oclusión temprana endovascular o abierta de la aorta para evitar la descompensación metabólica que conduce al rombo de la muerte debe ser la prioridad. La cirugía de control de daños inicia con la selección de la cirugía correcta, sobre el área correcta y el paciente correcto.

3¿Qué aportan estos resultados?

Se presenta una guía práctica y sencilla sobre el abordaje quirúrgico del paciente hemodinámicamente inestable con trauma penetrante del torso.