background image

 

 

Cardivascular problems in 

the neonates

Iwona Maroszyńska

Polish Mother’s Health Centre

background image

 

 

• Fetal circulation
• Congenital cardiac defect

– Critical heart malformation

• TGA 
• TAPVR
• TA, PA, PS
• AS, CoA

– Treatment

• Prostaglandins
• Rashkind procedure

• Congestive heart failure

background image

 

 

Fetal circulation

 The fetus is connected by the umbilical cord to 

the placenta, the organ that develops and 
implants in the mother's uterus during pregnancy 

 Through the blood vessels in the umbilical cord, 

the fetus receives all the necessary nutrition, 
oxygen, and life support from the mother

 Waste products and carbon dioxide from the fetus 

are sent back through the umbilical cord and 
placenta to the mother's circulation to be 
eliminated 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

Fetal circulation

• Blood from the mother enters the 

fetus through the vein in the 
umbilical cord. It goes to the liver 
and splits into three branches. The 
blood then reaches the inferior 
vena cava

background image

 

 

Inside the fetal heart:

 Blood enters the right atrium. Most of the blood 

flows to the left side through a special fetal opening 
between the left and right atria - foramen ovale 

 Blood then passes into the left ventricle and then to 

the aorta

 From the aorta, blood is sent to the head and upper 

extremities

 After circulating there, the blood returns to the right 

atrium of the heart through the superior vena cava 

 About one-third of the blood entering the right 

atrium does not flow through the foramen ovale, 
but, instead, stays in the right side of the heart, 
eventually flowing into the pulmonary artery 

background image

 

 

Fetal circulation

• Because the placenta does the work of 

exchanging oxygen (O2) and carbon dioxide 
(CO2) through the mother's circulation, the 
fetal lungs are not used for breathing. Instead 
of blood flowing to the lungs to pick up oxygen 
and then flowing to the rest of the body, the 
fetal circulation shunts (bypasses) most of the 
blood away from the lungs through a 
connecting blood vessel called the ductus 
arteriosus

background image

 

 

Fetal circulation

• Dependent on the mother’s circulation

• Gas exchange take place in the placenta
• Blood oxygenation

– Umbilical vein > Vena cava superior > Left 

atrium > Left ventricle > Ascendens aorta (PaO2 
20-22 mmHg, SaO2-90-95%) > Descendens 
aorta (PaO2 16-18mmHg, SaO2-75-80%)

• Lung - extraction of the oxygen from the blood, 

fluid production

background image

 

 

Fetal circulation

• Low systemic vascular resistance because 

of the placenta (low perfusion pressure, 
high flow)

• High pulmonary vascular resistance

• Intracardiac and extracardiac bypass 

system

• Tissue perfusion is determined by the local 

vascular resistance

• Preload: RV > LV
• Afterload: RV > LV

background image

 

 

Liver – the first organ that receives 

oxygenated blood

background image

 

 

The mixing of the oxygenated i 

deoxygenated blood 

background image

 

 

Blood circulation after 

birth:

• With the first breaths of air the baby takes at 

birth, the fetal circulation changes. A larger 
amount of blood is sent to the lungs to pick up 
oxygen 

 Because the ductus arteriosus (the normal 

connection between the aorta and the 
pulmonary arteria) is no longer needed, it 
begins to wither and close of

 The circulation in the lungs increases and more 

blood flows into the left atrium of the heart. 
This increased pressure causes the foramen 
ovale to close and blood circulates normally 

background image

 

 

PDA

40%

50%

40%

90%

10%

FO

10%

90%

50%

PDA

40%

40%

20%

80%

20%

FO

20%

80%

60%

PDA

120%

0%

100%

120%

FO

100%

100%

20%

120%

20 t.c.

38 t.c.

Postnat.

background image

 

 

Catecholamines

• Contraction of the uterus

– Hypoxia
– Increased cardiac output

• Stimulation of the new-born baby
• Increase of the systemic vascular 

resistance

• Preparing the lungs to the breathing

background image

 

 

Newborn’s circulation

• Afterload of the left ventricle

              50% 

• Afterload of the right ventricle

Replacement of placenta by the lungs
Katecholamines

Decreased pulmonary vascular 
resistance

background image

 

 

Newborn’s circulation

• Preload of the left ventricle

• Preload of the right ventricle

75%

Increased venous return

Constans

background image

 

 

Parturition

• Right ventricle

• Left ventricle

background image

 

 

background image

 

 

Newborn’s circulation

• CO double than that of the adult as 

measured against unit of body weight

– Elevation of stroke volume
– Higher heart rate

• Fetal myocardium works at near peak 

capacity (catecholamines realising)

– Maintaining of a greater passive tension 
– Developing of a smaller active tension

 

background image

 

 

Newborn’s circulation

• Reduced shortening velocity

– Larger ratio of non-contractile to contractile 

components in the fetal myocardium

– Lower content of intercellular calcium

• Incomplete sympathetic innervation

– The reduced number of sympathetic nerves 

fibres compares with normal numbers of 
receptors

– Supersensitivity to catecholamines

background image

 

 

SV

TSV

TDV

TSP

TDP

Pressure

Volume

Systole

Diastole

A

 B

CO = F x SV
SV = TDV - TSV
TDV = SV + TSV
TSP = SBP

TSP/TSV

Newborn’s circulation

background image

 

 

• At birth the lungs can inflate and perform 

their true function meaning that the fetal 
bypass systems are no longer required

 

 Umbilical vein - Constricts to form the 

ligamentum teres, which extends from 
the umbilicus to the liver. The 
mesentery that surrounded the 
umbilical vein becomes the falciform 
ligament

 Ductus venosus - A sphincter in the 

ductus venosus constricts so that all 
blood entering the liver passes through 
the hepatic sinusoids

background image

 

 

• Foramen ovale - Due to aeration of 

the lungs, pulmonary resistance 
decreases and pulmonary blood flow 
increases. The increase in 
pulmonary blood flow causes the 
pressure in the left atrium to raise 
above that of the right which results 
in the valve of the foramen ovale 
being pushed against the septum 
secundum. This closes the foramen 
ovale and its vestige is known as the 
fossa ovale

background image

 

 

• Ductus arteriosus - The change 

in the partial pressure of oxygen in 
the blood once the lungs become 
functional controls the constriction 
of the ductus arteriosus. Closure of 
the duct is usually complete soon 
after birth and its remnant is known 
as the ligamentum arteriosus

background image

 

 

 Umbilical arteries - The intra-

abdominal portions of the umbilical 
arteries constrict. Some parts remain 
patent supplying the urinary bladder 
and these are contained within the 
lateral vesicle ligaments which are 
vestiges of the mesentery 
surrounding the umbilical arteries 

background image

 

 

Congenital cardiac defect

• The word congenital means 'inborn or 

existing at birth.' The phrases congenital 
heart defect and congenital heart disease 
are often used to mean the same thing, 
but the word defect is more accurate. It 
means an abnormality, not a disease. The 
defect was caused by the incorrect 
development of the heart, or blood 
vessels near the heart, before birth

background image

 

 

Congenital cardiac defect

• Frequency - eight of every 1,000 infants 

born alive. That is almost one percent of 
live-born infants. 

• Surgery helps many children whose 

lives are endangered, or who are 
severely afected by their heart 
abnormality

background image

 

 

What cause the congenital heart 

defect?

• About ten percent of heart defects are 

caused by specific genetic abnormalities

• These may result from: 

– abnormal chromosomes, as in Down's 

syndrome 

– abnormal gene that is passed down 

from one generation to the next, as in 
Marfan syndrome

background image

 

 

What cause the congenital heart 

defect?

• For the remaining 90 percent, a poorly understood 

combination of genetic predisposition and 
environmental factors is thought to be responsible

 

• Some congenital heart defects result from 

abnormalities in the mother's health during 
pregnancy (diabetes or systemic lupus 
erythematosus)

• Certain infections in the expectant mother may 

also cause abnormalities. For example, rubella is a 
significant risk of developing a heart defect 
(approximately 35 percent)

background image

 

 

What cause the congenital heart 

defect?

• Certain drugs are felt to cause 

developmental heart abnormalities. This 
includes the mother's use of alcohol, 
drugs, and seizure medications 

background image

 

 

What cause the congenital heart 

defect?

• Parents with congenital heart defects are 

more likely to have afected children than 
are parents with normal hearts 
(approximately ten percent versus one 
percent) 

• If one child in the family has a congenital 

heart defect, the chance of having other 
children with a heart defect is slightly 
increased (four percent versus one percent)

background image

 

 

10

90

60

40

60

40

0%

20%

40%

60%

80%

100%

First exam.

Symptoms (+)

Not

diagnosed

Symptoms (-)

Symptoms (+)

Not dignosed

Diagnosed

Died, symtoms<6week

background image

 

 

• The time of greatest hazard to the 

infant with congenital heart defect

• The time before admission to the 

specialist centre

background image

 

 

• Framework for the future

• Efficient stabilisation of the sick 

child in the local hospital while 

awaiting transfer

background image

 

 

• 25% - not diagnosed before birth

• Mortality after switch operation - 

1%

• Mortality before surgery - 4%

background image

 

 

• A full sequential diagnosis is rarely 

available during the initial phase of 
the resuscitation

• Decision has to be based on 

clinical findings

background image

 

 

Critical heart diseases

• Cyanotic

– Pulmonary flow dependent on PDA

• Tricuspid atresia

• Pulmonary artesia

– TGA 

– TAPVR

• Non-cyanotic

– Systemic flow dependent on PDA

• Aortic stenosis 
• Coarctation of the aorta

• Congestive heart failure dur4ing fetal 

live

– HLHS
– PS and AS (congestive heart failure)

background image

 

 

RV

LV

RA

LA

Body

Lungs

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

TGA

• Complete transposition of the great arteries 

(TOGA)

– The great arteries are reversed from their normal 

connections

– The aorta, which normally comes of the left ventricle 

and pumps red blood to the body, arises from the right 
ventricle and pumps blue blood returning from the 
body back to the body bypassing the lungs completely

– The pulmonary artery, which normally arises from the 

right ventricle and pumps blue blood to the lungs, 
arises from the left ventricle and sends red blood 
returning from the lungs right back to the lungs 

background image

 

 

TGA

• The most common cyanotic 

congenital heart disease (accounts 
for 5 to 7% of all congenital heart 
defects)

• It is more common in males 
• Babies are usually normal birth 

weight and size

background image

 

 

TGA

• There are several other heart abnormalities 

that may occur along with TGA

 

The most common associated problems are:

• ventricular septal defectt it can cause left ventricular 

outflow tract obstruction

• coronary Artery Anomalies 
• single ventricular morphology
•  cardiac malposition 

background image

 

 

TGA

• For survival an atrial septal defect 

and a patent ducts arteriosus is 
necessary 

background image

 

 

background image

 

 

RV

LV

RA

LA

Body

Lungs

background image

 

 

RV                       RA

LA                       LV

background image

 

 

background image

 

 

LV

RA

LA

Body

Lungs

RV

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

LV

RA

LA

Body

Lungs

background image

 

 

RV

LA

LV

RA

background image

 

 

Obstructed systemic flow

• Diagnosis

– Systemic hypoperfusion
– Acidosis
– Hypotension
– Organ impairment
– CoA - femoral pulses weaker than the right 

brachial pulse

• Treatment

– Optimise systemic oxygen delivery
– Prevent metabolic acidosis

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

RA

LA

Body

Lungs

RV

LV

background image

 

 

RV

                       

RA

LA                       LV

FiO

2

MAP↓

Katecholamin
y

FiO2↓

MAP↑

Milrinon

background image

 

 

Treatment of critical heart 

diseases

• Prostaglandins

– Duct dependent 

• Pulmonary flow (PA, TA) 
• Systemic flow (CoA, AS, HLHS)

– Mixing of the blood (TAPVR, TGA)

• Rshkind procedure

– Restrictive FoA

background image

 

 

Use of prostaglandins

• The risk of withholding 

prostaglandins infusion depends on 
the patient’s clinical condition

background image

 

 

Cyanosed neonate

Noncyanosed neonate

Murmur

Abnormal puls

Prostaglandin infusion

Infant in extremis

Infant in good condition

+

+

background image

 

 

Use of prostaglandins

• Ductal patency is vital for the survival

• Apnea secondary to prostaglandin 

infusion - indication for intubation not to 
reduce the dose and never to stop the 
infusion

• Balance between the systemic and 

pulmonary blood flow

background image

 

 

Systemic, myocardial, 

pulmonary circulation are in 

parallel and constant 

dynamic competition with 

one another

background image

 

 

Recommendations

• Prostaglandin infusion must be started at 

a rate sufficient to maintain ductal 
patency

• Ventilatory parameters should be 

adjusted to manipulate the pulmonary 
vascular resistance to avoid pulmonary 
overcirculation, so as to maintain a 
pulmonary to systemic blood flow ratio 
about 1:1

background image

 

 

Hypoxia 

PEEP

Mean airway perssure

Pulmonary vasular resistance
Systemic saturation 75-85%

Hyperoxia
Respiratory alkalosis

background image

 

 

Systemic vasular resistance
Systemic saturation 75-85%

PEEP
Mean airway perssure 
Nitroprusside

Katecholamine

background image

 

 

Recommendation

• Apply a modest PEEP - 4-6 cmH

2

O

• Ventilation with room air in the first 

instance

• Adjusting inspiratory pressures, rate, tidal 

volume to achieve an arterial CO

2

 tension 

50-60mmHg, systemic saturation 75-85%

• Avoiding respiratory alkalosis

background image

 

 

Low cardiac output

• Reassess the baby to ensure that the 

prostaglandin infusion is adequate and 
intravascular volume is satisfactory

• Aneamia should be corrected
• Nitroprusside infusion- if the systemic 

pressure is normal

• Low dose inotrope infusion may be benefit 

in arresting the vicious cycle of metabolic 
acidosis and worsening ventricular function

background image

 

 

• High dose of katechlamine should 

be avoided because they may 
increase systemic vascular 
resistance, forcing more blood into 
lungs and worsening the 
pulmonary to systemic blood flow 
distribution

background image

 

 

Lack of response to prostaglandin infusion

Obstructed total anomalous pulmonary venous return

Reduced pulmonary vascular resistance

Increased pulmonary flow

Congestive heart failure

background image

 

 

background image

 

 

Lack of response to prostaglandin infusion

Transposition of great arteries

with

Intact intraventricular septum

Restrictive atrial septum

Atrial septostomy

background image

 

 

background image

 

 

Diferential diagnosis

• Obstructed systemic circulation and sepsis

– Incidence of the two is about the same

– 22-47% of neonates with HLHS have non 

cardiac murmur

– Neonate with severe sepsis may have 

reduced peripheral pulses secondary to 
low cardiac output

 

background image

 

 

Persistence Pulmonary Hypertension 

(PPH or PFC) and duct dependent 

pulmonary flow

• 9% patients treated with ECMO have CHD
• RTG-oligaemic lungs
• NO test

– Improvement in CHD because of decreased 

pulmonary vascular resistance

– Negative in PFC because of intracardiac right 

to left shunt

• Prostaglandins

– Decreases pulmonary vascular resistance 

background image

 

 

• Indications for early ECMO

– Cyanosis
– CO

2

 clearance is relatively easy to achieve

– Radiologically normal (or oligaemic) lungs

background image

 

 

CHD and parenchymal lung 

disease

• Obstructed TAPVR
• Unremarkable clinical cardiovascular 

examination

• Clinically and radiologically 

indistinguishable from diseases of lung 
parenchyma (pneumonia, meconium 
aspiration, early emphysema)

background image

 

 

In utero diagnosis

• HLHS - mortality is similar after in-utero 

and ex-utero diagnosis

• TGA - mortality after in-utero diagnosis 

is lower than after ex-utero diagnosis

• Transfer in-utero and delivery in the 

tertiary care centre

background image

 

 

Transport

• The timing of transfer is determined by the 

diagnosis and clinical condition of the 
newborn 

Stabilisation before transfer

Vascular access

Prostaglandin infusion

• The infant with the duct dependent lesion will 

improve greatly once ductal patency has 
been achieved with prostaglandin infusion

background image

 

 

Transport

• Despite of prostaglandin infusion clinical 

improvement and stability are not achieved

• Asses the infusion of prostaglandin and 

venous access

• TGA with restrictive atrial septum and 

TAPVR - stabilisation may not be possible 
(prompt transfer to a cardiac centre)

 

background image

 

 

Transport

• Indications for intubation

– Respiratory distress
– Sever metabolic acidosis
– Apnoea caused by prostaglandin infusion

• Mechanical ventilation should optimise 

systemic myocardial and pulmonary 
blood flow

background image

 

 

SV

TSV

TDV

TSP

TDP

Pressure

Volume

Systole

Diastole

A

 B

CO = F x SV
SV = TDV - TSV
TDV = SV + TSV
TSP = SBP

TSP/TSV

Newborn’s circulation

background image

 

 

Congestive heart failure

• Failure to adequately perfuse the 

capillary beds of various organs

• The loos of the possibility of 

oxygenation transport to the organs

background image

 

 

SV

TSV

TDV

TSP

TDP

Pressure

Volume

Contractility

Compliance

A

 

B

CO = F x SV
SV = TDV - TSV
TDV = SV + TSV
TSP = SBP

TSP/TSV

Isovolumetric 
contraction

Ejection

filling

Isovolumetric 

diastole

 

Relationship of pressure and volume 

during contraction and diastole

background image

 

 

SV

Pressure

Volume

Contraction

Diastole

A

 

B

A-1

B-1

Decreased contraction

 

background image

 

 

Pressure

Volume

 

B

A

B-1

Decreased compliance

 

background image

 

 

SV

Pressure

Volume

A

 B

A-1

B-1

Change of the afterload

 

background image

 

 

Pressure

Volume

 

B

A

B-1

Change the preload

 

background image

 

 


Document Outline