The possibilities of ultrasound diagnostics in assessing the structural variants of the bifurcation of the common carotid artery

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Aim – to identify various structural variants of the bifurcation of the common carotid artery using the ultrasound imaging method, taking into account the age characteristics of patients.

Material and methods. We examined 1,061 patients (the average age was 57.0±10.7 years). Using ultrasound imaging, the anatomical variant of the bifurcation of the common carotid artery was determined, taking into account the location of the external and internal carotid arteries at the visualization level. The results were grouped according to the age and gender of the patients, statistically processed.

Results. 2,122 vascular complexes were studied (1,396 in women and 726 in men). Five main types of bifurcation structure of the common carotid artery (types A – E) were identified. Type A was the most common among all participants (up to 42%). Type B was detected in up to 35% of men and 27% of women. Type C accounted for 15-19% of cases. Other options were estimated at 4-7%. Taking into account the age, four groups were formed for men and women. At the same time, type A was 41-43% for women, regardless of age, and 31-40% for men. Type B in men in the age group 1 was detected in 48%. Type С was 2-4% more common among women in the age groups 2 and 3. In the older age group of men, type C was 31% and type E was 12% (the most common). In other age groups, D and E types accounted for 4-7%.

Conclusion. The results obtained contribute to the development of personalized directions in the treatment of vascular diseases and help to improve minimally invasive surgical interventions.

About the authors

Andrei S. Moshkin

Orel State University named after I.S. Turgenev

Author for correspondence.
Email: as.moshkin@internet.ru
ORCID iD: 0000-0003-2085-0718

MD, Cand. Sci. (Medicine), Associate Professor of the Department of Anatomy, Operative Surgery and Disaster Medicine

Russian Federation, Orel

Vladimir N. Nikolenko

Sechenov First Moscow State Medical University; Lomonosov Moscow State University

Email: vn.nikolenko@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9532-9957

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor, Head of the Department of Human Anatomy and Histology, Head of the Department of the Normal and Topographic Anatomy

Russian Federation, Moscow; Moscow

Maksud A. Khalilov

Orel State University named after I.S. Turgenev

Email: halilov.66@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3529-0557

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor, Head of the Department of Anatomy, Operative Surgery and Disaster Medicine

Russian Federation, Orel

Liliya V. Gavryushova

Saratov State Medical University named after V.I. Razumovsky

Email: gavryushova.liliya@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4810-0695

MD, Cand. Sci. (Medicine), Associate Professor of the Department of Therapeutic Dentistry

Russian Federation, Saratov

Lyubov V. Moshkina

Orel State University named after I.S. Turgenev

Email: moshkina.l@internet.ru
ORCID iD: 0009-0008-1328-1880

MD, assistant at the Department of Anatomy, Operative Surgery and Disaster Medicine

Russian Federation, Orel

Zhi Li

Sechenov First Moscow State Medical University; Petrovsky National Research Centre of Surgery

Email: li-zhi@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2062-8463

MD, Postgraduate of Vascular Surgery Department

Russian Federation, Moscow; Moscow

References

  1. Dovgyallo YuV. Age variability of the lumen of the internal carotid arteries. Morphological Almanac named after V.G. Koveshnikov. 2021;19(3):30-34. (In Russ.). [Довгялло Ю.В. Возрастная изменчивость величины просвета внутренних сонных артерий. Морфологический альманах имени В.Г. Ковешникова. 2021;19(3):30-34]. EDN: GAORNK
  2. Dol AV, Ivanov DV, Bakhmetyev AS, et al. Influence of the internal carotid arteries stenosis on the hemodynamics of the circle of willis communicating arteries: a numerical study. Russian Journal of Biomechanics. 2021;25(4):356-368. [Доль А.В., Иванов Д.В., Бахметьев А.С., и др. Численное исследование влияния стеноза внутренних сонных артерий на гемодинамику артерий виллизиевого круга. Российский журнал биомеханики. 2021;25(4):356-368]. doi: 10.15593/RZhBiomeh/2021.4.01
  3. Moshkin AS, Khalilov MA, Shmeleva SV, et al. The organization or personified treatment of diseases of coronary arteries considering analysis of bifurcation modifications. The problems of social hygiene, public health and history of medicine. 2021;29(4):951-956. [Мошкин А.С., Халилов М.А., Шмелева С.В., и др. Организация персонифицированного лечения заболеваний сонных артерий с учетом анализа вариантов бифуркации. Проблемы социальной гигиены, здравоохранения и истории медицины. 2021;29(4):951-956]. doi: 10.32687/0869-866X-2021-29-4-951-956
  4. Batrashov VA, Yudaev SS, Zemlyanov AV, Marynich AA. Evaluation of surgical intervention and conservative treatment in asymptomatic patients with pathological tortuosity of internal carotid arteries. Bulletin of the National Medical and Surgical Center named after N.I. Pirogov. 2022;17(3):38-41. [Батрашов В.А., Юдаев С.С., Землянов А.В., Марынич А.А. Результаты хирургического и консервативного лечения пациентов с асимптомной патологической извитостью внутренних сонных артерий. Вестник Национального медико-хирургического центра им. Н.И. Пирогова. 2022;17(3):38-41]. doi: 10.25881/20728255_2022_17_3_38
  5. Gataulin YaA, Zaitsev DK, Smirnov EM, Yukhnev AD. The structure of unsteady flow in a spatially convoluted model of a common carotid artery with stenosis: a numerical study. Russian Journal of Biomechanics. 2019;23(1):69-78. [Гатаулин Я.А., Зайцев Д.К., Смирнов Е.М., Юхнев А.Д. Структура нестационарного течения в пространственно-извитой модели общей сонной артерии со стенозом: численное исследование. Российский журнал биомеханики. 2019;23(1):69-78].doi: 10.15593/RZhBiomeh/2019.1.07
  6. Vishnyakova MV, Pronin IN, Larkov RN, Zagarov SS. Computed tomography angiography in the planning of reconstructive operations on internal carotid arteries. Diagnostic and interventional radiology. 2016;10(3):11-19. [Вишнякова М.В., Пронин И.Н., Ларьков Р.Н., Загаров С.С. Компьютерно-томографическая ангиография в планировании реконструктивных операций на внутренних сонных артериях. Диагностическая и интервенционная радиология. 2016;10(3):11-19]. doi: 10.25512/DIR.2016.10.3.01
  7. Gavrilenko AV, Al-Yusef NN, Kuklin AV, et al. Minimally invasive carotid artery surgery. Pirogov Russian Journal of Surgery. 2021;6-2:59-64. [Гавриленко А.В., Аль-Юсеф Н.Н., Куклин А.В., и др. Малоинвазивная хирургия сонных артерий. Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2021;6-2: 59-64]. doi: 10.17116/hirurgia202106259
  8. Reyes-Soto G, Pérez-Cruz JC, Delgado-Reyes L, et al. The Vertebrobasilar Trunk and Its Anatomical Variants: A Microsurgical Anatomical Study. Diagnostics. 2024;14(5):534. doi: 10.3390/diagnostics14050534
  9. Antonov GI, Chmutin GE, Miklashevich ER, et al. Carotid artery dissection and blowout as a brachiocephalic arteries stenting complications. Hospital medicine: Science and practice. 2021;4(1):5-9. [Антонов Г.И., Чмутин Г.Е., Миклашевич Э.Р., и др. Диссекция и разрыв сонной артерии как осложнения стентирования брахиоцефальных артерий. Госпитальная медицина: наука и практика. 2021;4(1):5-9]. doi: 10.34852/GM3CVKG.2021.91.75.001
  10. Bos D, Arshi B, van den Bouwhuijsen QJA, Ikram MK, et al. Atherosclerotic Carotid Plaque Composition and Incident Stroke and Coronary Events. J Am Coll Cardiol. 2021;77(11):1426-1435. doi: 10.1016/j.jacc.2021.01.038
  11. Krainik VM, Novikov DI, Zaitsev AYu, et al. Experience of clinical use of ultrasound guidance for cervical plexus block in reconstructive carotid surgery. Messenger of Anesthesiology and Resuscitation. 2019;16(1):35-41. [Крайник В.М., Новиков Д.И., Зайцев А.Ю., и др. Опыт клинического применения ультразвуковой навигации для выполнения блокады шейного сплетения в реконструктивной хирургии сонных артерий. Вестник анестезиологии и реаниматологии. 2019;16(1):35-41]. doi: 10.21292/2078-5658-2019-16-1-35-41
  12. Garg PK, Bhatia HS, Allen TS, et al. Assessment of Subclinical Atherosclerosis in Asymptomatic People In Vivo: Measurements Suitable for Biomarker and Mendelian Randomization Studies. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2024;44(1):24-47. doi: 10.1161/ATVBAHA.123.320138
  13. Ihle-Hansen H, Vigen T, Berge T, et al. Carotid Plaque Score for Stroke and Cardiovascular Risk Prediction in a Middle-Aged Cohort From the General Population. J Am Heart Assoc. 2023;12(17):e030739.doi: 10.1161/JAHA.123.030739
  14. Momcilovic D, Begrich C, Stumpf MJ, et al. Preclinical atherosclerotic burden in carotid and lower extremity arteries in adults with congenital heart disease. Vasa. 2023;52(4):257-263. doi: 10.1024/0301-1526/a001073
  15. Samotesov PA, Levenets AA, Kan IV, et al. Variant anatomy of common carotid artery bifurcation in males. Siberian Medical Journal. 2012;112(5):31-33. [Самотесов П.А., Левенец А.А., Кан И.В., и др. Вариантная анатомия бифуркации общих сонных артерий у мужчин. Сибирский медицинский журнал. 2012;112(5):31-33]. EDN: PBUYKJ
  16. Hojaij F, Rebelo G, Akamatsu F, et al. Syntopy of vagus nerve in the carotid sheath: A dissectional study of 50 cadavers. Laryngoscope Investig Otolaryngol. 2019;4(3):319-322. doi: 10.1002/lio2.275
  17. Han Q, Zhou P, Huang Y. Surgical Revascularization: Ligation of Extracranial Internal Carotid Artery and Superficial Temporal Artery-to-Middle Cerebral Artery Bypass in Patient with Extracranial Internal Carotid Aneurysm and Hemorrhagic Moyamoya Disease. World Neurosurg. 2019;126:129-133. doi: 10.1016/j.wneu.2019.02.110
  18. Sharma KJ, Heald C, Simmons JM, Cuff RF. Management of an extracranial internal carotid artery aneurysm secondary to relapsing polychondritis. J Vasc Surg Cases Innov Tech. 2020;6(4):576-579. doi: 10.1016/j.jvscit.2020.07.004
  19. Guerra A, Jain AK, Eskandari MK, Rodriguez HE. Ipsilateral carotid bypass outcomes in hostile neck anatomy. J Vasc Surg. 2021;74(6):1929-1936. doi: 10.1016/j.jvs.2021.05.036
  20. Nageler G, Gergel I, Fangerau M, et al. Deep Learning-based Assessment of Internal Carotid Artery Anatomy to Predict Difficult Intracranial Access in Endovascular Recanalization of Acute Ischemic Stroke. Clin Neuroradiol. 2023;33(3):783-792. doi: 10.1007/s00062-023-01276-0
  21. Memon S, Friend E, Samuel SP, Goykhman I, Kalra S, Janzer S, George JC. 3D Printing of Carotid Artery and Aortic Arch Anatomy: Implications for Preprocedural Planning and Carotid Stenting. J Invasive Cardiol. 2021;33(9):E723-E729. doi: 10.25270/jic/20.00696

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Figure 1. Graphs of the normal probability distribution of participants by age, taking into account the gender in the observation (the Shapiro – Wilk W test for women w=0.9674, p=0.0000; for men w=0.9893, p=0.00004).

Download (1MB)
Indexing metadata
3. Figure 2. Structural variants of the bifurcation region of the common carotid artery in the observation.

Download (1MB)
Indexing metadata
4. Figure 3. Graphs of the normal probability distribution of participants by age, taking into account the type of structure of the bifurcation of the common carotid artery (Shapiro – Wilk W test: type A w=0.9787, p=0.0000; type B w=0.9729, p=0.0000; type C w=0.9701, p=0.0000; type D w=0.9622, p=0.0044; type E w=0.9913, p=0.4966).

Download (1MB)
Indexing metadata
5. Figure 4. Diagram of the distribution of participants, taking into account the type of structure of the common carotid artery bifurcation and age group (Shapiro – Wilk W test: group 1, w=0.7703, p=0.0000; group 2, w=0.794, p=0.0000; group 3, w=0.8183, p=0.0000; group 4, w=0.8368, p=0.0000).

Download (1MB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Moshkin A.S., Nikolenko V.N., Khalilov M.A., Gavryushova L.V., Moshkina L.V., Li Z.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».