Determination of barometric criteria for rupture of atherosclerotic plaques in the brachiocephalic arteries

Abstract

The sequence of determining determination of the critical value of blood pressure for the occurrence of dissection of atherosclerotic intima of the internal carotid artery according to the experimental study. Atherosclerotic lesion of the brachiocephalic arteries was modeled on a vascular silicone phantom of the carotid arteries, in which the surgical material (intact annular area of atherosclerotic intima with plaque), obtained after eversion endarterectomy in a patient with atherosclerotic lesions, was placed and fixed in the region of the mouth of the internal carotid artery. A total of 30 models were created. To determine the critical values of the pressure on the intima with the plaque, at which it ruptures, balloon catheters were used, controlling the pressure with a manometer. The results were compared with the preoperative data of ultrasound and computed tomography examinations of patients. Dissection of the intima in the area of the plaque occurred in 6 cases at a pressure of 150–180 mm Hg; in 9 cases at 180–200 mm Hg, in 3 cases at a pressure of more than 200 mmHg, in 12 when exposed to more than 300 mm Hg. All patients, whose intima ruptured at a pressure of less than 200 mm Hg, had a fluid component of the plaque on preoperative examination, and in 6 patients, the critical pressure on the plaque was 150 mm Hg., there was also a thinned "cover" of the plaque. In the rest of the cases, the plaques were stable without a liquid component. Dissection of the intima in these cases did not occur when the exposure value was more than 300 mm Hg. The presence of a fluid component in an atherosclerotic plaque of the carotid artery in combination with a thinned «cover» of the plaque indicates the extreme danger of its destruction and embolism during a hypertensive crisis. The degree of stenosis of the carotid artery was found to be a less significant risk factor for unstable plaque rupture than the presence of a fluid component.

Keywords

brachiocephalic arteries / unstable atherosclerotic plaque / blood pressure / hypertensive crisis / ultrasound duplex scanning / multislice computed tomography

References

[1] World Health Organization. Research for universal health coverage: World health report Geneva: World Health Organization; 2013. 168 р.

[2] World Health Organization. Research for universal health coverage: World health report Geneva: World Health Organization, 2013. 168 p.

[3] Dubenko OE. Rol' intrakranial'nogo ateroskleroza v razvitii ishemicheskogo insul'ta: sravnitel'noe sostojanie problemy.Mezhdunarodnyĭ nevrologicheskiĭ zhurnal. 2017;2:25–30. (in Russ.) doi: 10.22141/2224-0713.2.88.2017.100194

[4] Дубенко О.Е. Роль интракраниального атеросклероза в развитии ишемического инсульта: сравнительное состояние проблемы // Международный неврологический журнал. 2017. № 2. С. 25–30. doi: 10.22141/2224-0713.2.88.2017.100194

[5] Maksimova MJu, Moskvicheva AS, Chechetkin AO. Faktory riska razvitija ishemicheskogo insul'ta v arterijah karotidnoĭ sistemy u muzhchin i zhenshhin.Annaly klinicheskoi i jeksperimental'noi nevrologii. 2018;12:5–11 (in Russ.)

[6] Максимова М.Ю., Москвичева А.С., Чечеткин А.О. Факторы риска развития ишемического инсульта в артериях каротидной системы у мужчин и женщин // Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2018. № 12. С. 5–11.

[7] Nacional'nye rekomendacii po vedeniju pacientov s zabolevanijami brahiocefal'nyh arterij.Angiologiya i Sosudistaya Khirurgiya.2013;2:13–4. (in Russ.)

[8] Национальные рекомендации по ведению пациентов с заболеваниями брахиоцефальных артерий // Ангиология и сосудистая хирургия. 2013. № 2 (13–4).

[9] Benjamin EJ, Muntner P, Alonso A, et al. Heart disease and stroke statistics–2019 update: a report from the American Heart Association Statistics Committee and Stroke Statistics Subcommittee.Circulation.2019;139:e56–e528. doi: 10.1161/CIR.0000000000000659

[10] Benjamin E.J., Muntner P., Alonso A., et al. Heart disease and stroke statistics–2019 update: a report from the American Heart Association Statistics Committee and Stroke Statistics Subcommittee. Circulation. 2019. No. 139. P. 56–e528. doi: 10.1161/CIR.0000000000000659

[11] Sarti C, Rastenyte D, Cepaitis Z, Tuomilehto J. International trends in stroke mortality; 1968 to 1994.Stroke.2000;31:1588–1601. doi: 10.1161/01.str.31.7.1588

[12] Sarti C., Rastenyte D., Cepaitis Z., Tuomilehto J. International trends in stroke mortality; 1968 to 1994 // Stroke. 2000. Vol. 31. P. 1588–1601. doi: 10.1161/01.str.31.7.1588

[13] Kleindorfer D, Panagos P, Pancioli A. Incidence and shortterm prognosis of transient ischemic attack in a population-based study.Stroke.2005;36:720–723. doi: 10.1161/01.STR.0000158917.59233.b7

[14] Kleindorfer D., Panagos P., Pancioli A. Incidence and shortterm prognosis of transient ischemic attack in a population-based study // Stroke. 2005. Vol. 36. P. 720–723. doi: 10.1161/01.STR.0000158917.59233.b7.

[15] Mohr JP, Caplan LR, Melski JW. The Harvard Cooperative Stroke Registry: a prospective registry.Neurology.1978;28:754–762.

[16] Mohr J.P., Caplan L.R., Melski J.W. The Harvard Cooperative Stroke Registry: a prospective registry // Neurology. 1978. Vol. 28. P. 754–762.

[17] Shapovalova AG, Rapovka VG, Sobolevskaya OA, Negoda TN. Reabilitacija pacientov posle ostrogo narushenija mozgovogo krovoobrashhenija na fone gemodinamicheski znachimyh stenozov brahiocefal'nyh arterij.Tihookeanskij medicinskij zhurnal.2020;3:25–34. (in Russ.) doi: 10.34215/1609 1175 2020-3-25-29

[18] Шаповалова А.Г., Раповка В.Г., Соболевская О.А., и др. Реабилитация пациентов после острого нарушения мозгового кровообращения на фоне гемодинамически значимых стенозов брахиоцефальных артерий // Тихоокеанский медицинский журнал. 2020. № 3. С. 25–34. doi: 10.34215/1609 1175 2020-3-25-29

[19] Uteyliev ES, Konysbaeva KK, Zhangalieva DR. Jepidemiologija i profilaktika ishemicheskogo insul'ta (obzornaja stat'ja).Vestnik KazNMU.2017;4:122–127. (in Russ.)

[20] Утеулиев Е.С., Конысбаева К.К., Жангалиева Д.Р. Эпидемиология и профилактика ишемического инсульта (обзорная статья) // Вестник КазНМУ. 2017. № 4. С. 122–127.

[21] Shapovalov IN, Nikitina SYu, Ageeva LI, et al. Zdravoohranenie v Rossii 2019. Statisticheskij sbornik.Federal'naja sluzhba gosudarstvennoj statistiki (Rosstat).Moscow; 2019. 170 p. (in Russ.)

[22] Шаповал Н.И, Никитина С.Ю. Здравоохранение в России 2019. Статистический сборник. Федеральная служба государственной статистики (Росстат). М., 2019. C. 170.

[23] Zaitsev DE, Lepekhina AS, Trufanov GE. Ul'trazvukovaja semiotika priznakov destabilizacii ateroskleroticheskih bljashek sonnyh arterij.Rossijskij kardiologicheskij zhurnal. 2019;24:70–75. (in Russ.) doi: 10.15829/1560-4071-2019-12-70-75

[24] Зайцев Д.Е., Лепёхина А.С., Труфанов Г.Е. Ультразвуковая семиотика признаков дестабилизации атеросклеротических бляшек сонных артерий // Российский кардиологический журнал. 2019. № 24. С. 70–75. doi: 10.15829/1560-4071-2019-12-70-75

[25] Machinskiy PA, Plotnikova NA, Ul'yankin VE, Kemaykin SP, Rybakov AG. Sravnitel'naja harakteristika pokazatelei smertnosti i letal'nosti ot ishemicheskogo i gemorragicheskogo insul'tov v Rossii.Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Povolzhskiĭ region. Meditsinskie nauki.2019;3:101–118. (in Russ.) doi: 10.21685/2072-3032-2019-3-10

[26] Мачинский П.А., Плотникова Н.А., Ульянкин В.Е., и др. Сравнительная характеристика показателей смертности и летальности от ишемического и геморрагического инсультов в России // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Медицинские науки. 2019. № 3. С. 101–118. doi: 10.21685/2072-3032-2019-3-10

[27] Machinskiy PA, Plotnikova NA, Ul'yankin VE, Kemaykin SP, Rybakov AG. Sravnitel'naja harakteristika pokazateleĭ zabolevaemosti ishemicheskim i gemorragicheskim insul'tom v Rossii.Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Povolzhskii region. Meditsinskie nauki.2019;2:112–132. (in Russ) doi: 10.21685/2072-3032-2019-2-11

[28] Мачинский П.А., Плотникова Н.А., Ульянкин В.Е., и др. Сравнительная характеристика показателей заболеваемости ишемическим и геморрагическим инсультом в России // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Медицинские науки. 2019. № 2. С. 112–132. doi: 10.21685/2072-3032-2019-2-11

[29] Bogousslavsky J, Van MG, Regli F. The Lausanne Stroke Registry: analysis of 1,000 consecutive patients with first stroke.Stroke.1988;19:1083–1092. doi: 10.1161 / 01.str.19.9.1083

[30] Bogousslavsky J., Van MG, Regli F. The Lausanne Stroke Registry: analysis of 1,000 consecutive patients with first stroke // Stroke. 1988. No. 19. P. 1083–1092. doi: 10.1161 / 01.str.19.9.1083

[31] Foulkes MA, Wolf PA, Price TR. The Stroke Data Bank: design, methods, and baseline characteristics.Stroke.1988;19:547–554. doi: 10.1161/01.str.19.5.547

[32] Foulkes M.A., Wolf P.A., Price T.R. The Stroke Data Bank: design, methods, and baseline characteristics // Stroke. 1988. Vol. 19, P. 547–554. doi: 10.1161 / 01.str.19.5.547

[33] Inzitari D, Eliasziw M, Gates P, et al. The causes and risk of stroke in patients with asymptomatic internal-carotid-artery stenosis. North American Symptomatic Carotid Endarterectomy Trial Collaborators.N. Engl. J. Med.2000;342:1693–1700. doi: 10.1056/NEJM200006083422302

[34] Inzitari D., Eliasziw M., Gates P., et al. The causes and risk of stroke in patients with asymptomatic internal-carotid-artery stenosis. North American Symptomatic Carotid Endarterectomy Trial Collaborators // N. Engl. J. Med. 2000. Vol. 342, P. 1693–1700. doi: 10.1056/NEJM200006083422302

[35] Ershova AI, Boytsov SA, Drapkina ОM, Balakhonova ТV. Ul'trazvukovye markery doklinicheskogo ateroskleroza sonnyh i bedrennyh arterij v ocenke serdechno-sosudistogo riska.Rossijskij kardiologicheskij zhurnal.2018;23:92–98. (In Russ.) doi: 10.15829/1560-4071-2018-8-92-98

[36] Ершова А.И., Бойцов С.А., Драпкина О.М. Ультразвуковые маркеры доклинического атеросклероза сонных и бедренных артерий в оценке сердечно-сосудистого риска // Российский кардиологический журнал. 2018. № 23. С. 92–98. doi: 10.15829/1560-4071-2018-8-92-98

[37] Yarikov AV, Lobanov IA, Mukhin AS, et al. Sovremennye instrumental'nye metody diagnostiki ateroskleroticheskogo porazhenija karotidnogo arterial'nogo basseĭna.Izvestija vysshih uchebnyh zavedeniĭ. Povolzhskiĭ region. Medicinskie nauki.2018;3:173–193. (in Russ). doi:10.21685/2072-3032-2018-3-17

[38] Яриков А.В., Лобанов И.А., Мухин А.С., и др. Современные инструментальные методы диагностики атеросклеротического поражения каротидного артериального бассейна // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Медицинские науки. 2018. № 3. С. 173–193 doi: 10.21685/2072-3032-2018-3-17

[39] Tuhbatullin MG, Bajazova NI, Zakirzhanov NR, et al. Primenenie kontrastnogo usilenija pri ul'trazvukovom issledovanii ateroskleroticheskoj bljashki v sonnyh arterijah u pacientov s narusheniem mozgovogo krovoobrashhenija.Prakticheskaja medicina.2017;2:124–129.

[40] Тухбатуллин М.Г., Баязова Н.И, Закиржанов Н.Р., и др. Применение менение контрастного усиления при ультразвуковом исследовании атеросклеротической бляшки в сонных артериях у пациентов с нарушением мозгового кровообращения // Практическая медицина. 2017. № 2. С. 124–129.

[41] Reilly LM, Lusby RJ, Hughes L, et al. Carotid plaque histology using real-time ultrasonography: clinical and therapeutic implication.Am. J. Surg.1983;188–193. doi:10.1016 / 0002-9610 (83) 90370-7

[42] Reilly L.M., Lusby R.J., Hughes L., et al. Carotid plaque histology using real-time ultrasonography: clinical and therapeutic implication // Am. J. Surg. 1983. P. 188–193. doi: 10.1016/0002-9610(83)90370-7

[43] Gray-Weale AC, Graham JC, Burnett JR. Carotid artery ateroma: comparison of preoperative B-mode ultrasound appearance with carotid endarterectomy specimen pathologyJ. Cardiovasc. Surg.1988;6:676–681.

[44] Gray-Weale A.C., Graham J.C., Burnett J.R. Carotid artery ateroma: comparison of preoperative B-mode ultrasound appearance with carotid endarterectomy specimen pathology // J. Cardiovasc. Surg. 1988. Vol. 6. P. 676–681.

[45] Aptukov VN, Osorgina LJu. Ocenka vlijanija stadij ateroskleroza na naprjazhenno-deformirovannoe sostojanie arterial'nyh sosudov.Rossijskij zhurnalbiomehaniki.2005;4:45–51. (in Russ.)

[46] Аптуков В.Н., Осоргина Л.Ю. Оценка влияния стадий атеросклероза на напряженно-деформированное состояние артериальных сосудов // Российский журнал биомеханики. 2005. № 4. С. 45–51.

[47] Osorgina LJu. Reshenie prostranstvennyh zadach biomehanikiarteriĭ s pomoshh'ju paketa ANSYS.Vestnik Permskogo universiteta. Serija: Matematika. Mehanika. Informatika.2011;2(6):42–47. (in Russ.)

[48] Осоргина Л.Ю. Решение пространственных задач биомеханики артерий с помощью пакета ANSYS // Вестник Пермского университета. Серия: Математика. Механика. Информатика. 2011. № 2 (6). С. 42–47.

[49] Vakhovskaya TV, Tripoten MI, Pogorelova OA, et al. Lokal'naja zhestkost' stenki sonnoj arterii v meste formirovanija ateroskleroticheskoj bljashki u bol'nyh arterial'noj gipertoniej.Sistemnye gipertenzii.2014;11(4):49–52. (in Russ.)

[50] Ваховская Т.В., Трипотень М.И., Погорелова О.А., и др. Локальная жесткость стенки сонной артерии в месте формирования атеросклеротической бляшки у больных артериальной гипертонией // Системные гипертензии. 2014. № 11 (4). С. 49–52.

RIGHTS & PERMISSIONS

Maistrenko D.N., Ivanov A.S., Generalov M.I., Nikolaev D.N., Stanzhevsky A.A., Molchanov O.E., Oleshuk A.N., Kokorin D.M., Maystrenko A.D., Soloviev A.V., Chegemov A.A., Stepanov A.A., Eshchik S.M.