1. alterações patológicas nas fístulas internas O estabelecimento de uma FAV no membro distal está associado a uma probabilidade de 20-50% de trombose ou má maturação. O método convencional para evitar este problema consiste em utilizar a ultrassonografia para examinar os vasos do membro e selecionar os vasos e locais adequados. Em geral, o crescimento do fluxo sanguíneo após o estabelecimento da FAV depende de muitos factores, incluindo a geografia vascular, como o diâmetro e o comprimento dos vasos; a estrutura da rede vascular, como o número de ramos colaterais venosos e o número de vasos; a resistência do leito capilar e a estrutura da anastomose. Allon e Robbin estudaram a taxa de sucesso cirúrgico das fístulas endovasculares arteriovenosas de 1977 a 2002 e encontraram uma taxa de insucesso precoce de 25% e uma taxa média de sobrevivência original a um ano de 70%. O principal problema que afecta a função das fístulas endovasculares arteriovenosas é a estenose, que resulta da hiperplasia do endotélio. O mecanismo de proliferação divide-se em eventos a montante e a jusante. Os eventos a montante incluem a resposta das células endoteliais e das células musculares lisas a estímulos e lesões, enquanto os eventos a jusante incluem o movimento de moléculas de adesão, quimiocinas e mediadores inflamatórios, a adesão de leucócitos e a migração de células musculares lisas causada pela resposta. Em doentes com uremia, a idade avançada e a diabetes, bem como a obesidade e as doenças cardiovasculares, podem levar a alterações ateroscleróticas na vasculatura, aumentando assim o risco de insucesso dos procedimentos de fístula arteriovenosa. allon et al. verificaram, através de um estudo de amostragem vascular em fístulas endovasculares falhadas, que a hiperplasia intimal ocorria logo após o procedimento da FAV. Quando a hemodinâmica intravascular actua sobre os receptores das células endoteliais e das células musculares lisas, a parede do vaso engrossa e, normalmente, quando o vaso é danificado, a artéria é remodelada e existem 2 tipos de remodelação, a remodelação benigna e a não benigna. Roca-Tey et al. verificaram que o principal local de estenose na FAV era a saída venosa, seguida do local da anastomose, medindo o fluxo sanguíneo em doentes com fístulas internas. Em contraste, Yong He et al. verificaram, através da imagiologia de uma fístula endovascular num doente em hemodiálise com ESRD desde o estabelecimento inicial, utilizando imagens de RMN, velocimetria, seguida de análise hidrodinâmica utilizando CFD, que a área do lúmen na extremidade venosa da FAV se expandiu gradualmente ao longo do tempo, enquanto a área venosa na anastomose não se alterou ou até diminuiu. As directrizes do KDOQI indicam que a FAV deve ser realizada em pelo menos 50% dos doentes, enquanto a percentagem de FAV deve situar-se na ordem dos 40%. Os critérios para avaliar a maturidade de uma fístula endovascular não são uniformes e existem atualmente dois tipos: um considera que o fluxo endovascular pode atingir um mínimo de 350-450 ml/min e que uma única sessão de diálise pode ser mantida durante 3-5 horas. O outro considera que se pode atingir um mínimo de 300 ml/min após 4 meses de estabelecimento da fístula e que se podem efetuar 8 sessões consecutivas de diálise eficazes. O aumento do fluxo sanguíneo após a criação de uma fístula endovascular está relacionado com a diferença de pressão e a resistência vascular total. Estatisticamente, verificou-se que, quando é estabelecida uma fístula interna, o fluxo na artéria flexural aumenta de uma média de 20 ml/min para um fluxo de 300 ml/min na fístula, se se tratar de uma anastomose cefálica arterial flexural. Embora se pensasse anteriormente que quanto menor fosse o diâmetro do vaso, menor seria a probabilidade de sucesso da fístula, verificou-se que as fístulas podem falhar mesmo quando o diâmetro da artéria é por vezes de 3 mm. Wong et al. verificaram que o sucesso da fístula estava relacionado com o fluxo da fístula no primeiro dia de pós-operatório, enquanto Dixon et al. sugeriram que a vasodilatação arteriovenosa e a possibilidade de um rápido aumento do fluxo sanguíneo eram factores-chave para determinar a maturação da fístula. Em contraste, Roy-Chaudhury et al. verificaram que a vasodilatação moderada era eficaz na inibição da extensão da hiperplasia endotelial e que mesmo uma hiperplasia endotelial menor poderia levar a estenose endovascular na ausência de vasodilatação. Tronc et al. verificaram que as células endoteliais perdiam as suas propriedades endoteliais quando estimuladas por alterações no fluxo sanguíneo, levando a uma diminuição da vasodilatação. Assim, a diastolicidade vascular, e não o diâmetro, é o fator determinante para o sucesso de uma fístula endovascular. Após três semanas do estabelecimento da fístula endovascular, verificou-se um aumento acentuado do fluxo de cisalhamento da artéria flexural, altura em que, embora ambos os diâmetros arteriovenosos tendessem a aumentar, a espessura da íntima-média da artéria radial tornou-se mais fina do que a da veia cefálica e a espessura da íntima-média da veia cefálica diminuiu em certa medida. Um ano após o estabelecimento da fístula, o diâmetro da veia cefálica continuava a aumentar, enquanto o diâmetro da artéria radial permanecia inalterado desde as três semanas; ao mesmo tempo, a espessura da parede da artéria radial continuava a aumentar, enquanto a espessura da parede da veia cefálica permanecia inalterada; e a espessura médio-intimal da artéria radial também tendia a aumentar, enquanto a espessura médio-intimal da veia cefálica permanecia inalterada. Também não houve alteração significativa nas forças de cisalhamento intra-arterial a partir de três semanas. Existem geralmente três tipos de falha de maturação endovascular: 1 falha de dilatação arterial, principalmente devido à calcificação endotelial arterial ou doença vascular periférica; 2 falha de dilatação venosa 3 hiperplasia intimal venosa acelerada, como baixo cisalhamento local após o estabelecimento da fístula endovascular induz hiperplasia intimal, bem como estenose venosa local, além disso, a lesão intimal venosa durante o procedimento também pode induzir estenose venosa, o que pode levar à hiperplasia intimal. Robbin et al. verificaram que 95% dos doentes eram capazes de satisfazer as suas necessidades de diálise quando o diâmetro interno da veia era superior a 10 px e o fluxo sanguíneo endovascular era superior a 500 ml/min, observando continuamente o diâmetro dos vasos dos doentes durante 2 meses após o estabelecimento das fístulas endovasculares. No entanto, estes parâmetros não continuam a aumentar com o tempo. A estenose venosa e a presença de veias colaterais são dois factores importantes que contribuem para o insucesso da FAV. Em contrapartida, a aplicação precoce de intervenções endovasculares pode salvar a FAV a tempo de a reabrir. 2) Alterações hidrodinâmicas na fístula endovascular Monica Sigovan et al. verificaram, através da observação de três doentes com fístulas endovasculares arteriovenosas estabelecidas, utilizando imagens digitais de RMN e um sistema de monitorização da velocidade durante 3 meses, que a força de cisalhamento média (WSS) tendia a diminuir progressivamente durante o período de observação, ao passo que a força de cisalhamento endovascular em doentes com anastomose endolateral não se alterou durante o período de observação. Em contraste, Sanjay Misra et al. utilizaram porcos para efetuar uma anastomose arteriovenosa intracarotídea com enxertos vasculares de PTFE, seguida de 14 dias de observação utilizando técnicas de ARM e RMN para medir o fluxo sanguíneo, as alterações da força de cisalhamento e o fluxo sanguíneo arteriovenoso contralateral e as alterações da força de cisalhamento, principalmente nos lados distal e proximal da artéria e da veia que saem da anastomose. Verificou-se que as forças de cisalhamento eram maiores na anastomose aos 14 dias, juntamente com a estenose e o aumento da velocidade do fluxo. O fluxo arteriovenoso distal à anastomose era menor do que o fluxo arterial no lado de controlo. Ruben Dammers et al. observaram com ultrassom os diâmetros arteriovenosos antes e após as fístulas em 16 pacientes com ESRD e calcularam as forças de cisalhamento e encontraram um aumento significativo do fluxo venoso cefálico no primeiro dia após o estabelecimento das fístulas internas, mas nenhuma mudança significativa no pico das forças de cisalhamento, sugerindo que o aumento do fluxo nesse momento estava relacionado à dilatação da própria veia. Após três semanas da fístula, houve um aumento significativo do fluxo de cisalhamento da artéria radial e, embora o diâmetro arteriovenoso tendesse a aumentar, a espessura da íntima-média da artéria radial era mais fina do que a da veia cefálica e a espessura da íntima-média da veia cefálica tinha diminuído até certo ponto. Um ano após o estabelecimento da fístula, o diâmetro da veia cefálica continuava a aumentar, enquanto o diâmetro da artéria radial permanecia inalterado desde as três semanas; ao mesmo tempo, a espessura da parede da artéria radial continuava a aumentar, enquanto a espessura da parede da veia cefálica permanecia inalterada; e a espessura médio-intimal da artéria radial também tendia a aumentar, enquanto a espessura médio-intimal da veia cefálica permanecia inalterada. Também não houve alteração significativa da força de cisalhamento intra-arterial no período de três semanas. A maioria dos estudos utiliza a fórmula de Poiseuille para calcular o cisalhamento, mas esta tem algumas desvantagens, como o facto de as artérias serem pulsáteis e o sistema vascular estar dilatado; também a viscosidade do sangue e as alterações no aumento do fluxo sanguíneo podem afetar a precisão do cálculo. A medição convencional dos vasos por ultra-sons pode resultar numa má previsão do prognóstico pré e pós-operatório da FAV devido ao facto de ignorar vários parâmetros fisiológicos, bem como as ondas de pulso. Existem três razões para tal: 1 a precisão das medições, a introdução de dados e as definições dos parâmetros ambientais podem limitar a ligação entre o ambiente simulado e o ambiente real; 2 o modelo simulado ignora a função adaptativa do próprio vaso e o papel regulador do leito vascular periférico; e 3 algumas descrições de testes físicos não reflectem totalmente a expansão da pressão e do pulso. A FAV é geralmente estabelecida 3 meses antes da hemodiálise. A dificuldade de maturação ocorre em 50% das fístulas endovasculares baixas, principalmente devido à isquémia distal do membro e à insuficiência cardíaca. Por conseguinte, são necessárias ferramentas de previsão para otimizar a localização da fístula antes da FAV e também para permitir a previsão individualizada do aumento do fluxo da fístula para os doentes. Em geral, a isquémia distal dos membros e a insuficiência cardíaca ocorrem quando o fluxo é superior a 30% do débito cardíaco após a criação de uma fístula endovascular, e W. Huberts et al. utilizaram a criação de uma simulação in vitro do aumento do fluxo vascular após a FAV para verificar a exatidão da descrição no estado fisiológico real. Andrea Remuzzi et al. utilizaram a modelação hidrodinâmica para concluir que quanto menor for o ângulo de pinça da FAV, menor é a região onde ocorre um baixo cisalhamento. Também utilizaram a RMN combinada com CFD para visualizar o fenómeno das fístulas endovasculares em dois doentes com FVA 4 semanas após a cirurgia e verificaram que os resultados reais medidos eram semelhantes aos simulados utilizando apenas técnicas de CFD, confirmando assim que a CFD pode simular a situação real. Em contrapartida, a força de cisalhamento de pico desempenha um papel dominante nos factores que contribuem para a vasodilatação da FAV, em vez da força de cisalhamento média. Isto deve-se ao facto de, 4 semanas após o estabelecimento da FAV, o pico da força de cisalhamento não se ter alterado, enquanto a força de cisalhamento média aumentou mais de cinco vezes. Entretanto, Aron S. Bode et al. utilizaram um modelo hemodinâmico computacional para simular as condições vasculares em 25 doentes e prever a localização do estabelecimento da FAV, bem como o fluxo sanguíneo pós-operatório, com um nível de complacência de 75%. De um certo ponto de vista, as simulações hemodinâmicas computorizadas podem ajudar os jovens médicos a avaliar o acesso vascular dos doentes no pré-operatório, mas ainda precisam de ser validadas em grandes estudos controlados e aleatórios. O aumento do fluxo endovascular ocorre nas 48 horas seguintes ao estabelecimento da FAV, e S. Manini et al. demonstraram uma elevada correlação na estimativa do diâmetro do vaso no pós-operatório e das alterações de fluxo em doentes com vasos de FAV, utilizando dados da rede de vibração de impulsos de fluxo sanguíneo simulados por computador. Isto poderá ser útil no futuro para a escolha da abordagem cirúrgica, embora seja necessário ajustar os dados às diferentes abordagens cirúrgicas. A simulação também pode ajudar a investigar melhor o importante papel da disfunção das células endoteliais no mau funcionamento da fístula endovascular. O estudo também foi capaz de simular alterações no diâmetro arterial e no fluxo sanguíneo ao longo do tempo após a FVA, pelo que se colocou a hipótese de não haver alterações significativas nas células endoteliais na extremidade proximal da fístula endovascular, apesar das elevadas taxas de fluxo.Hull et al. utilizaram simulações CFD para criar uma FVA e aumentaram o diâmetro arteriovenoso numa base de 3 mm para simular o fluxo sanguíneo após a criação da fístula endovascular. Os modelos foram divididos em anastomose lateral (STS) e anastomose término-lateral (ETS). Verificou-se que existia uma diferença de pressão no cisalhamento interno entre a anastomose lateral e a anastomose terminal-lateral a 90°. Quando a ETS era de 45°, a diferença de pressão era menor, o fluxo venoso era menor e a força de cisalhamento era moderada. O uso de CFD para modelar o ângulo da anastomose da FAV pode ajudar na seleção pré-operatória da anastomose da fístula interna para evitar hiperplasia intimal, regurgitação arterial e roubo de sangue. Num modelo porcino, verificou-se também que, quando o comprimento da artéria foi aumentado 1,5 a 3 vezes a 90° ETS e STS, houve um aumento de 5 a 10 vezes no fluxo sanguíneo na extremidade do fluxo venoso. Em contraste, no ETE entre 3° e 58°, não ocorre regurgitação arterial e o fluxo sanguíneo arterial atinge 900 ml/min. A simulação por computador das ondas de pulso do fluxo sanguíneo permite o cálculo do fluxo sanguíneo no ramo do vaso após o estabelecimento da FAV e é mais específica do doente do que o modelo 3D. Pode incorporar equações não lineares para calcular a relação entre a área da secção transversal e a pressão, bem como calcular as diferenças de pressão nas estenoses, curvas ou anastomoses. Este método envolve a agregação dos parâmetros característicos do sistema arterial e dos ramos em diferentes nós, cada um representando um local do sistema arterial, que incorporam parâmetros fisiológicos específicos, combinados com alguns algoritmos de fórmulas matemáticas para simular e calcular a pressão e o cisalhamento da parede do vaso e a resistência nesse local de uma forma iluminada, e os vários nós são automaticamente analisados e agregados de modo a que possa ser simulado um conjunto completo de sistema vascular pulsos de fluxo sanguíneo. Este modelo é então aplicado clinicamente, os valores previstos são apresentados e comparados com os parâmetros vasculares medidos clinicamente e, por fim, o modelo é aperfeiçoado para orientação clínica. Esta abordagem, contudo, ignora o mapa geográfico da distribuição vascular do próprio doente, sendo este último importante para o cirurgião no planeamento da localização do procedimento. Recentemente, foi proposta a utilização da teoria dos limites e de modelos de velocidade para simular rapidamente a remodelação vascular e o fluxo sanguíneo durante a maturação das fístulas endovasculares, tornando simultaneamente este modelo mais exato na previsão da maturação e das alterações das fístulas endovasculares devido ao rastreio de parâmetros individuais mais específicos do doente. Para testar a exatidão deste modelo na prática clínica, foi iniciado um estudo ARCH em 93 doentes em hemodiálise de quatro centros europeus durante um período de 2 anos, no qual os diâmetros vasculares da artéria flexural, da artéria ulnar e da veia cefálica, o fluxo sanguíneo foi medido por rotina em cada doente e foram registados os eventos de mau funcionamento da fístula endovascular. Verificou-se que, nos doentes diabéticos, o diâmetro da artéria braquial na fístula alta não se alterou significativamente 40 dias após a criação da fístula interna, enquanto o diâmetro da artéria flexural na fístula baixa se alterou significativamente. E as alterações no fluxo sanguíneo previstas através de simulações em computador foram muito próximas das alterações reais medidas no fluxo sanguíneo 40 dias depois. E esses factores genéticos e sistémicos não afectam a precisão das medições. Anders Koustrup Niemann et al. observaram alterações na velocidade do fluxo endovascular e no cisalhamento em diferentes alturas, efectuando imagens de ressonância magnética da fístula endovascular do doente, seguidas de simulação com software CFD. Não encontraram uma correlação clara entre a morfologia endovascular e as forças de cisalhamento, mas o modelo pode ajudar a revelar a relação entre as forças de cisalhamento endovasculares e as alterações na morfologia endovascular e pode ajudar os profissionais de saúde a compreender melhor a gestão das complicações endovasculares. No futuro, é necessário utilizar técnicas de CFD de imagem para investigar o mecanismo através do qual a elasticidade da parede do vaso no fluxo de impulsos sanguíneos simulado afecta a turbulência gerada no interior da FAV.