background image

Dr. Moayed – Lecture 1

 

Pediatric Surgery

 

Fifth Stage

 

I. INTRODUCTION     

A.  Neonatal Physiologic Characteristics              

1. Water metabolism  

Water  represents  70  to  80%  of  the  body  weight  of  the  normal  neonate  and 

premature baby respectively. Total body water (TBW) varies inversely with fat content, 
and prematures have less fat deposits. TBW is distributed into extracellular fluid (ECF) 
and  intracellular  fluid  (ICF)  compartment.    The  ECF  compartment  is  one-third  the  TBW 
with  sodium  as  principal  cation,  and  chloride  and  bicarbonate  as  anions.  The  ICF 
compartment  is  two-third  the  TBW  with  potassium  the  principal  cation.  The  Newborn's 
metabolic rate is high and extra energy is needed for maintenance of body temperature 
and  growth.  A  change  in  body  water  occurs  upon  entrance  of  the  fetus  to  his  new 
extrauterine existence. There is a gradual decrease in body water and the extracellular 
fluid compartment with a concomitant increase in the intracellular fluid compartment. This 
shift is interrupted with a premature birth. The newborn's body surface area is relatively 
much greater than the adults and heat loss is a major factor. Insensible water loss are 
from the lung (1/3) and skin (2/3). Transepithelial (skin) water is the major component 
and  decreases  with  increase  in  post-natal  age.  Insensible  water  loss  is  affected  by 
gestational age, body temperature (radiant warmers), and phototherapy.  

Neonatal renal function is generally adequate to meet the needs of the normal full-term 
infant but may be limited during periods of stress. Renal characteristics of newborns are 
a  low  glomerular  filtration  rate  and  concentration  ability  (limited  urea  in  medullary 
interticium) which makes them less tolerant to dehydration. The neonate is metabolically 
active and production of solute to excrete in the urine is high. The kidney in the newborn 
can  only  concentrate  to  about  400  mOsm/L  initially  (500-600  mOsm/L  the  full-term 
compared  to  1200  mOsm/L  for  an  adult),  and  therefore  requires  2-4  cc/kg/hr  urine 
production to clear the renal solute load. The older child needs about 1-2 cc/kg/hr and the 
adult 0.5-1 cc/kg/hr.        

2. Fluid and Electrolytes Concepts  

Cellular energy mediated active transport of electrolytes along membranes is the 

most important mechanism of achieving and maintaining normal volume and composition 
of fluid compartments. Infants can retain sodium but cannot excrete excessive sodium. 
Electrolytes  requirements  of  the  full-term  neonate  are:  Sodium  2-3  meq/kg/day, 
potassium 1-2 meq/kg/day, chloride 3-5 meq/kg/day at a rate of fluid of 100 cc/kg/24 hrs 
for  the  first  10  kg  of  weight.  As  a  rule  of  thumb,  the  daily  fluid  requirements  can  be 
approximated too: 

Prematures               120-150 cc/kg/24 hrs  

Neonates (term)       100 cc/kg/24 hrs  

Infants >10 kg          1000 cc+ 50 cc/kg/24 hrs.      

Special need of preterm babies’ fluid therapy is: conservative approach, consider 

body  weight  changes,  sodium  balance  and  ECF  tonicity.  They  are  susceptible  to  both 


background image

sodium loss and sodium and volume overloading. High intravenous therapy can lead to 
patent PDA, bronchopulmonary dysplasia, enterocolitis and intraventricular hemorrhage. 
Impaired  ability  to  excrete  a  sodium  load  that  can  be  amplifies  with  surgical  stress 
(progressive  renal  retention  of  sodium).  Estimations  of  daily  fluid  requirements  should 
take into consideration: 

(1) urinary water losses, (2) gastrointestinal losses, (3) insensible water losses, and (4) 
surgical losses (drains).  

Blood Volumes estimates of help during surgical blood loss are: premature 85-100 

cc/kg, term 85 cc/kg, and infant 70-80 cc/kg. The degree of dehydration can be measured 
by clinical parameters such as: body weight, tissue turgor, state of peripheral circulation, 
depression of fontanelle, dryness of the mouth and urine output. Intravenous nutrition is 
one of the major advances in neonatal surgery and will be required when it is obvious that 
the period of starvation will go beyond five days.   

Oral feeding is the best method and breast is best source. Newborn infants require 

100-200 calories/kg/day for normal growth. This is increased during stress, cold, infection, 
surgery and trauma. Minimum daily requirement are 2-3 gm/kg of protein, 10-15 gm/kg 
of carbohydrate and small amount of essential fatty acids. 

B. Variations in Individual Newborns  

1. Types of Newborns Infants 

a)  The  full-term,  full-size  infant  with  a  gestational  age  of  38  weeks  and  a  body 

weight greater than 2500 grams (TAGA)- they received adequate intrauterine nutrition, 
passed all fetal tasks and their physiologic functions are predictable. b) The preterm infant 
with  a  gestational  age  below  38  weeks  and  a  birth  weight  appropriate  for  that  age 
(PreTAGA); c) The small-for-gestational-age infant (SGA) with a gestational age over 38 
weeks and a body weight below 2500 grams- has suffered growth retardation in utero. d) 
A combination of (b) and (c), i.e., the preterm infant who is also small for gestational age.   

The characteristic that most significantly affects the survival of the preterm infant 

is the immature state of the respiratory system. Between 27 and 28 weeks of gestation 
(900-1000  grams),  anatomic  lung  development  has  progressed  to  the  extent  that 
extrauterine  survival  is  possible.  It  is  only  after  30  to  32  weeks  of  gestation  that  true 
alveoli are present. Once there is adequate lung tissue, the critical factor that decides 
extrauterine adaptation and survival of the preterm infant is his capabilities to produce 
the phospholipid-rich material, surfactant that lines the respiratory epithelium.  

2. Metabolic and Host Defenses  

Handling of the breakdown products of hemoglobin is also a difficult task for the 

premature infant. The ability of the immature liver to conjugate bilirubin is reduced, the 
life span of the red blood cell is short, and the bilirubin load presented to the circulation 
via the enterohepatic route is increased. "Physiologic" jaundice is, therefore, higher in the 
preterm infant and persists for a longer period. Unfortunately, the immature brain has an 
increased susceptibility to the neurotoxic effects of high levels of unconjugated bilirubin, 
and kernicterus can develop in the preterm baby at a relatively low level of bilirubin.  


background image

Other problems affecting the baby include the rapid development of hypoglycemia 

(35  mg  %),  hypocalcemia  and  hypothermia.  Newborn  have  a  poorly  developed 
gluconeogenesis system, and depends on glycolysis from liver glycogen stores (depleted 
2-3 hrs after birth)  and enteral nutrition. Immature infants can develop hyperglycemia 
from  reduced  insulin  response  to  glucose  causing  intraventricular  hemorrhage  and 
glycosuria.  The  preterm  and  surgical  neonate  is  more  prone  to  hypocalcemia  due  to 
reduced  stores,  renal  immaturity,  and  relative  hypoparathyroidism  (high  fetal  calcium 
levels).  Symptoms  are  jitteriness  and  seizures  with  increase  muscle  tone.  Calcium 
maintenance is 50 mg/kg/day.  

Human  beings  are  homeothermic  organisms  because  of  thermoregulation.  This 

equilibrium  is  maintained  by  a  delicate  balance  between  heat  produced  and  heal  lost. 
Heat  production  mechanisms  are:  voluntary  muscle  activity  increasing  metabolic 
demands, involuntary muscle activity (shivering) and nonshivering (metabolizing brown 
fat). Heat loss occurs from heat flow from center of the body to the surface and from the 
surface to the environment by evaporation, conduction, convection and radiation. There 
is an association between hypothermia and mortality in the NICU's. The surgical neonate 
is prone to hypothermia.  

Infant produce heat by increasing metabolic activity and using brown fat. Below the 35°C 
the  newborn  experiences  lassitude,  depressed  respiration,  bradycardia,  metabolic 
acidosis,  hypoglycemia,  hyperkalemia,  elevated  BUN  and  oliguria  (neonatal  cold  injury 
syndrome). Factors that precipitate further these problems are: prematurity, prolonged 
surgery,  and  eviscerated  bowel  (gastroschisis).  Practical  considerations  to  maintain 
temperature  control  are  the  use  of  humidified  and  heated  inhalant  gases  during 
anesthesia,  and  during  all  NICU  procedures  use  radiant  heater  with  skin  thermistor-
activated servo-control mechanism.   

The newborn's host defenses against infection are generally sufficient to meet the 

challenge of most moderate bacterial insults, but may not be able to meet a major insult. 
Total  complement  activity  is  50%  of  adult’s  levels.  C3,  C4,  C5  complex,  factor  B,  and 
properdin concentration is also low in comparison to the adult. IgM, since it does not pass 
the placenta, is absent.  

3- Surgical Response of Newborns  

The  endocrine  and  metabolic  response  to  surgical  stress  in  newborns  (NB)  is 

characterized by catabolic metabolism. An initial elevation in catecholamines, cortisol and 
endorphins  upon  stimulation  by  noxious  stimuli  occurs;  a  defense  mechanism  of  the 
organism to mobilize stored energy reserves, form new ones and start cellular catabolism. 
Cortisol  circadian  responsiveness  during  the  first  week  of  life  is  diminished,  due  to 
inmaturation of the adrenal gland. Cortisol is responsible for protein breakdown, release 
of gluconeogenic amino acids from muscle, and fat lipolysis with release of fatty acids. 
Glucagon secretion is increased. Plasma insulin increase is a reflex to the hyperglycemic 
effect, although a resistance to its anabolic function is present. During surgical stress NB 
release  glucose,  fatty  acids,  ketone  bodies,  and  amino  acids;  necessary  to  meet  body 
energy  needs  in  time  of  increase  metabolic  demands.  Early  postoperative  parenteral 
nutrition  can  result  in  significant  rate  of  weight  gain  due  to  solid  tissue  and  water 


background image

accumulation. Factors correlating with a prolonged catabolic response during surgery are: 
the degree of neuroendocrinological maturation, duration of operation, amount of blood 
loss,  type  of  surgical  procedure,  extent  of  surgical  trauma,  and  associated  conditions 
(hypothermia,  prematurity,  etc.).  They  could  be  detrimental  due  to  the  NB  limited 
reserves of nutrients, the high metabolic demands impose by growth, organ maturation 
and adaptation after birth. Anesthetics such as halothane and fentanyl can suppress such 
response in NB 

II. HEAD AND NECK LESIONS   

A. Cervical Lymphadenopathy  

An  enlarged  lymph  node  is  the  most  common  neck  mass  in  children.  Most  are 

anterior to the sternocleidomastoid muscle. Infection is the usual cause of enlargement; 
viral etiology and persist for months.  

Acute  suppurative  submandibular  adenitis  occur  in  early  childhood  (6  mo-3  yrs),  is 
preceded by pharyngitis or URI, the child develops erythema, swelling and cellulitis, and 
management  is  antibiotics  and  drainage.  Chronic  adenitis:  persistent  node  (>  3  wk., 
tonsillar), solitary, non-tender, mobile and soft. Generally no tx if < 1 cm, for nodes above 
2 cm sizes with rapid growth, clustered, hard or matted do biopsy.  

Other causes are: (1) Mycobacterial adenitis- atypical (MAIS complex), swollen, non-

tender, nor-inflamed, positive skin test, excision is curative, chemotx is of no value. (2) 
Cat-Scratch  adenitis-  caused  by  A.  Fellis,  transmitted  by  kittens,  positive  complement 
fixation  test,  minimally  tender,  fluctuant  regional  nodes,  spontaneous  resolution.  (3) 
Hodgkin's  disease  mostly  teenager  and  young  adults,  continuing  growth,  non-tender 
node, associated to weight loss, biopsy is diagnostic.  

B. Congenital Torticollis  

Congenital  muscular  torticollis  is  a  disorder  characterize  by  shortening  of  the 

cervical muscles, most commonly the sternocleidomastoid (SCM) muscle, and tilting of 
the head to the opposite side. This is the result of endomysial fibrosis of the SCM muscle. 
There is a relationship between birth position and the side affected by the contracture. 
Congenital torticollis causes: plagiocephaly (a craniofacial deformity), fascial asymmetry 
(hemihypoplasia), scoliosis and atrophy of the ipsilateral trapezius muscle if not corrected. 
Torticollis can develop at any age, although is more common during the first six months 
of life. The SCM muscle can be a fibrous mass, or a palpable tumor 1-3 cm in diameter 
within the substance of the muscle is identified by two to three weeks of age. Management 
is conservative in most cases using early physiotherapy exercises? a mean duration of 
three months to achieve full passive neck range of motion. The severity of restriction of 
motion is the strongest predictor of treatment duration. Those children with failed medical 
therapy or the development of fascial hemihypoplasia should undergo surgical transection 
of the SCM muscle.   

C. Thyroglossal Duct Cysts  

Thyroglossal duct cyst (TDC) is the most common congenital anterior midline neck 

mass usually (2/3 of cases) presenting before the second decade of life. Symptoms appear 
at an average age of four with the sudden appearance of a cystic mass at the angle of 


background image

neck  level  moving  with  tongue  protrusion  and  swallowing.  Males  are  more  commonly 
affected than females. TDC is an embryologic anomaly arising from epithelial remnant left 
after descent of the developing thyroid from the foramen cecum. The lining is cuboidal, 
columnar or pseudostratified epithelium. TDC is associated to discomfort, infection and a 
slight probability of malignancy.  

A legally protective requirement is to document that the mass is not ectopic thyroid gland. 
Diagnosis is physical. Sonograms will show a cyst between 0.4 and 4 cm in diameter, with 
variable sonographic appearance and no correlation with pathological findings of infection 
or  inflammation.  Once  infected  surgical  excision  is  more  difficult  and  recurrence  will 
increase. Management is Sistrunk operation: Excision of cyst with resection of duct along 
with the central portion of hyoid bone (a minimum of 10-15 mm of hyoid bone should be 
removed) and some muscle surrounding the proximal ductules (the length of single duct 
above  the  hyoid  bone  spreads  into  many  ductuli  as  it  approach  the  foramen  cecum). 
Extensive  dissection  can  cause  pharyngodynia.  The  greatest  opportunity  for  cure  is 
surgery at initial non-inflamed presentation. Inadequate excision is a risk factor for further 
recurrence.  

D. Branchial Cleft Fistulas  

Branchial  cleft  fistulas  (BCF)  originate  from  the  1st  to  3rd  branchial  apparatus 

during embryogenesis of the head and neck. Anomalies of the 2nd branchial cleft are by 
far the most commonly found. They can be a cyst, a sinus tract or fistulas. Fistulas (or 
sinus tract if they end blindly) display themselves as small cutaneous opening along the 
anterior lower third border of the sternocleidomastoid muscle, communicates proximally 
with the tonsillar fossae, and can drain saliva or a mucoid secretion. Management consists 
of excision since inefficient drainage may lead to infection. I have found that dissection 
along the tract (up to the tonsillar fossa!) can be safely and easily accomplished after 
probing  the  tract  with  a  small  guide  wire  in-place.  This  will  prevent  injury  to  nerves, 
vessels  and  accomplish  a  pleasantly  smaller  scar.  Occasionally  a  second  stepladder 
incision in the neck will be required. 1st BCF are uncommon, located at the angle of the 
mandible,  and  communicating  with  the  external  auditory  canal.  They  have  a  close 
association with the fascial nerve. 3rd BCF are very rare, run into the piriform sinus and 
may be a cause of acute thyroiditis or recurrent neck infections. 

E. Cystic Hygroma  

Cystic  hygroma  (CH)  is  an  uncommon  congenital  lesion  of  the  lymphatic  system 

appearing  as  a  multilocular  fluid  filled  cavity  most  commonly  in  the  back  neck  region, 
occasionally  associated  with  extensive  involvement  of  airway  or  vital  structures.  The 
etiology  is  intrauterine  failure  of  lymphatics  to  communicate  with  the  venous  system. 
Prenatal diagnosis can be done during the first trimester of pregnancy as a  huge neck 
tumor.  Differential  diagnosis  includes  teratomas,  encephalocele,  hemangiomas,  etc. 
There  is  a  strong  correlation  between  prenatal  dx  and  Turner's  syndrome  (>  50%), 
structural defects (Noonan's syndrome) and chromosomic anomalies (13, 18, 21). Early 
diagnosis (< 30 wk gestation) is commonly associated to those anomalies, non-immune 
hydrops and dismal outcome (fetal death). Spontaneous regression is less likely but can 
explain webbed neck of Turner and Noonan's children. Prenatal dx should be followed by 


background image

cytogenetic  analysis:  chorionic  villous  sampling,  amniocentesis,  or  nuchal  fluid  cell 
obtained  from  the  CH  itself  to  determine  fetal  karyotype  and  provide  counseling  of 
pregnancy.  Late  diagnosis  (>30  wks)  should  be  delivered  in  tertiary  center  prepare  to 
deal  with  dystocia  and  postnatal  dyspnea  of  newborn.  The  airway  should  be  secured 
before cord clamping in huge lesions. Intracystic injection of OK432 (lyophilized product 
of  Streptococcus  pyogenes)  caused  cystic  (hygromas)  lymphangiomas  to  become 
inflamed and led to subsequent cure of the lesion without side effects.  

III.OBSTRUCTIVE PROBLEMS  

A. Esophageal Atresia a/o Tracheo-esophageal fistula  

1. Embryology  

The trachea and esophagus initially begin as a ventral diverticulum of the foregut 

during the third intrauterine week of life. A proliferation of endodermal cells appears on 
the lateral aspect of this growing diverticulum. These cell masses will divide the foregut 
into trachea and esophageal tubes. Whether interruption of this normal event leads to 
tracheo-esophageal anomalies or during tracheal growth atresia of the esophagus results 
because of fistulous fixation of the esophagus to the trachea remnant to be proven.  

2. Classification  

EA with distal TEF (87% )- the most common anomaly, the NG tube coiled at T4-5 

level and gas will be seen in the KUB. EA without TEF (8%) - pure esophageal atresia, NG 
coiled  at  T4-5  level  with  airless  abdomen.  TEF  without  atresia  (4%)  -  pure  tracheo-
esophageal fistula. EA with proximal TEF (<1%). EA with proximal and distal TEF (<1%)     

Congenital isolated tracheo-esophageal fistula (TEF) occurs as 4-6% of the disorders 

of the esophagus bringing problems during early diagnosis and management. More than 
H-type is N-type, due to the obliquity of the fistula from trachea (carina or main bronchi) 
to  esophageal  side  (see  the  figure)  anatomically  at  the  level  of  the  neck  root  (C7-T1). 
Pressure changes between both structures can cause entrance of air into the esophagus, 
or esophageal content into the trachea. Thus, the clinical manifestation that we must be 
aware for early diagnosis are: cyanosis, coughing and choking with feedings, recurrent 
chest  infections,  persistent  gastrointestinal  distension  with  air,  and  hypersalivation. 
Diagnosis  is  confirmed  with  a  well-done  esophagogram,  or  video-esophagogram  (high 
success  rates,  establish  level  of  the  TEF).  Barium  in  the  trachea  could  be  caused  by 
aspiration during the procedure. Upon radiologic doubt bronchoscopy should be the next 
diagnostic step. Any delay in surgery is generally  due to delay in diagnosis rather than 
delay in presentation. Management consists of surgical closure of the TEF through a right 
cervical  approach.  Hint:  a  small  guide-wire  threaded  through  the  fistula  during 
bronchoscopy may be of some help. Working in the tracheo-esophageal groove can cause 
injury to the recurrent laryngeal nerve with vocal cord paralysis. Recurrence after closure 
is rare.  

3. Diagnostic characteristics:  

The incidence is one in every 2500 live births. We see between 8-10 per year at the 

University Pediatric Hospital. The mother might show polyhydramnios since the fetus is 
unable to swallow amniotic fluid. (May be responsible for early delivery). Polyhydramnios 


background image

is  most  commonly  seen  in  pure  esophageal  atresia  type.  Choking,  coughing  and 
regurgitation with first feed. Excessive salivation, cyanosis with feedings. Inability to pass 
feeding tube into the stomach. Contrast studies (UGIS, esophagogram) are rarely needed, 
and  of  potential  disaster  (aspiration  of  contrast  material).  Abdominal  films  should  be 
obtained to rule out the occurrence of associated gastrointestinal anomalies. Isolated TEF 
is  more  difficult  to  diagnose  and  may  require  repeated  lateral  esophagograms, 
bronchoscopy and esophagoscopy.   

4. Management  

Correct dehydration, acid-base disturbances, respiratory distress and decompress 

proximal esophageal pouch (Replogle tube). Evaluate for associated conditions such as 
VACTERL association (3 or more): 

-Vertebral anomalies i.e. hemivertebrae, spina bifida  

-Anal malformations i.e. imperforate anus  

-Cardiac malformations i.e. VSD, ASD, Tetralogy Fallot  

-Tracheo-Esophageal fistula (must be one of the associated conditions)  

-Renal deformities i.e. absent kidney, hypospadia, etc.  

-Limb dysplasia    

Early surgical repair (transpleural or extrapleural) for those babies with no evidence 

of  pneumonia,  adequate  weight  (>1200  gm)  and  no  significant  associated  anomalies. 
Babies  with  Chest-X-Ray  positive  findings,  but  adequate  ABG's  can  also  be  primarily 
repaired.  Delayed repair (gastrostomy first) for all other patients. Surgical repair consist 
of  a  4th  intercostal  space  right  muscle-sparing  thoracotomy  (side  of  thoracotomy  is 
contralateral to side of aortic arch of patient), closure of tracheo-esophageal fistula and 
primary esophago-esophagostomy. Esophagogram is done 7-10 days after repair.  

Complications  after  surgery  are:  Anastomotic  leak,  anastomotic  stricture, 

gastroesophageal  reflux,  tracheomalacia,  and  recurrent  TEF.  The  three  most  common 
anastomotic complications are in order of frequency: stricture, leakage and recurrent TEF. 
Recurrent TEF after surgical repair for esophageal atresia occurs in approximately 3-15% 
of cases. Tension on the anastomoses followed by leakage may lead to local inflammation 
with  breakage  of  both  suture  lines  enhancing  the  chance  of  recurrent  TEF.  Once 
established, the fistula allows saliva and food into the trachea, hence clinical suspicion of 
this diagnosis arises with recurrent respiratory symptoms associated with feedings after 
repair  of  esophageal  atresia.  Diagnosis  is  confirmed  with  cineradiography  of  the 
esophagus or bronchoscopy. A second thoracotomy is very hazardous, but has proved to 
be the most effective method to close the recurrent TEF. Either a pleural or pericardial 
flap will effectively isolate the suture line. Pericardial flap is easier to mobilize, provides 
sufficient tissue to use and serves as template for ingrowth of new mucosa should leakage 
occur.  Other  alternatives  are  endoscopic  diathermy  obliteration,  laser  coagulation,  or 
fibrin glue deposition.  

B. Achalasia  


background image

Achalasia in children is an uncommon esophageal motor disorder distinguished by 

clinical, radiological and manometrics features. Incidence is estimated in 0.1 cases/year 
per 100,000 populations under 14 years of age. Clinical presentation is characterized by 
progressive dysphagia, regurgitation, weight loss, chest pain and nocturnal cough. Infants 
exhibit  failure  to  thrive.  Diagnosis  is  established  by  barium  swallow  and  confirmed  by 
manometry and motility studies. Barium swallows shows' esophageal dilatation, motility 
alteration and a small caliber (bird-beak) cardio-esophageal junction. Manometry reveals 
elevated  E-G  sphincter  pressure,  non-  peristaltic  esophageal  contraction  and  failed 
relaxation  of  lower  esophageal  sphincter  upon  swallowing.  Videofluoroscopy  can  be  of 
help  in  the  screening  of  esophageal  motors  disorders.  Esophageal  pneumatic  balloon 
dilatation  is  not  an  effective  method  of  treatment  in  children  due  to  the  high  rate  of 
recurrence  of  symptoms.  Primary  therapy  is  surgical  (Heller's  modified 
esophagomyotomy), and results are similar after a transabdominal or thoracic approach. 
Many authors favor a concomitant antireflux procedure in these patients. Nifedipine can 
be of help as a short management in preparation for surgery. Long-term result presents' 
a connection between achalasia and malignant disease of the esophagus . 

 

 

 

 

To be continued,,, 




رفعت المحاضرة من قبل: Mubark Wilkins
المشاهدات: لقد قام 4 أعضاء و 187 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل