Fontan em 3D: veias cavas em azul, conduto em cobre com anéis e artéria pulmonar, sem ventrículo no caminho até o pulmão

Fontan em 3D: o caminho até o pulmão que não passa pelo coração

Na circulação de Fontan com conexão cavopulmonar total, o sangue das veias cavas vai direto para a artéria pulmonar, sem ventrículo nenhum para empurrá-lo, e por isso a pressão dentro do tórax pesa tanto no pós-operatório. Usei a ressonância de uma criança de 6 anos para mostrar o caminho: os ventrículos saem de cena, o exame é desenrolado ao longo do sangue e a régua marca 40 mm de bomba no coração normal contra zero no Fontan. Na revisão, uma medida minha encolheu o tubo em três milímetros. Estava errada, e conto como percebi.

Dr. Mbula Luzingu Barros | Médico Pediatra Intensivista · 25 anos de UTI Pediátrica | Consultor em IA na Saúde | Fundador da INOVAMED | Criador da Metodologia AIMED

📅 Publicado em 1º de novembro de 2026

1. Por que isso importa para quem trabalha na ponta

Pós-operatório imediato de Fontan, primeira madrugada na UTI. A pressão venosa central está alta, a saturação caiu um pouco, o dreno pleural não para de drenar e alguém sugere aumentar a PEEP “para recrutar”. Se a imagem mental da circulação de Fontan for a de um coração com um ventrículo a menos, a PEEP parece inofensiva. Só que o sangue sobe da veia cava para o pulmão sem bomba nenhuma no caminho, e toda pressão a mais dentro do tórax empurra contra esse fluxo.

Desde a cirurgia descrita por Fontan e Baudet em 1971 [2] e da conexão cavopulmonar total proposta por de Leval em 1988 [3], a frase dos livros é a mesma: no Fontan, o sangue chega ao pulmão sem passar por um ventrículo. No quadro, o desenho costuma virar um emaranhado de setas azuis (já desenhei muitos), e a frase continua abstrata.

Este é o segundo filme da série Cinematic Education feito com corações reais. No anterior, o da transposição das grandes artérias, a criança já tinha a cirurgia de Glenn, em que a veia cava superior vai direto para a artéria pulmonar. Aqui está o passo seguinte: o Fontan, em que a veia cava inferior também vai.

2. Assista: o caminho sem bomba

Ligue o som. Duas vozes conduzem o filme por 1 minuto e 28 segundos, e a imagem acompanha cada frase. A versão em inglês, com as mesmas vozes, está na aba EN.

Coração normal (4 anos) × circulação de Fontan após Glenn (6 anos). Dados: HVSMR-2.0 (Pace et al., Sci Data 2024) · CC BY 4.0 · modificado. Trilha: “Convergence” — Scott Buckley · CC BY 4.0.

O que você vai ver

O tubo atrás do coração. O filme abre por trás. A veia cava inferior acende de baixo para cima: em azul, a parte nativa; em cobre com anéis, o conduto do Fontan, que segue até a artéria pulmonar.

Os ventrículos se desprendem. Na frase “sem passar por nenhum ventrículo”, os ventrículos e a aorta saem do coração e somem. O caminho até o pulmão continua inteiro. Nesta ressonância, a artéria pulmonar não toca nenhum ventrículo: zero voxels de contato.

Do Glenn ao Fontan. O coração do episódio da transposição aparece ao lado, para comparar o estágio anterior (só a cava superior chega à pulmonar) com este (as duas cavas chegam).

O disco e o corte. Um disco de corte desliza pela veia cava, perpendicular ao caminho do sangue. Ao lado, aparece a própria ressonância naquele plano: irregular na veia nativa, redonda no conduto, com 22 mm (seção 4).

O caminho desenrolado. A linha central do sangue sai do coração e se estica numa coluna, com a ressonância real dentro. No normal, 40 mm do caminho passam pelo ventrículo direito; no Fontan, zero.

O gargalo e a fenestração. Um esquema, rotulado como esquema, mostra a pressão venosa e a respiração empurrando o sangue, o leito pulmonar como gargalo e a fenestração aliviando a pressão à custa de saturação.

3. Explore os corações em 3D

Os mesmos dois corações do filme estão aqui para você girar, ampliar e tocar. Comece pelo botão Caminho ao pulmão. No Fontan, ficam só as veias cavas, o conduto e a artéria pulmonar, num caminho contínuo, sem ventrículo. No coração normal, o mesmo botão deixa o caminho interrompido, porque ali o sangue precisa passar pelo átrio e pelo ventrículo direitos. É nesse buraco que, no coração normal, fica a bomba.

Cinematic Education · Explore em 3D

Agora, o caminho é seu.

Gire os dois corações juntos, amplie e toque em uma estrutura para identificá-la. Use “Caminho ao pulmão” para ver só as veias, o conduto e a artéria pulmonar: no Fontan, nenhum ventrículo fica no caminho. Os dois modelos usam a mesma escala em milímetros.

NORMAL4 anos
FONTAN6 anos · Glenn + Fontan · conduto inferido da RM

O modelo só é baixado quando você abre.

4. O corte que mostra o tubo

O conjunto de dados não separa o conduto da veia: para os especialistas que fizeram a segmentação, tudo o que vai do fígado à artéria pulmonar é “veia cava inferior”. Na primeira versão do filme, a coluna aparecia inteira em uma cor só, e a pergunta da revisão clínica foi direta: onde está o tubo?

A resposta veio do próprio exame. Ao longo do caminho do sangue, a cada meio milímetro, o programa corta a ressonância num plano perpendicular ao fluxo e mede a parede em 48 direções. A veia nativa tem seção irregular, com mais de um lúmen e diâmetro médio de 18,5 mm. Num trecho de 36,5 mm, a seção fica redonda, com parede contínua e calibre constante de 22,5 mm em média. Esse é o conduto, e é assim que ele aparece no filme e no modelo acima, em cobre.

Ressonância real no plano perpendicular ao caminho do sangue: à esquerda, a veia cava inferior nativa com seção irregular e dois lúmens, diâmetro médio de 17 mm; à direita, o conduto do Fontan com seção redonda e parede contínua, diâmetro médio de 22 mm

Ressonância original reamostrada no plano perpendicular à linha central do lúmen, janela de 44 mm. Contornos: azul, veia nativa; cobre, conduto; cinza, átrio. HVSMR-2.0 [1] · CC BY 4.0 · modificado.

💡 Por que “inferido” e não “medido no registro”

Os metadados do caso dizem apenas “Glenn + Fontan”. Tubo redondo, parede contínua, calibre constante e posição por fora do átrio, separado dele por cerca de 1 mm, formam o padrão de um conduto extracardíaco. Num túnel lateral, o canal correria por dentro do átrio. Ainda assim, é leitura de imagem; o registro não diz isso, e por esse motivo o filme e o modelo trazem “inferido da RM”. Pelo mesmo exame, não se vê fenestração aberta: com voxel de 0,7 mm, um orifício típico de 4 mm ocuparia uns seis voxels. Uma fenestração muito pequena, ou já fechada, não pode ser excluída.

5. De onde vem o material

Os corações vêm do HVSMR-2.0, um conjunto público de 60 ressonâncias cardíacas de pacientes com cardiopatia congênita, publicado em 2024 na Scientific Data por pesquisadores do MIT, do Massachusetts General Hospital e do Boston Children’s Hospital [1]. Cada exame traz as câmaras e os grandes vasos segmentados manualmente por especialistas, sob licença CC BY 4.0 (uso educacional e comercial permitido com crédito e indicação das modificações).

Para escolher o caso, o programa mediu as conexões reais de todos os candidatos com Fontan. Em uma criança de 6 anos, as duas veias cavas chegam à artéria pulmonar (245 e 476 voxels de contato), a cava inferior quase não toca o átrio (9 voxels) e a artéria pulmonar não toca nenhum ventrículo. É uma conexão cavopulmonar total limpa, e a criança tem idade próxima à do coração normal de comparação (4 anos) e à do caso de Glenn do episódio anterior (2 anos). Os exames são desidentificados.

6. Como o filme foi construído

Cada quadro foi calculado a partir dos dados, num motor 3D próprio escrito em Python para a placa de vídeo (ModernGL), com roteiro e decisões guiados pela Metodologia AIMED. Nenhum quadro saiu de gerador de vídeo.

Os ventrículos que se desprendem

Os ventrículos saem do coração sem truque de edição: cada estrutura do exame é uma superfície separada, e o motor apenas deixa de desenhar ventrículos e aorta. O que sobra, ligado de ponta a ponta, é o que os dados mostram: veias cavas, conduto e artéria pulmonar.

O caminho desenrolado

O programa traça a linha central do lúmen da veia cava inferior até a artéria pulmonar, passando pelos pontos onde as estruturas se tocam de verdade, e reamostra a ressonância ao longo dela, num referencial que não gira à toa (transporte paralelo). É a reformatação curva, a mesma técnica que o radiologista usa para “esticar” uma coronária. Os 40 mm e o zero na tela saem dessa mesma conta.

O tubo visível

O conduto foi separado da veia pelo critério da seção 4 e ganhou material próprio: cobre, com anéis a cada 2,5 mm, como uma prótese. A veia nativa ficou em azul e a artéria pulmonar em gelo. Também passou a valer a oclusão real: o tubo, que está atrás do coração, aparece atrás dele, e o que fica escondido aparece só como transparência fraca.

Vozes, legendas e trilha

O diálogo foi escrito a partir das medidas conferidas e das fontes da seção 9, gravado com duas vozes sintéticas (Kore e Zubenelgenubi, no Google AI Studio), numa geração para português e outra para inglês. Um modelo de reconhecimento de fala (faster-whisper) devolveu o tempo de cada palavra; a legenda foi alinhada palavra por palavra ao texto escrito, e onde o reconhecedor errou (o nome da metodologia, por exemplo), o tempo foi interpolado entre as palavras vizinhas. A trilha “Convergence”, de Scott Buckley (CC BY 4.0), cresce no desenrolar e abaixa sob as vozes.

7. Os números, sem filtro

Medida (calculada nos dados) Normal (4 anos) Fontan (6 anos) Fonte Leitura
Caminho do sangue da VCI ao ramo da AP 151 mm 108,5 mm HVSMR-2.0 [1] ✓ linha central
Trecho do caminho dentro de ventrículo 40,5 mm (VD) 0 mm HVSMR-2.0 [1] → sem bomba
Contato da AP com ventrículos VD: 383 voxels 0 voxels HVSMR-2.0 [1] → Fontan
Veia cava superior drena para átrio direito (380 voxels) artéria pulmonar (245) HVSMR-2.0 [1] → Glenn
Veia cava inferior drena para átrio direito (609 voxels) artéria pulmonar (476) · átrio (9) HVSMR-2.0 [1] → cavopulmonar total
Conduto: comprimento e diâmetro médio — 36,5 mm · 22,5 mm cálculo próprio ✓ seção perpendicular
Irregularidade da seção (desvio dos raios) — conduto 0,10 · veia nativa 0,25 cálculo próprio ✓ tubo redondo

💡 Traduzindo para o chão da UTI

A segunda linha resume o episódio. No coração normal, 40 mm do caminho até o pulmão passam por dentro de uma câmara que contrai. No Fontan, nenhum milímetro passa. O que empurra o sangue pelo pulmão é a pressão nas veias, gerada lá atrás pelo ventrículo único e ajudada pela respiração, e por isso a resistência pulmonar decide o débito [4].

8. A armadilha: o tubo que eu quase medi errado

Número na tela dá autoridade ao filme, inclusive quando está errado (e aí o espectador memoriza o erro com a mesma confiança). Os três problemas desta revisão tinham uma coisa em comum: para quem não conhece a anatomia, o filme parecia certo.

⚠ Os três problemas que a revisão encontrou

1. O tubo aparecia na frente do coração. Para o caminho venoso brilhar, a primeira versão o desenhava por cima de tudo. Na vista anterior, o conduto, que fica atrás, surgia na frente do coração. Ficava bonito. Anatomicamente, estava errado. Hoje vale a oclusão real, e o que está escondido aparece só como transparência fraca.

2. O tubo que ninguém via. O conjunto de dados dá um rótulo só para a veia nativa, o conduto e a anastomose. O filme mostrava uma coluna única, e a pergunta da revisão clínica (“não achei o tubo”) apontou isso. O conduto passou a ser delimitado pela própria imagem (seção 4).

3. A medida que encolheu o tubo. Ao conferir os 22 mm, usei primeiro o diâmetro da maior esfera que cabe dentro do lúmen, e o resultado foi 18–19 mm. Por algumas horas, achei que a fala do filme estava errada. O erro era meu: a esfera inscrita mede a menor distância até a parede e é puxada para baixo por qualquer saliência da segmentação. Medindo a seção perpendicular em todas as direções, o conduto tem 22–23 mm, o mesmo que o corte axial já mostrava. Se eu tivesse confiado no número menor, o filme teria trocado um valor certo por um errado, e com a aparência de quem conferiu.

⚠ Limites deste filme

As superfícies mostram só o lúmen; o miocárdio ficou de fora. O caminho segue a linha central do lúmen, sem medida de fluxo. A respiração, o gargalo e a fenestração aparecem como esquemas rotulados, sem simulação por trás. O conduto extracardíaco e a ausência de fenestração aberta são inferências da ressonância. É um caso só, longe de cobrir o espectro dos Fontans. Serve para ensinar; para diagnóstico ou planejamento cirúrgico, não serve.

9. Na UTI: proteger o gargalo

Na circulação de Fontan não há bomba entre as veias e o pulmão; por isso o fluxo pulmonar depende de duas coisas: da pressão nas veias e da pressão dentro do tórax.

A respiração ajuda. Na conexão cavopulmonar total, o fluxo pulmonar é fásico: aumenta na inspiração espontânea e chega a inverter na manobra de Valsalva [5]. O fluxo das veias hepáticas na inspiração é 3,4 vezes o da expiração no Fontan, contra 1,7 em controles [6].

A pressão positiva atrapalha. Em crianças após Fontan, trocar a ventilação com pressão positiva por ventilação com pressão negativa aumentou o fluxo pulmonar em 42–54%, só pelo aumento do volume sistólico, e o ganho sumiu ao voltar para a pressão positiva [7]. A extubação precoce, ainda na sala, associou-se a menor pressão na artéria pulmonar e no átrio nas primeiras 12 horas, num estudo retrospectivo com seleção de pacientes [8].

A resistência pulmonar é o gargalo. Hipóxia e acidose aumentam a resistência vascular pulmonar [9], e no Fontan isso cai direto sobre o débito [4].

A fenestração é a válvula de alívio. Um pequeno orifício do conduto para o átrio deixa sair sangue venoso quando a pressão sobe: sustenta o débito e limita a pressão venosa, à custa de shunt da direita para a esquerda (saturação média de 86% na série original) [10]. Num ensaio randomizado com 49 pacientes de risco padrão, a fenestração reduziu em 55% a drenagem torácica e em 41% o tempo de internação [11]. Nesta ressonância, não se vê fenestração aberta.

Um exemplo concreto: “a PEEP que fecha o caminho”

Na madrugada do pós-operatório, a cava está alta e a saturação baixou. O reflexo de quem pensa num coração comum é subir a PEEP para recrutar. No Fontan, a pergunta certa é outra: qual é o mínimo de pressão positiva que mantém o pulmão aberto? Atelectasia e hiperinsuflação aumentam a resistência pulmonar, e qualquer pressão a mais no tórax empurra contra um fluxo que não tem bomba. O mesmo raciocínio leva a extubar cedo, quando possível, para que a inspiração volte a puxar o sangue [7, 8, 12].

⚠ Magnitude da evidência

O dado mais forte sobre ventilação (pressão negativa por couraça) vem de 18 crianças e de um modo ventilatório fora da rotina [7]. A extubação precoce vem de um estudo retrospectivo [8]. Por isso o texto e o filme falam em “mínimo de pressão positiva” e “extubar cedo” como direção, sem prescrever valores de PEEP ou de pressão média. O manejo completo está na declaração científica da AHA [12].

10. O que fazer na segunda-feira

Antes do próximo Fontan na UTI

☐

Desenhe o caminho do sangue antes de mexer no ventilador. Veias, conduto, pulmão, átrio, ventrículo único, aorta. Onde não há bomba, a pressão do tórax decide.
☐

Pergunte qual é o mínimo de pressão positiva que mantém o pulmão aberto, em vez de perguntar quanto de PEEP falta.
☐

Combata hipóxia e acidose cedo. Elas apertam o gargalo.
☐

Saiba se existe fenestração antes de interpretar a saturação. Com fenestração aberta, dessaturar pode ser o preço de manter o débito.
☐

Planeje a extubação desde a admissão. A respiração espontânea volta a ajudar o fluxo.
☐

Use o modelo da seção 3 para ensinar a equipe. O botão “Caminho ao pulmão” explica em segundos o que um parágrafo não explica.

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Considerações Finais

O episódio começou com uma pergunta de beira de leito (onde está o tubo?) e terminou com duas correções minhas: separar o conduto pela própria imagem e desistir de um número que parecia mais rigoroso do que era.

Usei IA para escrever o código, gerar as vozes e rodar os cálculos. O caso, o recorte, as fontes da conduta e a revisão ficaram comigo; os dados são de especialistas que segmentaram cada exame à mão e os deixaram abertos para outros usarem. Este é o terceiro episódio da série; o anterior, com corações reais, foi o da transposição das grandes artérias, e todos ficam reunidos na coleção Cinematic Education.

💡 Connecting the Dots: que no Fontan não há ventrículo a caminho do pulmão cai em prova de residência. A consequência de beira de leito (o sangue chega ao pulmão empurrado pela pressão das veias e puxado pela inspiração, e a pressão positiva atrapalha justamente esse trajeto) costuma ser aprendida tarde, às vezes na primeira madrugada de pós-operatório. Os 40 mm e o zero da tela tentam antecipar essa madrugada. Do lado do processo, ficou um aviso: a medida errada tinha mais cara de conferida do que a certa, e quem a derrubou foi uma pergunta clínica. O próximo episódio sai na semana que vem.

Referências

  1. Pace DF, Contreras HTM, Romanowicz J, et al. HVSMR-2.0: A 3D cardiovascular MR dataset for whole-heart segmentation in congenital heart disease. Sci Data. 2024;11(1):721. Disponível em: https://doi.org/10.1038/s41597-024-03469-9 · Dados (CC BY 4.0): https://doi.org/10.6084/m9.figshare.c.7074755.v2
  2. Fontan F, Baudet E. Surgical repair of tricuspid atresia. Thorax. 1971;26(3):240-8. PMID: 5089489. Disponível em: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/5089489/
  3. de Leval MR, Kilner P, Gewillig M, Bull C. Total cavopulmonary connection: a logical alternative to atriopulmonary connection for complex Fontan operations. J Thorac Cardiovasc Surg. 1988;96(5):682-95. PMID: 3184963. Disponível em: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/3184963/
  4. Gewillig M. The Fontan circulation. Heart. 2005;91(6):839-46. Disponível em: https://doi.org/10.1136/hrt.2004.051789
  5. Redington AN, Penny D, Shinebourne EA. Pulmonary blood flow after total cavopulmonary shunt. Br Heart J. 1991;65(4):213-7. Disponível em: https://doi.org/10.1136/hrt.65.4.213
  6. Hsia TY, Khambadkone S, Redington AN, et al. Effects of respiration and gravity on infradiaphragmatic venous flow in normal and Fontan patients. Circulation. 2000;102(19 Suppl 3):III148-53. Disponível em: https://doi.org/10.1161/01.cir.102.suppl_3.iii-148
  7. Shekerdemian LS, Bush A, Shore DF, et al. Cardiopulmonary interactions after Fontan operations: augmentation of cardiac output using negative pressure ventilation. Circulation. 1997;96(11):3934-42. Disponível em: https://doi.org/10.1161/01.cir.96.11.3934
  8. Morales DLS, Carberry KE, Heinle JS, et al. Extubation in the operating room after Fontan’s procedure: effect on practice and outcomes. Ann Thorac Surg. 2008;86(2):576-81. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.athoracsur.2008.02.010
  9. Rudolph AM, Yuan S. Response of the pulmonary vasculature to hypoxia and H+ ion concentration changes. J Clin Invest. 1966;45(3):399-411. Disponível em: https://doi.org/10.1172/JCI105355
  10. Bridges ND, Lock JE, Castaneda AR. Baffle fenestration with subsequent transcatheter closure. Modification of the Fontan operation for patients at increased risk. Circulation. 1990;82(5):1681-9. Disponível em: https://doi.org/10.1161/01.cir.82.5.1681
  11. Lemler MS, Scott WA, Leonard SR, et al. Fenestration improves clinical outcome of the Fontan procedure: a prospective, randomized study. Circulation. 2002;105(2):207-12. Disponível em: https://doi.org/10.1161/hc0202.102237
  12. Rychik J, Atz AM, Celermajer DS, et al. Evaluation and management of the child and adult with Fontan circulation: a scientific statement from the American Heart Association. Circulation. 2019;140(6):e234-e284. PMID: 31256636. Disponível em: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31256636/
  13. Buckley S. Convergence (trilha). Licença CC BY 4.0. Disponível em: https://www.scottbuckley.com.au/library/

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