Damage control surgery for thoracic outlet vascular injuries: the new resuscitative median sternotomy plus REBOA.

Thoracic vascular trauma is associated with high mortality and is the second most common cause of death in patients with trauma following head injuries. Less than 25% of patients with a thoracic vascular injury arrive alive to the hospital and more than 50% die within the first 24 hours. Thoracic trauma with the involvement of the great vessels is a surgical challenge due to the complex and restricted anatomy of these structures and its association with adjacent organ damage. This article aims to delineate the experience obtained in the surgical management of thoracic vascular injuries via the creation of a practical algorithm that includes basic principles of damage control surgery. We have been able to show that the early application of a resuscitative median sternotomy together with a zone 1 resuscitative endovascular balloon occlusion of the aorta (REBOA) in hemodynamically unstable patients with thoracic outlet vascular injuries improves survival by providing rapid stabilization of central aortic pressure and serving as a bridge to hemorrhage control. Damage control surgery principles should also be implemented when indicated, followed by definitive repair once the correction of the lethal diamond has been achieved. To this end, we have developed a six-step management algorithm that illustrates the surgical care of patients with thoracic outlet vascular injuries according to the American Association of the Surgery of Trauma (AAST) classification.

Remark

Introduction

Thoracic vascular trauma is associated with high mortality and is the second most common cause of death in patients with trauma following head injuries , . Less than 25% of patients with a thoracic vascular injury arrive alive to the hospital and more than 50% die within the first 24 hours . Furthermore, thoracic trauma with the involvement of the great vessels is a surgical challenge due to the complex and restricted anatomy of these structures and its association with adjacent organ damage . This article aims to delineate the experience obtained by the Trauma and Emergency Surgery Group (CTE) of Cali, Colombia, in the surgical management of thoracic vascular injuries via the creation of a practical algorithm that includes basic principles of damage control surgery.

Epidemiology

Friend et al., in a series of 75 patients with thoracic vascular trauma over 15 years at the Royal Perth Hospital in Australia, found that the most prevalent mechanism was blunt trauma from road traffic accidents. Also, the most commonly involved vascular structure was: the thoracic aorta in 39 cases, followed by the subclavian artery in 8 and the pulmonary artery in 3. The most frequently associated injuries were: hemothorax, skull fractures, rib fractures, pulmonary contusions and/or pelvic fractures, with an overall mortality rate of 43% . Mattox et al. reported one of the largest recorded series of vascular trauma of civilian origin, in which 576 patients with thoracic vascular trauma were seen between 1958-1988. In this study, the majority of the injured vessels included were: the descending thoracic aorta (89), the pulmonary artery (79), and the innominate artery (42) . The literature has also confirmed that injuries involving the thoracic aorta and/or pulmonary vessels have an extremely high mortality rate and most of them die at the scene .

A retrospective review of all patients suffering from thoracic vascular trauma at a level one regional trauma center in Cali, Colombia, was performed from December 2014 to December 2019. All patients with a thoracic vascular injury that required an aortic occlusion via placement of a Resuscitative Endovascular Balloon Occlusion of the Aorta (REBOA) and a resuscitative median sternotomy were included. The study aimed to describe the vascular injuries that required REBOA placement.

The study was approved by the institutional ethics and review board committees. The decision to place a REBOA resided on the treating trauma surgeon and the most common indication was sustained hypotension (systolic blood pressure (SBP) <90 mmHg) that did not respond to initial resuscitation. Therefore, all REBOA catheters were placed in Zone 1 by a separate surgical team while another surgical team performed the resuscitative median sternotomy.

A total of 56 patients were treated by aortic occlusion via REBOA, of which 23 had chest trauma, 17 required a simultaneous resuscitative median sternotomy. The most common mechanism of injury was penetrating by gunshot wounds and none of the patients presented with cardiac arrest upon admission to the emergency room. All REBOA’s were placed in the operating room. The median systolic blood pressure pre-aortic occlusion was 50 mmHg. REBOA was positioned in Zone 1 initially and subsequently lowered to zone 3 when possible.. Resuscitative median sternotomy allowed for control of the source of bleeding without requiring any other additional incisions. Thoracic vascular injuries were found in 11patients and most of them were multiple: right subclavian artery in 4, the intercostal artery in 4, the pulmonary vein in 3, the innominate vein in 2, the aortic arch in 2, the subclavian vein in 2 and the descending aorta in 1. Twelve patients required thoracic damage control surgery. All patients underwent damage control resuscitation at a ratio of 1:1:1:1 (packed red blood cells, fresh frozen plasma, platelets, and cryoprecipitate). Two patients died in the operating room and the total number of deaths was five. None of the survivors had vascular complications or neurological sequelae (Table 1 and 2).

Table 1

Baseline characteristics of patients that required REBOA + resuscitative median sternotomy

	Variable	REBOA + Resuscitative Median Sternotomy (n= 17)
General characteristics	Age, median (IQR)	32 (22 - 35)
	Male, n (%)	15
Mechanism of injury	Penetrating, n (%)	15
	Gunshot Wounds, n (%)	9/15
	Stab Wounds, n (%)	6/15
	Blunt, n (%)	2
Injury severity	ISS, median (IQR)	25 (25-50)
	AIS-Chest, median (IQR)	5 (4-5)
	AIS-Abdomen, median (IQR)	5 (5-5)
	AIS-Pelvic/Extremity, median (IQR)	3 (2-4)
Vital signs	SBP, mm Hg, median (IQR)	50 (42-64)
	HR, bpm, median (IQR)	110 (94-132)
	GCS, median (IQR)	14 (8-15)
	Cardiac Arrest, n (%)	0
Transfusion requirements	PRBC, 6h, median (IQR)	5 (4-8)
	FFP, 6 h, median (IQR)	6 (4-6)
	Platelets, 6 h, median (IQR)	6 (0-6)
	Cryoprecipitate, 6 h, median (IQR)	6 (0-10)
	PRBC, 24 h, median (IQR)	7 (5-10)
	FFP, 24 h, median (IQR)	8 (5-11)
	Platelets, 24 h, median (IQR)	6 (0-6)
	Cryoprecipitate, 24 h, median (IQR)	10 (0-14)

AIS: Abbreviated Injury Score; FFP: Fresh Frozen Plasma; GCS: Glasgow Coma Scale; HR: Heart Rate; IQR: Interquartile Range; ISS: Injury Severity Score; PRBC: Packed Red Blood Cells; SBP: Systolic Blood Pressure.

Table 2

Clinical characteristics of patients that required REBOA + resuscitative median sternotomy

	Variable	REBOA + Resuscitative Median Sternotomy (n = 17)
Arterial access	Open technique, n (%)	14
	Ultrasound-Guided, n (%)	3
Systolic blood pressure	Pre-AO, mm Hg, median (IQR)	50 (40 - 65)
	5 minutes AO, mm Hg, median (IQR)	78 (64 - 85)
	Post-AO, mm Hg, median (IQR)	97 (86 - 110)
REBOA placement	Zone 1, n (%)	13
	Zone 1 + Zone 3, n (%)	4
	Occlusion Time, min, median (IQR)	41 (30 - 60)
Additional surgical procedures	Exploratory Laparotomy, n (%)	4
	Thoracic DCS, n (%)	12
	Abdominal DCS, n (%)	3
Mortality	Intraoperative, n (%)	2
	72 h, n (%)	4
	Intrahospital, n (%)	5
Length of stay	ICU, days, median (IQR)	10 (6-20)
	Hospital, days, median (IQR)	18 (11-25)

AO: Aortic Occlusion; DCS: Damage Control Surgery; ICU: Intensive Care Unit; IQR: Interquartile Range.

The Trauma and Emergency Surgery Group (CTE) has proposed to include REBOA in thoracic trauma management, even in cases of vascular injuries of the thoracic outlet . Despite the current paradigm that REBOA is contraindicated in chest trauma management . We are pioneers in reporting evidence on the feasibility, effectiveness and safety of REBOA in penetrating chest trauma, supporting results from animal models , . We present the following surgical approach of thoracic outlet vascular injures using REBOA and surgical strategies for definitive control of vascular injury.

Initial approach

Initial management must be directed towards the stabilization of the patient according to the Advanced Trauma Life Support (ATLS) guidelines which include the essential ABCD’s. Damage control resuscitation is initiated, followed by a chest x-ray and an extended focused assessment with sonography for trauma (E-FAST). The choice between immediate surgical exploration or further extended imaging studies depends on the hemodynamic status of the patient. If the patient is hemodynamically stable or a transient responder, computed tomography should be performed to determine the extent of the thoracic vascular injury and any other significant associated injuries. However, patients with hemodynamic instability (sustained systolic blood pressure ≤70 mmHg) and/or associated active external bleeding, massive hemothorax, cardiac tamponade and/or surgical cervical/thoracoabdominal injuries should be transferred immediately to the operating room.

Surgical management

Based on our experience, we propose a new algorithm for the management of thoracic outlet vascular injuries:

● 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: All patients with hemodynamic instability (sustained systolic blood pressure <70 mmHg) or non-transient responders should have their common femoral arterial line changed over a guidewire to a femoral sheath, followed by placement of a REBOA in Zone 1, which can be 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 in these hemodynamically unstable trauma patients (Figure 1). Additionally, the institution’s massive transfusion protocol should be activated. 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 findings on the computed tomography, the patient can undergo either non-operative management versus an open, endovascular and/or combined hybrid repair.

Figure 1

Blood flow redistribution following REBOA placement in Zone 1. A. Left Subclavian Artery Injury with subsequent cerebral, cardiac and systemic hypoperfusion. B. REBOA placement in Zone 1 and blood flow redistribution.

● STEP 3: The hemodynamically unstable patient or the non-transient responder should be transferred immediately to the operating room for chest exploration to obtain direct surgical control of the bleeding via a median sternotomy. Upon opening the chest, drainage of the mediastinal hematoma or massive hemothorax should follow and if cardiac tamponade is suspected, a pericardiotomy should be performed with the subsequent evacuation of the pericardial hematoma. Suppose you are not able or do not have a REBOA at your institution prior to opening the chest. In that case, we recommend aortic cross-clamping immediately by opening the left mediastinal pleura and identifying the descending thoracic aorta and positioning the vascular cross-clamp just inferior to the take-off of the left subclavian artery. As soon as this is achieved, the location and magnitude of the thoracic outlet vascular injury should be determined as soon as possible according to the AAST classification (Table 3):

Table 3

AAST Classification of Thoracic Vascular Injuries

Grade*	Description
I	Intercostal artery/vein
	Internal mammary artery/vein
	Bronchial artery/vein
	Esophageal artery/vein
	Hemiazygous vein
	Unnamed artery/vein
II	Azygos vein
	Internal jugular vein
	Subclavian vein
	Innominate vein
III	Carotid artery
	Innominate artery
	Subclavian artery
IV	Thoracic aorta, descending
	Inferior vena cava (intrathoracic)
	Pulmonary artery, primary intraparenchymal branch
	Pulmonary vein, primary intraparenchymal branch
V	Thoracic aorta, ascending and arch
	Superior vena cava
	Pulmonary artery, main trunk
	Pulmonary vein, main trunk
VI	Uncontained total transection of thoracic aorta or pulmonary hilum

*Increase one grade for multiple grade III or IV injuries if more than 50% circumference; decrease one grade for grade IV injuries if less than 25% circumference.

● STEP 4:

○ AAST Grade I/II: Both proximal and distal control of the injured vessel should be obtained. These vessels can be ligated or primarily repaired with 3-0 vascular Prolene. Grade I injuries (Table 3) will require an anterolateral thoracotomy either right or left, according to the injury site. The intercostal vessels can be controlled directly via the placement of interrupted sutures that encircle the involved rib both proximally and distally. Grade II injuries will require a median sternotomy with a right or left cervical or supra-clavicular extension to gain access to the vessel. In cases of proximal subclavian vein injuries, transection of the sternocleidomastoid and/or omohyoid muscles at their clavicular insertion may be required for proximal control. The azygos vein at its insertion can be accessed via the same incision but any other portion of the vessel will require a right anterolateral thoracotomy. If these injuries cannot be repaired primarily, then suture ligation is recommended.

○ AAST Grade III: All Grade III vessel injuries will require both proximal and distal control via a median sternotomy with a right or left cervical or supra-clavicular extension. If the patient persists hemodynamically unstable, then damage control surgery principles should be implemented and a vascular shunt inserted may require cardiopulmonary bypass. Otherwise, if the patient is hemodynamically stable, primary repair of the vessel should follow when possible, and if not feasible, then an interposition graft with autologous vs. synthetic material should be performed.

Carotid Arteries: Injuries to the proximal common carotid arteries will require a median sternotomy with a cervical extension, but the mid to distal injuries will only require a corresponding cervical incision (Figure 2).

Figure 2

Left Carotid Artery Injury Management. A. Proximal Left Carotid Artery Injury. B. Proximal Left Carotid Artery Injury with REBOA in Zone 1. C. Median Sternotomy with Left Cervical Extension.

Subclavian Arteries: Subclavian vessel injuries in the post-scalenic portion should be approached via supra and infra-clavicular incisions without fracturing the clavicle and without the need of a median sternotomy. Distal control of the subclavian vessels can be achieved in these cases via the extension of the infra-clavicular incision into the adjacent deltopectoral groove (Figure 3). The left subclavian vessels will require more dissection on behalf of the surgeon to obtain both proximal and distal control as they are usually about 5 to 7 cm deep from the initial incision (Figure 4).

Figure 3

Proximal Right Subclavian Artery Injury Management. A. Proximal Right Subclavian Artery Injury. B. Proximal Right Subclavian Artery Injury with REBOA in Zone 1. C. Median Sternotomy with Supraclavicular Extension.

Figure 4

Proximal Left Subclavian Artery Injury Management. A. Proximal Left Subclavian Artery Injury. B. Proximal Left Subclavian Artery Injury with REBOA in Zone 1. C. Median Sternotomy with Supraclavicular Extension.

Innominate/Brachiocephalic Artery: This can also be accessed via the median sternotomy of the right cervical extension (Figure 5).

Figure 5

Innominate/Brachiocephalic Artery Injury Management. A. Innominate/Brachiocephalic Artery Injury. B. Innominate/Brachiocephalic Artery Injury with REBOA in Zone 1. C. Median Sternotomy with Right Cervical Extension

○ Grade IV/V/VI: This type of wound has a high mortality rate at the scene of the incident and the few that arrive alive to the operating room are usually from stab wounds to the upper mediastinal area, which have a common intra-operative finding of a large contained anterior mediastinal hematoma. These types of injuries require a multidisciplinary approach, including the attending trauma surgeon, a cardiovascular surgeon (since some of these patients may require extracorporeal bypass) and an interventional/vascular surgeon (when endovascular/hybrid repair is indicated). If the patient recovers hemodynamic stability, then a planned repair (open, endovascular or combined) based on imaging findings (computed tomography angiogram) should be performed. Unfortunately, most of these patients will persist hemodynamically unstable and require damage control surgery with intraoperative consultation with the cardiothoracic team (some patients will require cardiopulmonary bypass) for an open vs. combined hybrid repair.

Pulmonary Arteries: The intra-pericardial portion is ideally accessed via a median sternotomy where the left main pulmonary artery and its most proximal branches can be reached with minimal dissection. Whereas the right intra-pericardial pulmonary artery requires some dissection between the superior vena cava and the ascending aorta. Most cases can be repaired primarily with 3-0 Prolene but when not feasible, a pneumonectomy must be considered acknowledging the high mortality that this procedure entails (Figure 6).

Figure 6

Proximal Pulmonary Artery Injury Management. A. Proximal Pulmonary Artery Injury. B. Proximal Pulmonary Artery Injury with REBOA in Zone 1. C. Primary Repair via Median Sternotomy

Descending Aorta: These injuries require prompt vascular control by direct digital pressure followed by the placement of two temporary 3-0 prolene parallel sutures (one on each side of the injury) which are then cross-crossed. This will permit visualization of the injury and allow for direct repair. If primary repair is considered suboptimal then placement of an endostent should be considered as reinforcement (Figure 7).

Figure 7

Descending Aortic Injury Management. A. Descending Aortic Injury. B. Descending Aortic Injury with REBOA in Zone 1. C. Median Sternotomy should be performed. D. Parallel Sutures Criss-Crossed. E. Primary Repair with REBOA in Zone 1. F. Primary Repair Plus Endostent Reinforcement.

Aortic Arch: The exposure of the injury may require ligation of the left innominate vein, remnant thymus tissue and prevention of a potential iatrogenic injury to the vagus nerve. These injuries require prompt vascular control by direct digital pressure followed by the placement of two temporary 3-0 prolene parallel sutures (one on each side of the injury), which are then cross-crossed (Figure 8).

Figure 8

Aortic Arch Injury Management. A. Aortic Arch Injury. B. Aortic Arch Injury with REBOA in Zone 1. C. Median Sternotomy. D. Parallel Sutures Criss-Crossed. E. Primary Repair.

Pulmonary hilum: The exposure of the injury may require a median sternotomy and proximal control may be readily achieved with a Satinsky vascular clamp and ultimately require ligation of the hilum (Figure 9).

Figure 9

Pulmonary Hilum Injury Management. A. Pulmonary Hilum Injury. B. Control with Satinsky Clamp and REBOA in Zone 1. C. Pulmonary Hilum Ligation

● STEP 5: Once bleeding is controlled and temporary or permanent repair has been achieved, then the mediastinum should be packed and a negative dressing pressure should be applied, leaving the median sternotomy open. The patient should then be transferred to the intensive care unit for correction of the lethal diamond.

● STEP 6: Between 6 (especially in patients who required damage control surgery with a temporary shunt placement) and 24 hours post-initial damage control surgery procedure, the patient should be taken back to the operative room for definitive reconstruction mediastinal washout and sternal closure.

We have developed an easy to follow six-step management algorithm that clearly illustrates the surgical care of patients with thoracic outlet vascular injuries according to the AAST classification (Figure 10).

Figure 10

Surgical Management Algorithm of Thoracic Outlet Vascular Injuries.

Discussion

A 23-year review study on the experience obtained from a total of 950 patients who underwent a resuscitative thoracotomy revealed an overall survival rate of 4% . Similarly, Rhee et al. conducted a multicenter study that included 4620 patients who also underwent a resuscitative thoracotomy and determined that the factors involved with successful clinical outcomes were: mechanism of injury, injury location and presence of vital signs upon arrival. They further concluded that patients who arrive with vital signs to the emergency room had a survival rate of 12%, while in the absence of vital signs upon arrival, the survival was only 1.2% . Although, a recent systematic review found that the overall survival rate increased to up to 21% for those arriving with vital signs . Furthermore, we have achieved an overall survival of 71% by combining the use of a median sternotomy with a REBOA in Zone 1 as a viable surgical substitute to the traditional resuscitative thoracotomy. We believe that this improvement in survival noted in our study is multifactorial and includes the fact that both procedures were performed soon after arrival and before any episode of cardiac arrest by two separate and simultaneous surgical teams without incurring any delay . This is the reason why endovascular or open aortic cross-clamping should be implemented in the initial management of hemodynamically unstable severely injured trauma patients .

Parra-Sanchez has built upon using a median sternotomy in hemodynamically unstable thoracic trauma patients by adding the prehospital concept of “scoop and run” to reassure an alive patient upon arrival to the hospital . Furthermore, O’Connor and Scalea reported a series of 36 patients with penetrating chest trauma with associated injuries of the great vessels in which 75% of the patients arrived hemodynamically unstable and were managed via a median sternotomy. All of these authors have recognized that a median sternotomy allows for prompt and appropriate access to the great vessels, the heart, bilateral pleural spaces and pulmonary hilum . On the other hand, the median sternotomy also has its own limitations, including the availability of equipment to perform the procedure and the expertise required by the treating surgeon. That is why over the years, the concept of an anterolateral thoracotomy has gained traction over that of a median sternotomy among surgeons because of its ease and minimal equipment required. However, it has its inherent risks, including the high risk of injury and/or blood contamination of the surgeon and the ancillary staff . For all these reasons, we recommend that a median sternotomy should be performed in most cases of thoracic outlet vascular injuries.

Conclusion

The early application of a resuscitative median sternotomy and a Zone 1 REBOA in hemodynamically unstable trauma patients with thoracic outlet vascular injuries improves survival by providing rapid stabilization of the central aortic pressure and serving as a bridge to hemorrhage control.

Contribución del estudio

Introducción

El trauma vascular torácico está asociado con una alta mortalidad y es la segunda causa más común de muerte en pacientes con trauma después del trauma craneoencefálico ,. Se estima que menos del 25% de los pacientes con una lesión vascular torácica alcanzan a llegar con vida para recibir atención hospitalaria y más del 50% fallecen en las primeras 24 horas . El trauma torácico penetrante con compromiso de los grandes vasos tiene una complejidad quirúrgica por su severidad y la asociación con lesiones a órganos adyacentes . El objetivo de este artículo es presentar la experiencia del grupo de Cirugía de Trauma y Emergencias (CTE) de Cali, Colombia en el manejo quirúrgico de las lesiones del opérculo torácico con la creación de un algoritmo de manejo práctico que incluye los principios básicos del control de daños.

El presente artículo es un consenso que sintetiza la experiencia adquirida durante los últimos 30 años en el manejo de la cirugía de trauma y emergencias, 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 y con la Universidad del Valle y la Universidad Icesi, en colaboración con la Asociación Colombiana de Cirugía y la Sociedad Panamericana de Trauma y en conjunto con especialistas

Epidemiología

El trauma cerrado por accidentes de tránsito fue el principal mecanismo de lesión en una serie de 75 pacientes con trauma vascular torácico realizada en un periodo de 15 años por Friend y colaboradores en el Royal Perth Hospital de Australia. Las áreas vasculares más comúnmente lesionadas fueron la aorta torácica en 39 pacientes, la arteria subclavia en 8 pacientes y la arteria pulmonar en 3 pacientes. Las lesiones asociadas más frecuentes fueron hemotórax, fractura de cráneo, fracturas de costillas, contusión pulmonar y fractura pélvica, con una tasa de mortalidad del 43% . Mattox et al., en una de las series más grandes registradas sobre trauma vascular de origen civil con un total de 576 pacientes atendidos durante 1958 a 1988 reportaron que los vasos más comúnmente lesionados fueron: la aorta torácica descendente, la arteria pulmonar y la arteria innominada . Las lesiones de la aorta torácica y/o los vasos pulmonares presentan una alta mortalidad y la mayoría mueren en la escena del trauma .

En una serie retrospectiva de casos con lesiones del opérculo torácico que requirieron de la colocación de un balón de resucitación de oclusión aortica (Resuscitative Endovascular Balloon Occlusion of the Aorta - REBOA) y simultáneamente un abordaje torácico a través de una esternotomía mediana de resucitación. entre diciembre 2014 y diciembre 2019 atendidos en una institución de alta complejidad de Cali, Colombia: Fundación Valle del Lili (FVL). El objetivo de este trabajo fue caracterizar las lesiones vasculares torácicas tratadas en conjunto con la colocación del REBOA.

El estudio fue aprobado por el comité de ética y el equipo de revisión institucional. La decisión de la colocación del REBOA siempre fue realizada por el cirujano de trauma tratante y la indicación más común fue la hipotensión sostenida (presión arterial sistólica <90 mm Hg) que no respondía a la resucitación inicial. Todos los REBOA fueron posicionados en la zona 1 por un equipo quirúrgico mientras que otro equipo quirúrgico realizaba simultáneamente la esternotomía mediana de resucitación.

Un total de 56 pacientes fueron tratados con oclusión aortica endovascular, de los cuales 23 sufrieron trauma torácico y 17 fueron manejados junto con esternotomía mediana de resucitación. Este grupo de pacientes manejados con REBOA y esternotomía mediana tuvieron en su gran mayoría trauma penetrante por proyectil de arma de fuego. Ninguno presentó paro cardiaco al ingreso de la sala de urgencias. Todos los REBOA fueron colocados en sala de cirugía. La vía más común para lograr el acceso arterial fue a través de incisión quirúrgica en la región inguinal y la presión arterial sistólica antes de la colocación del REBOA tuvo una mediana de 50 mm Hg. La zona entre el inicio de la aorta descendente y el tronco celiaco para el inflado del catéter balón fue la más común, con el fin de controlar el sangrado proximal y asegurar la perfusión cerebral y coronaria, aunque en algunos pacientes se combinó esta estrategia con el descenso del balón a zona 3. La esternotomía mediana de resucitación permitió el control quirúrgico de la mayoría de los traumatismos, sin necesidad de procedimientos adicionales. En 11 pacientes se documentó lesión vascular torácica, la mayoría múltiples y con la siguiente distribución y frecuencia: arteria subclavia derecha (4), arteria intercostal (4), vena pulmonar (3), vena innominada (2), arco aórtico (2), vena subclavia (2) y aorta descendente (1)

Doce pacientes requirieron cirugía de control de daños torácico. La estrategia de reanimación hemostática durante las primeras 6 horas en la mayoría de los pacientes fue una relación 1:1:1:1 de glóbulos rojos, plasma fresco congelado, plaquetas y crioprecipitado. Respecto a los desenlaces, solo dos pacientes fallecieron en la cirugía y la mortalidad general fue tan solo de 5 pacientes. Ningún paciente presento complicaciones vasculares o tuvo secuelas neurológicas (Tabla 1 y 2)

Tabla 1

Características generales de los pacientes con requerimiento de REBOA más esternotomía mediana de resucitación

	Variable	REBOA + Esternotomía Mediana de Resucitación (n = 17)
Datos generales	Edad, mediana (RIQ)	32 (22 - 35)
	Masculino, n (%)	15
Mecanismo de trauma	Penetrante, n (%)	15
	Herida por Proyectil de Arma de Fuego, n (%)	9 / 15
	Herida por Arma Blanca, n (%)	6 / 15
	Cerrado, n (%)	2
Severidad de la lesión	ISS, mediana (RIQ)	25 (25 - 50)
	Tórax AIS, mediana (RIQ)	5 (4 - 5)
	Abdominal AIS, mediana (RIQ)	5 (5 - 5)
	Pelvis/Extremidades AIS, mediana (RIQ)	3 (2 - 4)
Signos vitales al ingreso	PAS, mm Hg, mediana (RIQ)	50 (42 - 64)
	Frecuencia Cardíaca, lpm, mediana (RIQ)	110 (94 - 132)
	ECG, mediana (RIQ) median (IQR)	14 (8 - 15)
	Paro cardíaco, n (%)	0
Requerimiento de transfusión	UGR, 6h, mediana (RIQ)	5 (4 - 8)
	PFC, 6 h, mediana (RIQ)	6 (4 - 6)
	Plaquetas, 6 h, mediana (RIQ)	6 (0 - 6)
	Crioprecipitado, 6 h, mediana (RIQ)	6 (0 - 10)
	UGR, 24 h, mediana (RIQ)	7 (5 - 10)
	PFC, 24 h, mediana (RIQ)	8 (5 - 11)
	Plaquetas, 24 h, mediana (RIQ)	6 (0 - 6)
	Crioprecipitado, 24 h, mediana (RIQ)	10 (0 - 14)

AIS: Índice abreviado de trauma - Abbreviated Injury Score; ECG: Escala de Coma de Glasgow; PAS: Presión arterial sistólica; PFC: Plasma fresco congelado; RIQ: Rango intercuartílico; UGR: Unidad glóbulos rojos.

Tabla 2

Características técnicas y desenlaces clínicos en pacientes tratados con REBOA + esternotomía mediana de resucitación

	Variable	REBOA + Esternotomía Mediana de Resucitación (n = 17)
Acceso arterial	Incisión quirúrgica, n (%)	14
	Percutánea con guía ecográfica, n (%)	3
Presión arterial sistólica	Pre-OA, mm Hg, mediana (RIQ)	50 (40-65)
	5-minutos OA, mm Hg, mediana (RIQ)	78 (64-85)
	Post-OA, mm Hg, mediana (RIQ)	97 (86-110)
Zona de posición de REBOA	Zona 1, n (%)	13
	Zona 1 + Zona 3, n (%)	4
	Tiempo de Oclusión, min, median (IQR)	41 (30 - 60)
Procedimientos quirúrgicos adicionales	Laparotomía, n (%)	4
	Control de Daños Torácico, n (%)	12
	Control de Daños Abdominal, n (%)	3
Mortalidad	Intraoperatoria, n (%)	2
	72 h, n (%)	4
	Intrahospitalaria, n (%)	5
Estancia hospitalaria	UCI, días, mediana (RIQ)	10 (6 - 20)
	Hospitalaria, días, mediana (RIQ)	18 (11 - 25)

OA: Oclusión aortica, UCI: Unidad de Cuidados Intensivos, RIQ: Rango intercuartil

Dado a esta experiencia, el grupo de Cirugía de Trauma y Emergencias ha propuesto incluir al REBOA en el manejo del trauma torácico, inclusive en caso de lesiones vasculares . A pesar del paradigma de que el REBOA debería estar contraindicado en el manejo de este tipo de heridas . Nosotros somos pioneros en demostrar su factibilidad, efectividad y seguridad del REBOA en el manejo de este tipo de pacientes que corrobora los resultados de estudios de modelos en animales ,. A continuación, se presenta el abordaje de las lesiones del opérculo torácico atraves del REBOA y el manejo definitivo de la lesion vascular.

Abordaje inicial

En el abordaje inicial del paciente se debe realizar una estabilización rápida y efectiva de acuerdo con las guías del manual de soporte vital avanzado en trauma (Advanced Trauma Life Support - ATLS) ® implementando la estrategia ABCDE. La resucitación de control de daños debe ser implementada con posterior realización de radiografía de tórax y de ecografía focalizada en trauma extendida (Focused Assessment Sonography in Trauma - E-FAST). La elección entre la exploración quirúrgica inmediata o la realización de imágenes diagnósticas de extensión dependerá del estado hemodinámico del paciente. Si el paciente está hemodinámicamente estable o con respuesta hemodinámica transitoria, una tomografía axial computarizada debe ser realizada con el fin de determinar la extensión de la herida vascular torácica y la asociación con cualquiera otra lesión significante. Sin embargo, los pacientes con inestabilidad hemodinámica (presión arterial sistólica sostenida ≤70 mm Hg) y/o asociación con sangrado externo activo, hemotórax masivo, taponamiento cardíaco y/o lesión quirúrgica cervical/toraco-abdominal deben ser operados de urgencia.

Manejo quirúrgico

Basados en nuestra experiencia proponemos un nuevo algoritmo de manejo para pacientes con heridas del opérculo torácico:

● PASO 1: Los esfuerzos se deben dirigir a la identificación de todas las lesiones que potencialmente comprometen la vida siguiendo el abordaje ABCD del ATLS (radiografía de tórax y E-FAST. Se deben colocar una línea arterial y una venosa para acceso intravenoso, monitoreo de la presión arterial e inicio de una agresiva resucitación de control de daños.

● PASO 2: En todos los pacientes hemodinámicamente inestables (presión arterial sistólica sostenida ≤70 mm Hg) o no respondedores a las maniobras de resucitación, la línea arterial debe ser reemplazada sobre la guía por un introductor para la colocación de REBOA en zona 1 el cual puede ser colocado en sala de urgencias o en salas de cirugía . El REBOA es una herramienta de resucitación importante que previene el colapso hemodinámico del paciente hemodinámicamente inestable politraumatizado mientras mantiene la perfusión coronaria y cerebral (Figura 1). Adicionalmente, se debe activar el protocolo institucional de transfusión masiva. Si el paciente se encuentra hemodinámicamente estable o responde transitoriamente, se debe realizar una tomografía axial computarizada con el fin de determinar la extensión de la herida y la presencia de lesiones asociadas. Según los hallazgos imagenológicos se determina el manejo del paciente, ya sea conservador, quirúrgico, endovascular y/o combinado.

Figura 1

Redistribución del flujo sanguíneo con la colocación de REBOA en zona 1. A. Herida vascular sobre la arteria subclavia izquierda que ha generado hipoperfusión cerebral, cardiaca y sistémica por la hemorragia de alto gasto. B. La colocación del REBOA en zona 1 permite un aumento del flujo sanguíneo cerebral y cardiaco.

● PASO 3: Los pacientes que persisten hemodinámicamente inestables o no respondedores deben ser trasladados inmediatamente al quirófano para exploración torácica mediante una esternotomía mediana para un control directo de la fuente de sangrado. Se debe drenar el hematoma mediastinal o el hemotórax masivo y ante la sospecha de un taponamiento cardíaco se debe optar por una pericardiotomía con evacuación del hematoma pericárdico. Si la institución no cuenta con la disponibilidad de un REBOA para ser colocado previo a la apertura del tórax, recomendamos realizar el clampeo aórtico lo más pronto posible. Se debe abrir la pleura mediastinal izquierda, identificar la aorta torácica descendente por debajo de la emergencia de la arteria subclavia izquierda y clampear. Tan pronto como se realice este procedimiento, se debe identificar la localización y determinar la gravedad de la lesión del opérculo torácico según la clasificación de la Asociación Americana para la Cirugía de Trauma (American Association of the Surgery of Trauma - AAST) (Tabla 3).

Tabla 3

Clasificación de la AAST para las Lesiones Vasculares Torácicas

Grado*	Descripción
I	Arteria/Vena intercostal
	Arteria/Vena mamaria interna
	Arteria/Vena bronquial
	Arteria/Vena esofágica
	Vena hemiácigos
II	Vena ácigos
	Vena yugular interna
	Vena subclavia
	Vena innominada
III	Arteria Carótida
	Arteria Innominada
	Arteria Subclavia
IV	Aorta torácica descendente
	Vena cava inferior descendente (intratorácica)
	Arteria pulmonar, ramas intraparenquimales principales
	Vena pulmonar, ramas intraparenquimales principales
V	Aorta torácica, aorta ascendente y arco aórtico
	Vena cava superior
	Arteria Pulmonar, tronco pulmonar
	Vena Pulmonar, tronco pulmonar
VI	Transección total no contenida de la aorta torácica o del hilio pulmonar.

*Incremente un grado para lesiones grado III múltiples o lesiones grado IV que comprometen más del 50% de la circunferencia y disminuya un grado para las lesiones grado IV que comprometen menos del 25% de la circunferencia.

● PASO 4:

○AAST Grado I/II: Se debe obtener un control proximal y distal del vaso lesionado. Estos vasos pueden ser manejados con ligadura o reparo primario con prolene vascular 3-0. Para el abordaje de las lesiones Grado I se prefiere una toracotomía antero-lateral derecha o izquierda según el lado de la lesión. Los vasos intercostales pueden ser controlados directamente con puntos simples transfixiantes que abarquen la costilla involucrada proximal y distalmente. Las lesiones Grado II requieren de una esternotomía mediana con extensión cervical o supra-clavicular derecha o izquierda para lograr el adecuado acceso al vaso lesionado. Para lograr control del sangrado en heridas de la vena subclavia izquierda proximal se requiere de una desinserción del músculo esternocleidomastoideo y/o omohioideo en su inserción clavicular. Igualmente, para acceder al origen de la vena ácigos se puede utilizar la misma incisión, pero en sus otras porciones se requiere de una toracotomía antero-lateral derecha. Si no se puede realizar un reparo primario de las lesiones se recomienda la ligadura del vaso.

○ AAST Grado III: Estas lesiones requieren de un control proximal y distal mediante una esternotomía mediana con extensión cervical o supra-clavicular derecha o izquierda. Si el paciente persiste hemodinámicamente inestable se deben implementar los principios de la cirugía de control de daños con la colocación de un shunt vascular requiriendo de un bypass cardiopulmonar. Por el contrario, si el paciente se encuentra hemodinámicamente estable, se debe optar por un reparo primario; en el caso que este no sea posible, se debe realizar un injerto de material autólogo o sintético.

Arterias Carótidas: Las lesiones a la porción proximal de las arterias carótidas requieren una esternotomía mediana con extensión cervical y las lesiones en la porción intermedia y distal requieren una incisión cervical (Figura 2).

Figura 2

Manejo del Trauma de la Arteria Carótida Izquierda. A. Lesión de la Arteria Carótida Izquierda en su porción proximal. B. Lesión de la Arteria Carótida Izquierda en su porción proximal con REBOA en zona 1 C. El abordaje quirúrgico para este tipo de herida debe ser a través de una esternotomía mediana con cervicotomía izquierda.

Arterias Subclavias: Las lesiones de los vasos subclavios ubicados en la porción post-escalénica deben ser accedidos mediante una incisión supra e infra-clavicular sin requerir fractura de la clavícula ni esternotomía mediana. El control distal de las arterias subclavias puede realizarse mediante una extensión infraclavicular en el surco deltopectoral (Figura 3). La arteria subclavia izquierda requiere de mayor disección dado a que su localización es profunda, encontrándose entre 5 a 7 cm desde la piel (Figura 4).

Figura 3

Manejo del Trauma de la Arteria Subclavia Derecha en su porción proximal. A. Lesión de la Arteria Subclavia Derecha en su porción proximal. B. Lesión de la Arteria Subclavia Derecha en su porción proximal con REBOA en zona 1. C. El abordaje quirúrgico para esta herida debe ser a través de una Esternotomía Mediana con Extensión Supraclavicular

Figura 4

Manejo del Trauma de la Arteria Subclavia Izquierda en su porción proximal. A. Lesión de la Arteria Subclavia Izquierda en su porción proximal B. Lesión de la Arteria Subclavia Izquierda en su porción proximal con REBOA en zona 1 C. El abordaje quirúrgico para esta herida debe ser a través de Esternotomía Mediana con Extensión Supraclavicular

Arteria Innominada/Tronco Braquiocefálico: El abordaje es mediante una esternotomía mediana con extensión cervical derecha (Figura 5).

Figura 5

Manejo del Trauma del Tronco Braquiocefálico. A. Lesión del Tronco Braquiocefálico B. Lesión del Tronco Braquiocefálico con REBOA en zona 1 C. El abordaje quirúrgico para esta herida debe ser a través de Esternotomía Mediana con Extensión Cervical

○ AAST Grado IV/V/VI: Estas heridas tienen una alta mortalidad en la escena del trauma, y los pocos pacientes que llegan al quirófano generalmente se asocian a heridas por arma blanca sobre el mediastino superior. La mayoría de los casos presentan un gran hematoma mediastinal contenido como hallazgo quirúrgico común. Este tipo de lesiones requieren un abordaje manejo multidisciplinario que involucre cirugía trauma, cirugía cardiovascular (un porcentaje alto ameritan circulación extracorpórea) y radiología intervencionista o cirugía vascular periférica (para manejo endovascular o hibrido). Si el paciente recupera la estabilidad hemodinámica se puede realizar un reparo (abierto, endovascular o combinado) según los hallazgos en las imágenes diagnosticas (angiografía). Desafortunadamente, la mayoría de estos pacientes persisten hemodinámicamente inestables y requieren de una cirugía de control de daños con consulta intraquirúrgica al servicio de cirugía cardiovascular (ya que se puede necesitar de un bypass cardiopulmonar) para un reparo abierto o combinado hibrido.

Arterias Pulmonares: La porción intra-pericardica se aborda preferiblemente mediante una esternotomía mediana donde las ramas principales y proximales izquierdas son expuestas con una disección mínima. Sin embargo, para acceder a la porción intra-pericardica de la arteria pulmonar izquierda se requiere de mayor disección entre la vena cava superior y la aorta ascendente. En la mayoría de las lesiones se puede realizar un reparo primario con prolene 3-0; pero, en caso de no ser posible se debe de considerar una neumonectomía reconociendo la alta mortalidad de este procedimiento (Figura 6).

Figura 6

Manejo del Trauma Vascular de la Arteria Pulmonar. A. Lesión de la Arteria Pulmonar en su porción proximal B. Lesión de la Arteria Pulmonar en su porción proximal con REBOA en zona 1 C. El abordaje quirúrgico para esta herida debe ser mediante una Esternotomía Mediana

Aorta Descendente: Estas lesiones requieren un control vascular rápido mediante presión digital directa y la realización temporal de dos suturas paralelas (a cada lado de la lesión) que serán cruzadas y le permitirán al cirujano una adecuada visualización de la herida. Si el reparo primario no es suficiente se debe considerar la colocación de un endostent (Figura 7).

Figura 7

Manejo del Trauma de la Aorta Descendente. A. Lesión de la Aorta Descendente B. Lesión de la Aorta Descendente con REBOA en zona 1 C. El abordaje quirúrgico para esta herida debe ser mediante una Esternotomía Mediana. D. Suturas paralelas cruzadas E. Reparo primario con REBOA en zona 1 F. Reparo primario con colocación de Endostent

Arco Aórtico: El acceso a estas lesiones requieren de la ligadura de la vena innominada izquierda y resección del remanente tímico previniendo lesiones iatrogénicas al nervio vago. Igualmente, estas lesiones requieren un control vascular rápido mediante presión digital directa y la realización temporal de dos suturas paralelas (a cada lado de la lesión) que serán cruzadas y le permitirán al cirujano una adecuada visualización de la herida (Figura 8).

Figura 8

Manejo del Trauma del Arco Aórtico. A. Lesión Arco Aórtico B. Lesión Arco Aórtico con REBOA en zona 1 C. Esternotomía Mediana. D. Suturas Paralelas cruzadas E. Reparo primario de la herida

Hilio Pulmonar: El acceso es mediante una esternotomía mediana para control proximal de la lesión con una pinza vascular Satinsky y posterior ligadura del hilio (Figura 9).

Figura 9

Manejo del Trauma del Hilio Pulmonar. A. Lesión del Hilio Pulmonar. B. Clampeo del hilio pulmonar con REBOA en zona 1. C. Ligadura del hilio pulmonar.

● PASO 5: Una vez controlado el sangrado y realizado maniobras de reparo temporal o definitivo, se recomienda realizar un empaquetamiento del mediastino con la colocación de un sistema de presión negativo sobre la herida mediastinal dejando la esternotomía mediana abierta. Se debe trasladas al paciente a la unidad de cuidados intensivos para continuar con la reanimación y corrección del rombo de la muerte.

● PASO 6: Entre 6 a 24 horas después del procedimiento quirúrgico (idealmente 6 horas en los pacientes que requirieron cirugía de control de daños con un shunt temporal) los pacientes deben ser trasladados nuevamente al quirófano para reconstrucción definitiva, lavado mediastinal y cierre esternal.

Con base en las anteriores consideraciones hemos realizado un algoritmo de manejo quirúrgico que ilustra los pasos a seguir en el abordaje de los pacientes con lesiones del opérculo torácico según la clasificación de la AAST (Figura 10).

Figura 10

Algoritmo de manejo quirúrgico para las lesiones del opérculo torácico

Discusión

Un estudio que recopila la experiencia obtenida durante 23 años con un total de 950 pacientes que requirieron toracotomía de resucitación reportó una tasa de supervivencia general del 4% . Rhee y colaboradores realizaron un estudio multicéntrico en el cual incluyeron un total de 4,620 pacientes que requirieron toracotomía de resucitación; determinaron que el mecanismo de trauma, la localización de la lesión y la presencia de signos vitales al ingreso son factores potencialmente asociados a buenos desenlaces clínicos. Además, reportaron que los pacientes que ingresaron con signos vitales a la sala de urgencias tuvieron una tasa de supervivencia del 12%, mientras que en aquellos con ausencia de signos vitales era del 1.2% . en una reciente revisión sistemática se describió que la tasa de supervivencia de los pacientes con signos vitales al ingreso alcanzaba el 21% . En nuestra experiencia hemos alcanzado tasas de supervivencia del 71% con la implementación simultanea de esternotomía mediana y REBOA en zona 1 como métodos quirúrgicos sustitutos a la toracotomía de resucitación. Sostenemos que la mejoría en la tasa de supervivencia informada en nuestros datos es multifactorial e incluye el hecho que ambos procedimientos son realizados tan pronto llega el paciente al servicio de urgencias previo aque el paciente entre en paro cardiorrespiratorio y por dos equipos quirúrgicos independientes y simultáneos . Por esta razón se debe implementar el clampeo aórtico endovascular o abierto en el manejo inicial de los pacientes politraumatizados hemodinámicamente inestables .

Parra-Sánchez y colaboradores agregaron el concepto prehospitalario de “recoger y correr” para el manejo de los pacientes con trauma torácico hemodinamicámente inestable para asegurar que llegaran con vida hasta el centro hospitalario . O’connor y Scalea presentaron una serie de 36 pacientes con trauma torácico penetrante asociado lesión de los grandes vasos, en el cual el 75% de los pacientes que ingresaron hemodinámicamente inestables fueron manejados a través de esternotomía mediana. Los autores reconocieron que la esternotomía mediana permite una vía de rápido acceso para los grandes vasos torácicos, el corazón, el espacio pleural y el hilio pulmonar . Sin embargo, la esternotomía mediana tiene sus propias limitantes, como la disponibilidad de todas las herramientas quirúrgicas y la experticia del cirujano tratante. Por esta razón, en los últimos años el concepto de la toracotomía antero-lateral ha ganado la atención y la preferencia de los cirujanos. No obstante, a pesar de ser un procedimiento fácil cuenta igualmente con desventajas como el riesgo de lesión del cirujano y de contaminación biológica para el equipo quirúrgico. Nuestra recomendación general para el abordaje de la mayoría de los pacientes con lesiones del opérculo torácico es una esternotomía mediana.

Conclusión

La esternotomía mediana de resucitación de manera temprana junto con la colocación de un REBOA en zona 1 en pacientes hemodinámicamente inestables con lesión vascular torácica central mejora la supervivencia por la rápida estabilización de la presión aortica central y ser un puente para el control de la hemorragia.

1) Why was this study conducted?

Thoracic trauma with the involvement of the great vessels is a surgical challenge due to the complex and restricted anatomy of these structures and its association with adjacent organ damage. The aim of this article is to delineate the experience obtained in the surgical management of thoracic vascular injuries via the creation of a practical algorithm that includes basic principles of damage control surgery.

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

Early application of a resuscitative median sternotomy together with a zone 1 resuscitative endovascular balloon occlusion of the aorta (REBOA) in hemodynamically unstable patients with thoracic outlet vascular injuries improves survival by providing rapid stabilization of central aortic pressure and serving as a bridge to hemorrhage control. Damage control surgery principles should also be implemented when indicated followed by definitive repair once the correction of the lethal diamond has been achieved.

3) What do these results contribute?

We have developed an easy to follow six-step management algorithm that clearly illustrates the surgical care of patients with thoracic outlet vascular injuries.

1) ¿Por qué se realizó este estudio?

El trauma torácico penetrante con compromiso de los grandes vasos es un problema quirúrgico dado a su severidad y la asociación con lesiones a órganos adyacentes. El objetivo de este artículo es presentar la experiencia en el manejo quirúrgico de las lesiones del opérculo torácico con la creación de un algoritmo de manejo quirúrgico

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

Los pacientes con heridas precordiales penetrantes se les debe realizar un ultrasonido torácico como componente integral de la evaluación inicial. Aquellos que presenten un ultrasonido torácico positivo y se encuentren hemodinámicamente estables se les debe realizar una ventana pericárdica con posterior lavado. Los pacientes hemodinámicamente inestables requieren de una cirugía de control de daños para un adecuado y oportuno control del sangrado.

3¿Qué aportan estos resultados?

Se plantea un algoritmo que ilustra en cinco pasos el manejo quirúrgico de los pacientes con heridas precordiales penetrantes .