To the content
4 . 2022

Pathological tortuosity of the internal carotid artery: current problems and interesting facts

Abstract

This article is a review of the literature concerning the development and progression of pathological tortuosity of the internal carotid artery, also analyzing the parameters of measuring the severity of the pathology involved.

The materials were collected using the PubMed platform. The inclusion criteria were as follows: article age not exceeding 5 years, review articles or clinical trials concerning pathological tortuosity of carotid arteries.

Results. There was a correlation found between pathological tortuosity of the internal carotid artery and arterial hypertension, connective tissue disease, body mass index, cerebral small vessel disease and the risk of developing internal carotid artery dissection, with no relationship of atherosclerosis and pathological tortuosity of the internal carotid artery. It was revealed that hemodynamic significance of pathological tortuosity is determined by different diagnostic methods, with neither unequivocal parameters nor pathognomonic symptoms.

Conclusion. The only objective method of determining the degree of severity of pathological tortuosity is the tortuosity index. This parameter requires further study. Probably, early diagnosis and modification of risk factors contributing to the development and progression of pathological tortuosity of the internal carotid artery would decrease the likelihood of cerebrovascular complications.

Keywords: pathological tortuosity of the internal carotid artery; hemodynamics; atherosclerosis of brachiocephalic arteries; diagnosis; stroke; transitory ischemic attack

Funding. The study had no financial support.

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

Authors’ contribution. Study conception and design – Kheteeva E.E., Vinogradov R.A.; data collection and handling – Kheteeva E.E., Vinogradova E.R.; statistical processing – Derbilova V.P., Kapran T.I.; draft manuscript preparation – Kheteeva E.E.; manuscript revision – Vinogradov R.A.

For citation: Kheteeva E.E., Vinogradov R.A., Vinogradova E.R., Derbilova V.P., Kapran T. Pathological tortuosity of the internal carotid artery: current problems and interesting facts. Аngiology and Vascular Surgery. 2022; 28 (4): 36–41. DOI: https://doi.org/10.33029/1027-6661-2022-28-4-36-41 (in Russian)

References

1. Klinicheskaya angiologiya: Rukovodstvo. dvukh tomakh. Tom 1. Pod red. A.V. Pokrovskogo. M.: Meditsina. 2004; 808. (in Russian)

2. National Russian guidelines for the management of patients with diseases of the brachiocephalic arteries. Moscow. 2013; 72. (in Russian)

3. Kazanchyan P.O., Valikov E.A. Pathological deformities of internal carotid arteries. Moscow: Publishing House of MEI. 2005; 134. (in Russian)

4. Fokin A.A., Manoilov A.E., Karanizade A.N., Faizullin K.P. Surgical prevention of stroke in carotid arteries stenosing pathology. Report 1. Continuing medical education and science. 2016; 11 (2): 29–35. (in Russian)

5. Wang H.-F., Wang D.-M., Wang J.-J., et al. Extracranial Internal Carotid Artery Tortuosity and Body Mass Index. Frontiers in Neurology. 2017; 8: 508. DOI: https://doi.org/10.3389/fneur.2017.00508

6. Uchino A., Ohira M. Dolichoectasia of the right internal carotid artery diagnosed incidentally by MR angiography in a 17-year-old girl. Radiology Case Reports. 2019; 14 (4): 444–447. DOI: https://doi.org/10.1016/j.radcr.2019.01.004

7. Kocova M., Kacarska R., Kuzevska–Manera K., et al. Clinical variability in two Macedonian families with Arterial Tortuosity Syndrome. Balkan Journal of Medical Genetics. 2018; 21 (1): 47–52. DOI: https://doi.org/10.2478/bjmg-2018-0009

8. Shoikhet Ya.N., Khorev N.G., Kulikov V.P. Surgical treatment of pathological tortuosity of the internal carotid artery. Barnaul: ABC. 2002; 120. (in Russian)

9. Kulikov V.P. Fundamentals of ultrasound examination of vessels. M.: Publishing house Vidar-M. 2015; 392. (in Russian)

10. Bilman V., Apruzzi L., Baccellieri D., et al. Symptomatic internal carotid artery dissection and kinking in a patient with fibromuscular dysplasia. Journal Vascular Brasileiro. 2021; 20: e20200243. DOI: https://doi.org/10.1590/1677-5449.200243

11. Saba L., Sanfilippo R., Suri J.S. Does Carotid Artery Tortuosity Play a Role in Stroke? Canadian Association of Radiologists’ Journal. 2021; 72 (4): 789–796. DOI: https://doi.org/10.1177/0846537121991057

12. Venturini G., Vuolo L., Pracucci G., et al. Association between carotid artery dissection and vascular tortuosity: a case-control study. Neuroradiology. 2022; 64 (6): 1127–1134. DOI: https://doi.org/10.1007/s00234-021-02848-y

13. Khasiyev F., Rundek T., Tullio M.R.D., et al. Systematic Arterial Correlates of Cervical Artery Tortuosity: The Northern Manhattan Study. Clin Neuroradiol. 2022; 32 (2): 435–443. DOI: https://doi.org/10.1007/s00062-021-01044-y

14. Chirinos J.A., Segers P., Hughes T., Townsend R. Large-Artery Stiffness in Health and Disease. Journal of the American College of Cardiology. 2019; 74 (9): 1237–1263. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jacc.2019.07.012

15. van Rooij J.L.M., Takx R.A.P., Velthuis B.K., et al. Coiling of the Internal Carotid Artery is Associated with Hypertension in Patients Suspected of Stroke. Clinical Neuroradiology. 2021; 31 (2): 425–430. DOI: https://doi.org/10.1007/s00062-020-00892-4

16. Welby J., Kim S., Carr C., et al. Carotid Artery Tortuosity is Associated with Connective Tissue Diseases. American Journal of Neuroradiology. 2019; 40 (10): 1738–1743. DOI: https://doi.org/10.3174/ajnr.A6218

17. Benson J.C., Lehman V.T., Verdoorn J.T., et. al. Prevalence of Cervical Artery Abnormalities on CTA in Patients with Spontaneous Coronary Artery Dissection: Fibromuscular Dysplasia, Dissection, Aneurysm, and Tortuosity. American Journal of neuroradiology. 2021; 42 (8): 1497–1502. DOI: https://doi.org/10.3174/ajnr.A7151

18. Liu J., Ke X., Lai Q. Increased tortuosity of bilateral distal internal carotid artery is associated with white matter hyperintensities. Acta Radiologica. 2021; 62 (4): 515–523. DOI: https://doi.org/10.1177/0284185120932386

19. Chen Y.-C., Wei X.-E., Lu J., et al. Correlation between Internal Carotid Artery Tortuosity and Imaging of Cerebral Small Vessel Disease. Frontiers in Neurology. 2020; 11: 567232. DOI: https://doi.org/10.3389/fneur.2020.567232

20. Glazyrin E.A., Fokin A.A. Comparative analysis of the results of surgical treatment of occlusive-stenotic lesions of the carotid arteries. Topical issues of modern medicine. Khabarovsk: DVSMU Publishing House. 2017. (in Russian)

21. Chen K.P., Wang J.J., Wang L.J., et al. Study of correlation between carotid artery tortuosity and atherosclerotic carotid artery stenosis. Zhonghua Wai Ke Za Zhi. 2017; 55 (8): 608–612. DOI: https://doi.org/10.3760/cma.j.issn.0529-5815.2017.08.011.

22. Dilba K., van Dam-Nolen D.H.K., Crombag G.A.J.C., et al. Dolichoarteriopathies of the extracranial internal carotid artery: The Plaque At RISK study. European Journal of Neurology. 2021; 28 (9): 3133–3138. DOI: https://doi.org/10.1111/ene.14982

23. de Vries E.E., Pourier V.E.C., van Laarhoven C.J.H.C.M., et al. Comparability of semiautomatic tortuosity measurements in the carotid artery. Neuroradiology. 2018; 61 (2): 147–153. DOI: https://doi.org/10.1007/s00234-018-2112-3

24. Zhulev N.M., Yakovlev N.A., Kandyba D.V., Sokurenko G.Yu. Stroke of extracranial genesis. Saint Petersburg: SPbMAPO. 2004; 588. (in Russian)

Связь ПИВСА и индекса массы тела

При избыточной массе тела происходит накопление лишнего жира. Жир, накопленный в брюшной полости, напрямую увеличивает в ней давление. Повышенное внутрибрюшное давление имеет множество физиологических последствий, таких как прямое выталкивание диафрагмы вверх и косвенное поднятие средостения, из-за чего расстояние от дуги аорты до основания черепа укорачивается [22].

В статье 2017 г. H.-F. Wang и D.-M. Wang (China) выявили связь между патологической извитостью и индексом массы тела (ИМТ) [5]. Продемонстрировано, что ПИВСА частично вызвана подъемом дуги аорты. Поскольку исходная точка сдвинута, есть предположение, что укороченное расстояние от дуги аорты до основания черепа "заставляет" СА приспосабливаться и искривляться, что и приводит к извитости ВСА [5].

Показано, что пациенты (средний возраст больных или в контрольной группе составлял 62,41±0,81 года) с извитостью ВСА чаще имели более высокий ИМТ по сравнению с контрольной группой (извитость при ИМТ 27,06±2,81 кг/м2 по сравнению с отсутствием извитости при ИМТ 23,3±2,78 кг/м2; p<0,001). Пациенты с извитостью ВСА чаще страдали АГ [5, 13-15].

Результаты этого исследования демонстрируют, что увеличение ИМТ коррелирует с более высоким риском прогрессирования извитости ВСА, а индекс извитости увеличивается линейно с ИМТ. Эти данные позволяют предположить, что избыточная масса тела или ожирение может быть фактором риска извитости ВСА [5].

Связь ПИВСА с болезнью мелких сосудов головного мозга

Болезнь мелких сосудов (БМС) головного мозга относится ко всем патологическим процессам, которые поражают мелкие артерии и артериолы, капилляры и мелкие вены. Есть 6 тесно взаимосвязанных признаков данного заболевания, которые можно наблюдать на магнитно-резонансной томографии (МРТ) головного мозга: небольшие подкорковые инфаркты, гиперинтенсивность белого вещества, лакуны, церебральные микрокровоизлияния, увеличенные периваскулярные пространства и атрофия [23].

Исследование Y.-C. Chen и X.-E. Wei (2020) было направлено на изучение корреляции между извитостью ВСА и нейровизуализационными маркерами с использованием КТ. В исследование включены 1264 пациента, которые посетили больницу с появлением ряда симптомов и у которых клиницисты заподозрили цереброваскулярное заболевание. Степень извитости ВСА оценивали с помощью индекса извитости [19].

Однофакторный анализ показал, что значение ПИВСА было прямо пропорционально связано с присутствием каждого маркера БМС (все p<0,001). Таким образом, частота ПИВСА была значимо выше у пациентов с выявленной БМС головного мозга и положительно коррелировала с ее тяжестью. Извитость артерий может быть фактором риска развития БМС. Это открытие может иметь потенциальное клиническое значение для выявления пациентов с подозрением на БМС и оценки тяжести заболевания [19].

Связь ПИВСА с атеросклерозом

Исследование K.P. Chen и J.J. Wang продемонстрировало отсутствие данной связи. Ретроспективно были обследованы 73 пациента, с односторонним атеросклеротическим стенозом СА, которым провели КТ-ангиографию в отделении нейрохирургии Пекинской больницы с января 2011 по июнь 2016 г. Мужчин было 51, женщин - 22 в возрасте от 48 до 90 лет, средний возраст составил 65,9±9,5 года. Больных со стенозом в левой СА было 38, в правой - 35. Степень стеноза СА колебалась от 30 до 90% при медиане 44,0% (25,5%). Извитость ОСА, экстракраниальную извитость ВСА количественно определяли путем измерения индекса извитости. Сравнение пораженных и нормальных СА проводили с использованием t-критерия или рангового критерия Уилкоксона. Статистически значимых различий в индексе извитости ОСА (Z=-0,584, p=0,559), угле ВСА (t=0,278, p=0,781) и индексе извитости экстракраниальной ВСА (Z=-0,377, p=0,706) не было. По сравнению с нормальными артериями СА с незначимым атеросклеротическим стенозом демонстрируют более извилистую бифуркацию ОСА-ВСА, тогда как при умеренном/тяжелом стенозе бифуркация ОСА-ВСА более прямая. Корреляции между извитостью ВСА и стенозом СА нет [21]. А.А. Фокин и Е.А. Глазырин в 2017 г. указали на возможный неатеросклеротический генез деформаций ВСА [20].

Заключение

ПИВСА имеет большую медико-социальную значимость, так как с этим сопряжено развитие цереброваскулярных осложнений [1-3, 8, 24].

Данная патология может быть как следствием врожденных эмбриологических нарушений, так и следствием возрастных дегенеративных изменений [3, 8].

Специфичных для ПИВСА симптомов практически не существует. Основную роль в диагностике и определении тактики лечения пациентов с ПИВСА играют инструментальные методы обследования.

При определении показаний к оперативному вмешательству однозначного мнения нет. Также нет единого мнения о гемодинамической значимости деформации СА и целесообразности ее хирургической коррекции.

Индекс извитости - достаточно простой и объективный метод определения степени выраженности ПИВСА. Полагаем, что внедрение этого индекса в широкую клиническую практику и ориентация на него при выставлении показаний к хирургическому вмешательству привели бы к определенной стандартизации лечебной тактики.

Литература

1. Клиническая ангиология: Руководство. В двух томах. Том 1. Под ред. А.В. Покровского. М.: Медицина. 2004; 808.

2. Национальные российские рекомендации по ведению пациентов с заболеваниями брахиоцефальных артерий. Москва. 2013; 72.

3. Казанчян П.О., Валиков Е.А. Патологические деформации внутренних сонных артерий. Москва: Издательство МЭИ. 2005; 134.

4. Фокин А.А., Манойлов А.Е., Каранизаде А.Н., Файзуллин К.Р. Хирургическая профилактика инсульта при стенозирующей патологии сонных артерий. Сообщение 1. Непрерывное медицинское образование и наука. 2016; 11 (2): 29-35.

5. Wang H.-F., Wang D.-M., Wang J.-J., et al. Extracranial Internal Carotid Artery Tortuosity and Body Mass Index. Frontiers in Neurology. 2017; 8: 508. DOI: https://doi.org/10.3389/fneur.2017.00508

6. Uchino A., Ohira M. Dolichoectasia of the right internal carotid artery diagnosed incidentally by MR angiography in a 17-year-old girl. Radiology Case Reports. 2019; 14 (4): 444-447. DOI: https://doi.org/10.1016/j.radcr.2019.01.004

7. Kocova M., Kacarska R., Kuzevska-Manera K., et al. Clinical variability in two Macedonian families with Arterial Tortuosity Syndrome. Balkan Journal of Medical Genetics. 2018; 21 (1): 47-52. DOI: https://doi.org/10.2478/bjmg-2018-0009

8. Шойхет Я.Н., Хорев Н.Г., Куликов В.П. Хирургическое лечение патологической извитости внутренней сонной артерии. Барнаул: Азбука. 2002; 120.

9. Куликов В.П. Основы ультразвукового исследования сосудов. М.: Издательский дом Видар-М. 2015; 392.

10. Bilman V., Apruzzi L., Baccellieri D., et al. Symptomatic internal carotid artery dissection and kinking in a patient with fibromuscular dysplasia. Journal Vascular Brasileiro. 2021; 20: e20200243. DOI: https://doi.org/10.1590/1677-5449.200243

11. Saba L., Sanfilippo R., Suri J.S. Does Carotid Artery Tortuosity Play a Role in Stroke? Canadian Association of Radiologists’ Journal. 2021; 72 (4): 789-796. DOI: https://doi.org/10.1177/0846537121991057

12. Venturini G., Vuolo L., Pracucci G., et al. Association between carotid artery dissection and vascular tortuosity: a case-control study. Neuroradiology. 2022; 64 (6): 1127-1134. DOI: https://doi.org/10.1007/s00234-021-02848-y

13. Khasiyev F., Rundek T., Tullio M.R.D., et al. Systematic Arterial Correlates of Cervical Artery Tortuosity: The Northern Manhattan Study. Clin Neuroradiol. 2022; 32 (2): 435-443. DOI: https://doi.org/10.1007/s00062-021-01044-y

14. Chirinos J.A., Segers P., Hughes T., Townsend R. Large-Artery Stiffness in Health and Disease. Journal of the American College of Cardiology. 2019; 74 (9): 1237-1263. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jacc.2019.07.012

15. van Rooij J.L.M., Takx R.A.P., Velthuis B.K., et al. Coiling of the Internal Carotid Artery is Associated with Hypertension in Patients Suspected of Stroke. Clinical Neuroradiology. 2021; 31 (2): 425-430. DOI: https://doi.org/10.1007/s00062-020-00892-4

16. Welby J., Kim S., Carr C., et al. Carotid Artery Tortuosity is Associated with Connective Tissue Diseases. American Journal of Neuroradiology. 2019; 40 (10): 1738-1743. DOI: https://doi.org/10.3174/ajnr.A6218

17. Benson J.C., Lehman V.T., Verdoorn J.T., et al. Prevalence of Cervical Artery Abnormalities on CTA in Patients with Spontaneous Coronary Artery Dissection: Fibromuscular Dysplasia, Dissection, Aneurysm, and Tortuosity. American Journal of neuroradiology. 2021; 42 (8): 1497-1502. DOI: https://doi.org/10.3174/ajnr.A7151

18. Liu J., Ke X., Lai Q. Increased tortuosity of bilateral distal internal carotid artery is associated with white matter hyperintensities. Acta Radiologica. 2021; 62 (4): 515-523. DOI: https://doi.org/10.1177/0284185120932386

19. Chen Y.-C., Wei X.-E., Lu J., et al. Correlation between Internal Carotid Artery Tortuosity and Imaging of Cerebral Small Vessel Disease. Frontiers in Neurology. 2020; 11: 567232. DOI: https://doi.org/10.3389/fneur.2020.567232

20. Глазырин Е.А., Фокин А.А. Сравнительный анализ результатов оперативного лечения окклюзионно-стенотических поражений сонных артерий. Актуальные вопросы современной медицины. Хабаровск: Издательство ДВГМУ. 2017.

21. Chen K.P., Wang J.J., Wang L.J., et al. Study of correlation between carotid artery tortuosity and atherosclerotic carotid artery stenosis. Zhonghua Wai Ke Za Zhi. 2017; 55 (8): 608-612. DOI: https://doi.org/10.3760/cma.j.issn.0529-5815.2017.08.011.

22. Dilba K., van Dam-Nolen D.H.K., Crombag G.A.J.C., et al. Dolichoarteriopathies of the extracranial internal carotid artery: The Plaque At RISK study. European Journal of Neurology. 2021; 28 (9): 3133-3138. DOI: https://doi.org/10.1111/ene.14982

23. de Vries E.E., Pourier V.E.C., van Laarhoven C.J.H.C.M., et al. Comparability of semiautomatic tortuosity measurements in the carotid artery. Neuroradiology. 2018; 61 (2): 147-153. DOI: https://doi.org/10.1007/s00234-018-2112-3

24. Жулев Н.М., Яковлев Н.А., Кандыба Д.В., Сокуренко Г.Ю. Инсульт экстракраниального генеза. Санкт-Петербург: СПбМАПО. 2004; 588.

All articles in our journal are distributed under the CC BY-NC-ND 4.0 (Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International)

п?? GEOTAR-Media Publishing Group. The use of textual and illustrative content from this publication for the training of any artificial intelligence systems п?? including machine learning models and neural networks п?? is strictly prohibited without the prior written consent of the copyright holder.

  • п??п??п??п??п??п??п??п??п??п?? п??п??п??п??п??п??п??п?? п??п??п??п??п??п??п??п??п??п?? п?? п??п??п??п??п??п??п??п??п??п?? п??п??п??п??п??п??п??п??
  • п??п??п??п??п??п??п??п??п??
  • Telegram
CHIEF EDITOR
Academician of the Russian Academy of Sciences Doctor of Medical Sciences, Professor, President of the Russian Society of Angiologists and Vascular Surgeons

 

In accordance with the decision of the Presidium of the Russian Society of Angiologists and Vascular Surgeons, the journal "Angiology and Vascular Surgery" will be named after Academician A.V. Pokrovsky starting from No. 2/2022.


Journals of «GEOTAR-Media»