Об особенностях геометрии бифуркации сонных артерий в норме и при стенозе

Заболевания брахиоцефальных артерий являются одной из наиболее частых патологий сердечно-сосудистой системы человека. Стеноз бифуркации сонной артерии устраняется хирургически в ходе проведения эндартерэктомии или стентирования сонной артерии. Эндартерэктомия подразумевает различную технику выполнения: форму разреза, использование или неиспользование заплаты. Преимущества каждого варианта обсуждаются научным сообществом и зависят от анатомии артерии и других параметров конкретного пациента.

Цель настоящей работы – провести статистический анализ анатомических характеристик бифуркации общей сонной артерии для выявления взаимосвязей внутри групп и между выборками пациентов со стенозом и без выраженных патологий сонных артерий.

Результаты и их обсуждение. Удалось показать, что для группы пациентов без патологии существует регрессионная зависимость (p < 0,007) между диаметрами общей, внутренней и наружной сонных артерий как слева, так и справа. Для группы со стенозом сонных артерий такие зависимости отсутствуют. Кроме того, между группами обнаружены статистически значимые различия по диаметру общей (p = 0,0004) и наружной сонной артерии (p = 0,0003), длине каротидного синуса (p = 0,05) и ОСА (p = 0,01). По диаметру внутренней сонной артерии, каротидного синуса и углов дочерних артерий группы не различались.

Заключение. Полученные результаты перспективны для применения в фундаментальных и прикладных исследованиях: при построении численных моделей сонных артерий в норме и при стенозе, а также при разработке лабораторных фантомов и совершенствовании методов диагностики данной патологии.

1. The top 10 causes of death. WHO. Available at: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/the-top-10-causes-of-death

2. Парфенов В.А. Факторы риска и профилактика ишемических цереброваскулярных заболеваний. РМЖ. 2002;(17):770.

3. Kadow B.T., Smaldone M.C. Safety and delayed intervention rates of active surveillance for small renal masses in an elderly population. Ann. Transl. Med. 2019; 7(6):S182–S182. doi: 10.21037/atm.2019.07.68

4. Vitali F., Torrandell-Haro G., Branigan G., Arias Aristizabal J., Reiman E., Bedrick E.J., Brinton R.D., Weinkauf C. Asymptomatic carotid artery stenosis is associated with increased Alzheimer’s disease and non-Alzheimer’s disease dementia risk. Stroke Vasc. Neurol. 2025;10(3):289–296. doi: 10.1136/svn2024-003164

5. Zahra S., Rubab Khakwani K.Z., Acosta D., Arias J.C., French S., Bedrick E.J., Vitali F., Beach T.G., Serrano G., Weinkauf C.C. Neurofibrillary tangles predict dementia in patients with carotid stenosis. J. Vasc. Surg. 2025;81(6):1381–1388. doi: 10.1016/j.jvs.2025.02.007

6. Тарасов Р.С., Казанцев А.Н., Ануфриев А.И., Бурков Н.Н., Шабаев А.Р., Бухтоярова В.И., Грачев К.И. Хирургические факторы рестеноза внутренней сонной артерии после каротидной эндартерэктомии. Кардиол. и сердеч.-сосуд. хирургия. 2018;11(4):47–53.

7. Huang X., Yin X., Xu Y., Jia X., Li J., Niu P., Shen W., Kassab G.S., Tan W., Huo Y. Morphometric and hemodynamic analysis of atherosclerotic progression in human carotid artery bifurcations. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2016;310(5):H639–H647. doi: 10.1152/ajpheart.00464.2015.

8. Bijari P.B., Wasserman B.A., Steinman D.A. Carotid bifurcation geometry is an independent predictor of early wall thickening at the carotid bulb. Stroke. 2014;45(2):473–478. doi: 10.1161/STROKEAHA.113.003454.

9. Huang T., Zou S.L., Shen X., Jin J., Bai J., Wu J.J., Wang L., Jiang Q.J., Qu L.F. Evaluation of the level of carotid bifurcation and the morphology of extracranial internal carotid artery in patients with carotid stenosis by color doppler ultrasound and digital subtraction angiography. Zhonghua Yi Xue Za Zhi. 2022;102(11):781–786. doi: 10.3760/cma.j.cn112137-20210605-01285

10. Özdemir H.İ. The structural properties of carotid arteries in carotid artery diseases – a retrospective computed tomography angiography study. Pol. J. Radiol. 2020;85:e82–e89. doi: 10.5114/pjr.2020.93367

11. Sia S.F., Zhao X., Li. R., Zhang Y., Chong W., He L., Chen Y. Evaluation of the carotid artery stenosis based on minimization of mechanical energy loss of the blood flow. Proc. Inst. Mech. Eng. H. 2016;230(11): 1051–1058. doi:10.1177/0954411916671752

12. Lee S.W., Antiga L., Spence J.D., Steinman D.A. Geometry of the carotid bifurcation predicts its exposure to disturbed flow. Stroke. 2008;39(8):2341– 2347. doi: 10.1161/strokeaha.107.510644

13. Дербилова В.П., Виноградов Р.А., Захаров Ю.Н., Борисов В.Г., Хетеева Э.Э., Виноградова Э.Р., Иващук В.Ю., Мещерякова О.М., Гагин В.А., Зяблова Е.И., Барышев А.Г., Порханов В.А. Влияние угла бифуркации общей сонной артерии на изменение параметров локальной гемодинамики. Клин. физиол. кровообращ. 2023;4(20):371–379. doi: 10.24022/1814-6910-2023-20-4-371-379

14. Eigenbrodt M.L., Bursac Z., Rose K.M., Couper D.J., Tracy R.E., Evans G.W., Brancati F.L., Mehta J.L. Common carotid arterial interadventitial distance (diameter) as an indicator of the damaging effects of age and atherosclerosis, a cross-sectional study of the therosclerosis Risk in Community Cohort Limited Access Data (ARICLAD), 1987–89. Cardiovasc. Ultrasound. 2006;4(1):1. doi:10.1186/1476-7120-4-1

15. Phan T.G., Beare R.J., Jolley D., Das G., Ren M., Wong K., Chong W., Sinnott M.D., Hilton J.E., Srikanth V. Carotid artery anatomy and geometry as risk factors for carotid atherosclerotic disease. Stroke. 2012;43(6):1596–1601. doi: 10.1161/strokeaha.111.645499

16. Tan Q., Qin C., Yang J,. Wang T., Lin H., Lin C., Chen X.. Inner diameters of the normal carotid arteries measured using three-dimensional digital subtraction catheter angiography: a retrospective analysis. BMC Neurol. 2021;21(1):292. doi: 10.1186/s12883021-02328-z

17. Дербилова В.П., Виноградов Р.А., Капран Т.И., Захаров Ю.Н., Борисов В.Г., Виноградова Э.Р., Сухоручкин П.В., Барышев А.Г. Анатомия и геометрия бифуркации общей сонной артерии. Клин. физиол. кровообращ. 2022;1(19):25–32. doi: 10.24022/1814-6910-2022-19-1-25-32

18. Ingebrigtsen T., Morgan M.K., Faulder K., Ingebrigtsen L., Sparr T., Schirmer H. Bifurcation geometry and thepresence of cerebral artery aneurysms. J. Neurosurg. 2004;101(1):108–113. doi:10.3171/jns.2004.101.1.0108

19. Strecker C., Krafft A.J., Kaufhold L., Hüllebrandt M., Treppner M., Ludwig U., Köber G., Hennemuth A., Hennig J., Harloff A. Carotid geometry and wall shear stress independently predict increased wall thickness — A longitudinal 3D MRI study in highrisk patients. Front. Cardiovasc. Med. 2021;8:723860. doi: 10.3389/fcvm.2021.723860

20. Schulz U.G.R., Rothwell P.M. Major variation in carotid bifurcation anatomy: a possible risk factor for plaque development? Stroke. 2001;32(11):2522–2529. doi: 10.1161/hs1101.097391

21. Ngo M.T., Kwak H.S., Chung G.H., Koh E.J. Longitudinal study of carotid artery bifurcation geometry using magnetic resonance angiography. Vascular. 2019;27(3):312–317. doi: 10.1177/1708538119828262

22. Baz R.A., Scheau C., Niscoveanu C., Bordei P. Morphometry of the entire internal carotid artery on CT angiography. Medicina (Kaunas). 2021;57(8):832. doi: 10.3390/medicina57080832

23. Smith R.F., Rutt B.K., Holdsworth D.W. Anthropomorphic carotid bifurcation phantom for MRI applications. J. Magn. Reson. Imaging. 1999;10(4):533–544. doi: 10.1002/(sici)1522-2586(199910)10:4<533::aid-jmri6>3.0.co;2-z.

24. Rezazadeh M., Ostadi R. Numerical simulation of the wall shear stress distribution in a carotid artery bifurcation. J. Mech. Sci. Technol. 2022;36(10):5035– 5046. doi: 10.1007/s12206-022-0917-9

25. Jiang P., Chen Z., Hippe D.S., Watase H., Sun B., Lin R., Yang Z., Xue Y., Zhao X., Yuan C. Association between carotid bifurcation geometry and atherosclerotic plaque vulnerability: a chinese atherosclerosis risk evaluation study. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2020;40(5):1383–1391. doi: 10.1161/ATVBAHA.119.313830

26. Cui Y., Lv X., Wang F., Kong J., Zhao H., Ye Z., Si C., Pan L., Liu P., Wen J. Geometry of the carotid artery and its association with pathologic changes in a Chinese population. Front. Physiol. 2020;10:1628– 1628. doi: 10.3389/fphys.2019.01628

27. Bressloff N.W. Parametric geometry exploration of the human carotid artery bifurcation. J. Biomech. 2007;40(11):2483–2491. doi: 10.1016/j.jbiomech.2006.11.002

28. Abhilash H.N., Yanagita Y., Pai R., Zuber M., Tamagawa M., K P., Kamath S. G., R P., Barboza A.B.V., Rao V.R.K., Khader S.M.A. Effect of vascular geometry on haemodynamic changes in a carotid artery bifurcation using numerical simulation. Clin. Neurol. Neurosurg. 2024;237:108153–108153. doi: 10.1016/j.clineuro.2024.108153

29. Kwon W., Kim Y., Kim J., Jo J., Jeon S., Lee U.Y., Kwak H.S. Bilateral carotid artery geometry using magnetic resonance angiography: a 10-year longitudinal single center study. Sci. Rep. 2022;12(1):4932– 4932. doi: 10.1038/s41598-022-09062-7

30. Underhill H.R., Yuan C., Terry J.G., Chen H., Espeland M.A., Hatsukami T.S., Saam T., Chu B., Yu W., Oikawa M… Crouse J.R. 3rd. Differences in carotid arterial morphology and composition between individuals with and without obstructive coronary artery disease: A cardiovascular magnetic resonance study. J. Cardiovasc. Magn. Reson. 2008;10(1):31. doi: 10.1186/1532-429x-10-31

31. Thomas J.B., Antiga L., Che S.L., Milner J.S., Steinman D.A., Spence J.D., Rutt B.K., Steinman D.A. Variation in the carotid bifurcation geometry of young versus older adults. Stroke. 2005;36(11):2450–2456. doi: 10.1161/01.str.0000185679.62634.0a

32. Spanos K., Petrocheilou G., Karathanos C., Labropoulos N., Mikhailidis D., Giannoukas A. Carotid bifurcation geometry and atherosclerosis. Angiology. 2017;68(9):757–764. doi: 10.1177/0003319716678741

33. Beare R.J., Das G., Ren M., Chong W., Sinnott M.D., Hilton J.E., Srikanth V., Phan T.G. Does the principle of minimum work apply at the carotid bifurcation: a retrospective cohort study. BMC Med. Imaging. 2011;11(1):17. doi: 10.1186/1471-2342-11-17

34. Chee A.J.Y., Ho C.K., Yiu B.Y.S., Yu A.C.H.Walled carotid bifurcation phantoms for imaging investigations of vessel wall motion and blood flow dynamics. IEEE Trans. Ultrason., Ferroelect., Freq. Contr. 2016;63(11):1852–1864. doi: 10.1109/TUFFC.2016.2591946