Anatomical Variations of the Aortic arch branches

Abstract

Ievads. Asinsvadu attīstības sākumā ir seši simetriski embrioloģisko asinsvadu pāri, ko sauc par žaunu loka artērijām,kas remodelācijas rezultātā veidojas par aortas loku un lielajām artērijām(Tubbs et al., 2rew016). Normālas asinsvadu attīstības gadījumā aortas loks izveidojas pie ceturtās žaunu loka artērijas un dorsālās aortas. Aortas loka zaru un lielo artēriju anatomiskie defekti vai variācijas var veidoties neizzūdot žaunu loka artērijām, kam normālas attīstības rezultātā vajadzētu regresēt, vai arī regresējot artērijām, kam normas variantā vajadzētu saglabāties arī nobriedušam auglim (Anderson et al., 2020). Mērķis. Šī pētījuma mērķis bija analizēt un salīdzināt trīs aortas loka zaru modeļu variācijas, iekļaujot arī distanci starp aortas loka zariem. Materiāli un Metodes. Aortas loka zaru modeļi tika novēroti no formalīnā saglabātām kadāveru sirdīm no Rīgas Stradiņa universitātes Anatomijas un Antropoloģijas institūta, Morfoloģijas katedras Anatomijas laboratorijas. Tika mērīta distance starp truncus brachiocephalicus un a.carotis communis sinistra(attālums B) un attālums starp a.carotis communis sinistra un a. Subclavia sinistra (attālums C), kā arī distance starp arcus aorte un truncus brachiocephalicus bifurkācijas vietu (attālums A). Rezultāti. Iegūtie dati parādīja, ka visbiežākais aortas loka zaru variants bija aortas loks ar trīs zariem- trucus brachiocephalicus, a.carotis communis sinistra un a. Subclavia sinistra, kas tika novērots divās no trim pētāmajām sirdīm.( Paraugs Nr. 1, Paraugs Nr.2). Pirmā pētāmā parauga mērījumi bija sekojoši: A- 24.0 mm; B- 4.0 mm; C- 3.0 mm. Otrā parauga: A- 38.8 mm; B-9.7 mm; C-3.3 mm. Trešā sirds parauga asinsvadu analīzes laikā tika novērotas anatomiskās izmaiņas- Bovine arch( Tubbs et al., 2016). Šis anatomiskais variants raksturojas ar diviem izejošiem zariem no aortas loka: kopīgais stumbrs, kas tālāk sadalās par truncus brachiocephalicus un a.carotis communis sinistra un otrs izejošais zars, kas bija a.subclavia sinistra.(Paraugs Nr.3) Trešā parauga mērījumi bija šādi: A attālums- 47.9 mm; B - netika novērots; C- 6.0 mm. Attālums D- kopējā stumbra garums no aortas loka līdz vietai, kuras tas sadalās par truncus brachiocephalicus un a.carotis communis sinistra- 7.0 mm. Secinājumi. 1. Mūsu pētījuma rezultāti norāda uz to, ka ir daudz dažādu un kompleksu aortas loka zaru modeļu variāciju, ko var izskaidrot ar remodelāciju, kas notiek embrionālajā attīstībā. 2. Dažādiem aortas loka zaru variantiem varētu būt arī klīniski nozīmīga manifestācija iespējamās traheoezofageālās kompresijas dēļ. 3. Aortas loka zaru variācijas varētu ietekmēt arī torakālo operāciju un manipulāciju riskus, to sarežģītības pakāpi, kā arī postoperatīvo atgūšanās periodu un komplikāciju attīstības biežumu. 4. Nepieciešams veikt tālākus pētījumus, lai noskaidrotu iespējamo aortas loka zaru variantu ietekmi uz klīnisko diagnostiku un ķirurģiskām manipulācijām.

Introduction. In the beginning of blood vessel development there are six symmetrical embryological blood vessels pairs called aortic arches which later undergo a significant remodeling to form the final structure of the arcus aortae and great arteries (Tubbs et al., 2rew016). During normal development, the arcus aortae is formed by the left 4th aortic arch artery and the left dorsal aorta. Possible variations of the arcus aortae branching, and great arteries arise as a result of persistence of aortic arches that normally should regress or regression of arches that normally should be present (Anderson et al., 2020). Aim. The aim of the study was to analyze and compare three arcus aortae branching pattern variations, including distance differences between branches. Material and Methods. Branching patterns of aortic arches were detected on formalin preserved cadavers heart samples from the Laboratory of Anatomy of the Department of Morphology of the Institute of Anatomy and Anthropology, Rīga Stradiņš University. Measurements of the distance between truncus brachiocephalicus and a. carotis communis sinistra (dimension B) and between a. carotis communis sinistra and a. subclavia sinistra (dimension C), as well as distance from an arcus aortae till truncus brachiocephalicus division place (dimension A) were made. Results. The findings showed that the most common arcus aortae branching pattern was an arch with three branches – truncus brachiocephalicus, a. carotis communis sinistra and a. subclavia sinistra, which was present in two samples (sample I, sample II). Sample’s I dimensions were, respectively: A – 24.0 mm; B – 4.0 mm; C – 3.0 mm. Sample’s II dimensions were: A – 38.8 mm; B – 9.7 mm; C – 3.3 mm. Another arcus aortae branching pattern that was detected was Bovine arch (Tubbs et al., 2016) – an aortic arch with two branches: the first was the common trunk that divided into the truncus brachiocephalicus and a. carotis communis sinistra and the second was the a. subclavia sinistra (Sample III). Sample’s III dimensions were: A– 47.9 mm; B – absent; C – 6.0 mm. In this case a new dimension was included – common trunk length till division into truncus brachiocephalicus and a. carotis communis sinistra (dimension D)- 7.0 mm. Conclusions. 1.The results of our research show that there are many different and complex variations of arcus aortae branching patterns and dimensions. This diversity can be explained by the many possible alterations in the embryological development of blood vessels. 2.Different aortic arch branching patterns may have an impact on clinical manifestations due to possible tracheoesophageal compression. 3.The variations in the branching of the arcus aortae may have an impact on the risk and difficulty of the thoracic surgical operations, as well as postoperative recovery complications. 4.Further research is needed to identify the possible arcus aortae branching variations relationships with clinical diagnostic or surgical events.