Impact of the First Wave of the COVID-19 Pandemic on Cardiovascular Surgery in Brazil: Analysis of a Tertiary Reference Center.

Introdução

A nova infecção respiratória viral causada pela doença de coronavírus 2019 (COVID-19), inicialmente conhecida como 2019-nCoV, surgiu no final de dezembro de 2019 em Wuhan, China, e rapidamente se espalhou pela Ásia, Europa e EUA, caracterizando uma situação de pandemia.[1] Em maio de 2020, a Organização Mundial da Saúde declarou o Brasil um novo epicentro da pandemia de coronavírus.

Com os níveis alarmantes de disseminação e gravidade da COVID-19, grandes interrupções nos serviços hospitalares de rotina ocorreram à medida que os hospitais se ajustavam com a finalidade de aumentar a capacidade de atendimento aos pacientes com SARS-CoV-2.[2] Nesse contexto, foram adiadas as cirurgias eletivas com a finalidade de otimizar recursos de saúde e questões de pessoal e de proteger os pacientes da transmissão viral hospitalar.[3]

Embora tenham sido observadas redução do volume cirúrgico e maiores taxas de mortalidade em pacientes operados durante a primeira onda do período pandêmico, ainda não tem sido completamente documentado e compreendido o impacto causado pela pandemia de COVID-19, especificamente na cirurgia cardiovascular.[4] Com o objetivo de esclarecer essas questões e embasar ações futuras para a retomada das unidades de cirurgia cardiovascular, foi realizada uma análise retrospectiva dos dados cirúrgicos em um centro de referência de grande volume de cirurgia cardiovascular no Brasil, o epicentro da pandemia COVID-19 na América Latina.

Pacientes e Métodos

No presente estudo retrospectivo, foi utilizado o banco de dados institucional para revisar todos os pacientes submetidos à cirurgia cardiovascular em 2019 e 2020. Foram comparados os desfechos de dois períodos: o período de 1º de março a 31 de julho de 2019 e o outro de 1º de março a 31 de julho de 2020, este segundo incluindo o estágio inicial e o pico da primeira onda da pandemia COVID-19 no Brasil. O presente estudo foi aprovado pelo conselho institucional sob número 4.487.975 em 4 de janeiro de 2021.

Os pacientes incluídos neste estudo foram submetidos à cirurgia cardiovascular maior para adultos ou cirurgia cardíaca congênita e foram categorizados em três estados pré-operatórios: cirurgia eletiva, urgente e de emergência, de acordo com a definição de EuroSCORE II.[5] Foram excluídos da presente análise pacientes submetidos a transplante cardíaco ou procedimentos de resgate.

Os desfechos primários foram o volume geral de cirurgia cardiovascular e a mortalidade hospitalar, comparando os dois períodos selecionados e os diferentes meses do começo de 2020. A mortalidade hospitalar incluiu pacientes que foram a óbito num período de 30 dias após operação e aqueles que foram a óbito mais tarde durante o período de hospitalização.

Análise estatística

As variáveis categóricas foram expressas como frequências e porcentagens e comparadas pelo teste qui-quadrado de Pearson ou teste exato de Fisher entre os períodos. Foi considerado estatisticamente significativo α bilateral inferior a 0,05. Todas as análises estatísticas foram realizadas com SPSS, versão 25.0.

Resultados

De 1º de janeiro a 31 de outubro de 2020, 1.056 pacientes foram submetidos à cirurgia cardiovascular em nosso instituto. Com o avanço da pandemia no início de 2020, houve redução no número de cirurgias a partir de março, com retomada a partir de julho. Em janeiro de 2020, foram realizadas 218 cirurgias cardiovasculares e, no auge da pandemia, em maio, apenas 47 cirurgias cardiovasculares foram realizadas. Em outubro, o volume cirúrgico voltou a 122 procedimentos cardiovasculares. A mortalidade hospitalar pós-operatória global também mudou significativamente, de 7,8% em janeiro para 23,4% em maio, e voltou a 6,6% em outubro de 2020 ( Figura 1 , Painel A).

Figura 1

Painel A: Impacto da primeira onda do período pandêmico com redução do volume de cirurgia cardiovascular e aumento da mortalidade hospitalar pós-operatória em 2020. Painel B: Volume de cirurgia cardiovascular e mortalidade hospitalar, comparando março a julho de 2019 e 2020 (período pandêmico).

Comparando o período pandêmico (março a julho) de 2020 com o mesmo período (março a julho) de 2019, houve uma redução de 65,8% (de 1.085 para 371, em 2019 e 2020, respectivamente) no número total de cirurgias cardiovasculares realizadas. Em março de 2020 (período inicial da pandemia), a redução no volume de cirurgias cardiovasculares foi de 24,4% e, em maio de 2020 (pico pandêmico), foi de 80,0%. A mortalidade hospitalar pós-operatória teve uma correlação inversa, com um aumento significativo de 5,5% (março a julho de 2019) para 13,7% (março a julho de 2020), p < 0,001. Em maio de 2019, a mortalidade hospitalar pós-operatória foi de 4,3% e, em maio de 2020 (pico pandêmico), foi de 23,4% (p < 0,001) ( Figura 1 , Painel B).

A condição pré-operatória também mudou durante o período pandêmico. Em 2019, cerca de dois terços (66,4%) dos procedimentos de cirurgia cardiovascular eram eletivos. Durante o período pandêmico, houve inversão e cerca de dois terços (65,2%) dos procedimentos cirúrgicos foram de urgência ou de emergência. No pico da pandemia (maio de 2020), os procedimentos de urgência ou emergência representaram 85,1% do total de cirurgias cardiovasculares, com redução de 95,5% nos procedimentos eletivos. No entanto, ambas as condições cirúrgicas diminuíram durante o período pandêmico. Os procedimentos eletivos diminuíram 82,1% e os procedimentos de urgência ou emergência diminuíram 33,7% ( Material Suplementar, Tabela S1 ). Com o aumento da proporção de procedimentos de urgência e de emergência no período pandêmico, em relação ao mesmo período de 2019, também houve aumento do risco cirúrgico (EuroSCORE II) de 2,02 para 7,82 entre os pacientes submetidos à cirurgia de revascularização do miocárdio; de 3,04 para 9,22 entre os pacientes submetidos à cirurgia valvar e de 2,90 a 9,70 entre os pacientes submetidos à cirurgia combinada de revascularização miocárdica e da valva aórtica.

A análise específica das cirurgias cardiovasculares mais realizadas, durante o período pandêmico, confirmou uma redução média de 70% no volume cirúrgico, independentemente do tipo de cirurgia cardíaca. No entanto, o aumento da mortalidade hospitalar foi diferente a depender do tipo de procedimento realizado. Entre as cirurgias por doenças cardíacas adquiridas (cirurgia de revascularização do miocárdio, cirurgia valvar e cirurgia aórtica), a mortalidade hospitalar observada foi significativamente maior. No entanto, em relação às cirurgias cardíacas congênitas, não foi significativo o aumento da mortalidade hospitalar observada ( Material Suplementar, Tabela S2 ).

Levando em consideração apenas o período pandêmico (março a julho de 2020), 39/357 (10,9%) pacientes apresentaram COVID-19 pós-operatória, da maneira seguinte: 13/99 (13,1%) entre os pacientes submetidos à revascularização do miocárdio, 14/79 (17,7%) entre os submetidos à cirurgia valvar, 8/48 (16,7%) entre os submetidos à cirurgia aórtica e 2/113 (1,8%) entre os submetidos a cirurgias cardíacas congênitas. Os pacientes que tiveram COVID-19 tiveram mortalidade hospitalar significativamente maior do que aqueles que não tiveram (35,9% versus 11,6%, p < 0,001). Porém, mesmo aqueles que não tiveram COVID-19 ainda apresentaram mortalidade hospitalar maior, quando comparada ao mesmo período de 2019 (11,6% versus 5,3%, p < 0,001) ( Tabela 1 ).

Tabela 1

Mortalidade hospitalar de pacientes com e sem COVID-19, em procedimentos de cirurgia cardiovascular frequentemente realizados, durante o pico do período pandêmico (março a julho) de 2020n (%)

Cirurgia	Total Março a julho 2020		Com COVID-19		Sem COVID-19		Total Março a julho 2019		Com versus sem COVID-19 (2020)	2019 versus sem COVID-19 (2020)
	Volume	Mortalidade	Volume	Mortalidade	Volume	Mortalidade	Volume	Mortalidade	p	p
	n	n (%)	n	n (%)	n	n (%)	n	n (%)
CRM	99	13 (13,1%)	13	5 (38,5%)	86	8 (9,3%)	325	9 (2,8%)			0,013(2)	0,013(2)
Valvar	79	9 (11,4%)	14	3 (21,4%)	65	6 (9,2%)	318	12 (3,8%)	0,194(2)	0,098(2)
CRM + Valvar	18	6 (33,3%)	2	2 (100%)	16	4 (25,0%)	37	4 (10,8%)	0,098(2)	0,224(2)
Aórtica	48	13 (27,1%)	8	2 (25,0%)	40	11 (27,5%)	111	12 (10,8%)	1,000(2)	0,012(1)
Congênita	113	10 (8,8%)	2	2 (100%)	111	8 (7,2%)	271	19 (7,0%)	0,007(2)	0,946(1)
Total	357	51 (14,3%)	39	14 (35,9%)	318	37 (11,6%)	1062	56 (5,3%)	<0,001(1)	<0,001(1)

CRM: cirurgia de revascularização do miocárdio. (1) Teste qui-quadrado de Pearson (2) Teste exato de Fisher

Discussão

A análise retrospectiva de um banco de dados nacional representativo de um centro de alto volume no Brasil mostrou redução no volume geral de cirurgias cardiovasculares, com aumento nas taxas de procedimentos de urgência ou emergência, bem como aumento significativo na mortalidade hospitalar pós-operatória durante a primeira onda do período pandêmico de COVID-19.

A prática cirúrgica foi significativamente impactada em todas as especialidades ao redor do mundo durante o período pandêmico. Isso foi devido às medidas que o sistema de saúde, por necessidade, adaptou para atender o aumento da demanda de pacientes com SARS-Cov-2.[3 , 6]

Com a propagação da pandemia e as grandes interrupções nas rotinas hospitalares, houve um aumento na mortalidade observada em procedimentos de cirurgia cardiovascular. COVIDSurg collaborative, uma coorte multicêntrica de cirurgias, incluiu 50 pacientes submetidos à cirurgia cardíaca e a mortalidade em 30 dias foi de 34%, entre os pacientes que tiveram infecção perioperatória por SARS-CoV-2.[4] No período pandêmico, observamos mortalidade hospitalar de 13,7%, sendo de 35,9% entre os pacientes que tiveram COVID-19 pós-operatória. Embora tenha ocorrido um aumento da proporção de procedimentos de urgência e emergência e aumento do EuroSCORE II durante o período pandêmico, a mortalidade observada ainda foi superior à esperada. Este aumento na mortalidade observada no pós-operatório pode estar associada diretamente à infecção por SARS-CoV-2 e indiretamente devido ao cenário geral de interrupções hospitalares.[4]

Em relação à cirurgia cardíaca congênita, não houve diferenç significativa na mortalidade hospitalar entre os dois períodos (7,0% versus 8,8%). Existem dois motivos que podem justificar esta diferença. Os fluxos hospitalares de cirurgia cardíaca congênita já eram anteriormente separados e permaneceram mais isolados durante a pandemia. Outro fator é que, embora as crianças tenham a mesma probabilidade de serem infectadas pelo SARS-CoV-2, assim como os adultos, elas apresentam menos sintomas e doença menos grave.[7 , 8]

À medida que a pandemia de COVID-19 diminui, muitas instituições passaram a estudar estratégias adequadas para reiniciar a cirurgia cardiovascular de rotina e reavaliar a lista de espera para minimizar a mortalidade durante o período de espera. Todas as recomendações das autoridades de saúde pública em relação à contenção de COVID-19 devem continuar a ser seguidas a fim de minimizar a propagação da doença, garantir a segurança dos pacientes e proteger os profissionais de saúde.[9 , 10] Os pacientes que estão aguardando cirurgia cardíaca eletiva precisam ser gerenciados de forma proativa, dando prioridade àqueles com anatomia de alto risco ou àqueles cujo estado clínico está se deteriorando.[3 , 4] Com aprendizado contínuo, troca de informações, dados coletados e resultados conhecidos, podemos implementar uma estrutura de prevenção de incidentes que permite a criação colaborativa de medidas de qualidade e segurança para a próxima etapa de retomada da cirurgia cardiovascular, minimizando problemas durante outra onda de infecção.

*Material suplementar

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Introduction

The novel viral respiratory infection caused by coronavirus disease 2019 (COVID-19), initially known as 2019-nCoV, emerged in late December 2019 in Wuhan, China and quickly spread throughout Asia, Europe, and USA, characterizing the situation as a pandemic.[1] In May 2020, the World Health Organization declared Brazil a new epicenter of the coronavirus pandemic.

With the alarming levels of spread and severity of COVID-19, major disruptions in routine hospital services have occurred, as hospitals adjust in order to increase the capacity to care for patients with SARS-CoV-2.[2] In this context, elective surgeries were postponed in order to optimize health resources and staffing issues and to protect patients from in-hospital viral transmission.[3]

Although surgical volume reduction and higher mortality rates have been observed in patients operated on during the first wave of the pandemic period, the impact caused by the COVID-19 pandemic, specifically in cardiovascular surgery, has not yet been fully documented and understood.[4] Aiming to clarify these questions and to create grounding for future actions of resuming cardiovascular surgery units, a retrospective analysis of surgical data was conducted in a high-volume referral center for cardiovascular surgery in Brazil, the epicenter of the COVID-19 pandemic in Latin America.

Patients and Methods

In this retrospective study, the institutional database was used to review all patients who had undergone cardiovascular surgery in 2019 and 2020. The outcomes of two periods were compared, one period from 1 March to 31 July 2019 and the other from 1 March to 31 July 2020, which includes the early stage and the first wave peak of the COVID-19 pandemic in Brazil. This study was approved by the institutional review board under number 4.487.975 on 4 January 2021.

Patients included in this study underwent major adult cardiovascular surgery or congenital heart surgery, and they were categorized into three preoperative states: elective, urgent, and emergency surgery, according to the EuroSCORE II definition.5 Patients undergoing heart transplantation or salvage procedures were excluded from this analysis.

The primary endpoints were overall cardiovascular surgery volume and in-hospital mortality, comparing the two selected periods and the different months of early 2020. In-hospital mortality included patients who died within 30 days of operation and those who died later during the same hospitalization period.

Statistical analysis

Categorical variables were expressed as frequencies and percentages and compared by Pearson’s chi-square test or Fisher’s exact test between periods. A two-sided α of less than 0.05 was considered statistically significant. All statistical analyses were performed with SPSS, version 25.0.

Results

From 1 January to 31 October 2020, 1,056 patients underwent cardiovascular surgery at our institute. With the advance of the pandemic in early 2020, there was a reduction in the number of surgeries starting in March, with recovery starting in July. In January 2020, 218 cardiovascular surgeries were performed, and at the peak of the pandemic, in May, only 47 cardiovascular surgeries were performed. In October, the surgical volume returned to 122 cardiovascular procedures. The overall postoperative in-hospital mortality also changed significantly, from 7.8% in January to 23.4% in May, and it returned to 6.6%, in October 2020 ( Figure 1 , Panel A).

Figure 1

Panel A: Impact of the first wave of pandemic period with reduced cardiovascular surgery volume and increased postoperative in-hospital mortality in 2020. Panel B: Cardiovascular surgery volume and in-hospital mortality, comparing March to July of 2019 and 2020 (pandemic period).

Comparing the pandemic period (March to July) of 2020 with the same period (March to July) of 2019, there was a 65.8% reduction (from 1,085 to 371, in 2019 and 2020, respectively) in the total number of cardiovascular surgeries performed. In March 2020 (early pandemic period), the reduction in cardiovascular surgery volume was 24.4%, and, in May 2020 (pandemic peak), it was 80.0%. Postoperative in-hospital mortality had an inverse correlation with a significant increase from 5.5% (March to July 2019) to 13.7% (March to July 2020), p < 0.001. In May 2019, postoperative in-hospital mortality was 4.3%, and in May 2020 (pandemic peak), it was 23.4% (p < 0.001) ( Figure 1 , Panel B).

Preoperative status also changed during the pandemic period. In 2019, about two thirds (66.4%) of cardiovascular surgery procedures were elective. During the pandemic period, there was an inversion, with about two thirds (65.2%) of surgical procedures being urgent or emergency. In the pandemic peak (May 2020), the urgent/emergency procedures represented 85.1% of total cardiovascular surgeries, with a 95.5% reduction in elective procedures. However, both surgical statuses decreased during the pandemic period. Elective procedures decreased 82.1%, and urgent/emergency procedures decreased 33.7% ( Supplemental Material, Table S1 ). With the increase in the proportion of urgent and emergency procedures in the pandemic period, compared to the same period in 2019, there was also an increase in surgical risk (EuroSCORE II) from 2.02 to 7.82 among patients undergoing coronary artery bypass graft, from 3.04 to 9.22 among patients undergoing valve surgery, and from 2.90 to 9.70 among patients undergoing combined coronary and valve surgery.

Specific analysis of the most commonly performed cardiovascular surgeries, during the pandemic period, confirmed an average reduction of 70% in the surgical volume, regardless of the type of heart procedures. However, the increase in in-hospital mortality was different depending on the type of procedure performed. Among surgeries for acquired heart diseases (coronary artery bypass graft, valve surgery, and aortic surgery), observed in-hospital mortality was significantly higher. However, in congenital heart surgeries, the increase in observed in-hospital mortality was not significant ( Supplemental Material, Table S2 ).

Considering only the pandemic period (March to July 2020), 39/357 (10.9%) patients had postoperative COVID-19, distributed as follows: 13/99 (13.1%) among patients undergoing coronary artery bypass graft, 14/79 (17.7%) among those undergoing valve surgery, 8/48 (16.7%) among those undergoing aortic surgery, and 2/113 (1.8%) among those undergoing congenital heart surgeries. The patients who had COVID-19 had significantly higher in-hospital mortality than those who did not (35.9% versus 11.6%, p < 0.001). However, even those who did not have COVID-19 still had higher in-hospital mortality when compared to the same period in 2019 (11.6% versus 5.3%, p < 0.001) ( Table 1 ).

Table 1

In-hospital mortality of patients with and without COVID-19, in commonly performed cardiovascular surgery procedures, during the pandemic period peak (March to July) of 2020.

Surgery	Total March to July 2020		With COVID-19		Without COVID-19		Total March to July 2019		With versus without COVID-19 (2020)	2019 versus without COVID-19 (2020)
	Volume	Mortality	Volume	Mortality	Volume	Mortality	Volume	Mortality	p	p
	n	n (%)	n	n (%)	n	n (%)	n	n (%)
CRM	99	13 (13,1%)	13	5 (38,5%)	86	8 (9,3%)	325	9 (2,8%)			0,013(2)	0,013(2)
Valve	79	9 (11,4%)	14	3 (21,4%)	65	6 (9,2%)	318	12 (3,8%)	0,194(2)	0,098(2)
CRM + Valve	18	6 (33,3%)	2	2 (100%)	16	4 (25,0%)	37	4 (10,8%)	0,098(2)	0,224(2)
Aortic	48	13 (27,1%)	8	2 (25,0%)	40	11 (27,5%)	111	12 (10,8%)	1,000(2)	0,012(1)
Congenital	113	10 (8,8%)	2	2 (100%)	111	8 (7,2%)	271	19 (7,0%)	0,007(2)	0,946(1)
Total	357	51 (14,3%)	39	14 (35,9%)	318	37 (11,6%)	1062	56 (5,3%)	<0,001(1)	<0,001(1)

CABG: coronary artery bypass graft. (1) Pearson’s chi-square test (2) Fisher’s exact test

Discussion

The retrospective analysis of a national representative database of a high-volume center in Brazil showed a reduction in the overall volume of cardiovascular surgery, with an increase in the rates of urgent or emergency procedures, as well as a significant increase in postoperative in-hospital mortality during the first wave of the COVID-19 pandemic period.

Surgical practice was significantly impacted in all specialties worldwide during the pandemic period. This was due to the adaptations the healthcare system necessarily underwent in order to attend increased demand of patients with SARS-Cov-2.[3 , 6]

With the pandemic spread and the major disruptions in hospital routines, there was an increase in observed mortality in cardiovascular surgery procedures. COVIDSurg collaborative, a multi-center cohort of surgeries, included 50 patients who underwent cardiac surgery, and 30-day mortality was 34%, among the patients who had perioperative SARS-CoV-2 infection.4 In the pandemic period, we observed in-hospital mortality of 13.7%, and it was 35.9% among patients who had postoperative COVID-19. Although during the pandemic period there was an increase in the proportion of urgent and emergency procedures and an increase in the EuroSCORE II, the observed mortality was still higher than the expected mortality. This increase in postoperative observed mortality could be associated directly with SARS-CoV-2 infection and indirectly due to the overall scenario of hospital disruptions.[4]

In congenital heart surgery, there was no significant difference in-hospital mortality between the two periods (7.0% versus 8.8%). Two reasons may explain this difference. In-hospital flows from congenital heart surgery were already separated, and they remained more isolated during the pandemic. Another factor is that, although children are just as likely as adults to become infected with SARS-CoV-2, they have fewer symptoms and less severe disease.[7 , 8]

As the pandemic COVID-19 decreases, many institutions are studying appropriate strategies to restart the routine cardiovascular surgery and reevaluate the waitlist to minimize mortality during the waiting period. All recommendations from public health authorities regarding COVID-19 containment must continue to be followed in order to minimize disease spread, ensure patient safety, and protect health care workers.[9 , 10] Patients awaiting elective cardiac surgery need to be proactively managed, reprioritizing those with high-risk anatomy or whose clinical status is deteriorating.[3 , 4] With continuous learning, information exchange, collected data, and known results, we can implement an incident prevention structure that allows the collaborative creation of quality and safety measures for the next step of resuming cardiovascular surgery, minimizing problems during another wave of infection.

* Supplemental Materials

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