牛型主动脉弓(bovine aortic arch)
人类最常见的主动脉弓上动脉血管的分支情况是头臂干(无名动脉)、左颈总动脉和左锁骨下动脉(left subclavian artery)分别从主动脉弓上发出(70%)。
牛型主动脉弓
牛型主动脉弓(bovine aortic arch/ Bovine arch, BA)
01
定义及分类
人类第二常见的主动脉弓分支模式是牛型主动脉弓。牛型主动脉弓(bovine aortic arch/ Bovine arch, , BAA/BA)是人主动脉弓常见的变异形式。其特点是左颈总动脉(left common carotid artery)起源异常。牛型主动脉弓被描述为头臂干和左颈总动脉的共同起源,左锁骨下动脉独立于更远端的主动脉弓。其包括两种分支模式:
①头臂干(brachiocephalic)/无名动脉(innominate)与左颈总动脉共干(1型/A型,13%)。
②左颈总动脉从头臂干上发出(2型/B型 ,9%)。流行病学表明牛型主动脉弓存于约15%(范围8-25%)的人群中,在非洲人后裔中更为常见。
人类牛型主动脉弓(1型/A型,13%):头臂干与左颈总动脉共干
人类牛型主动脉弓(2型/B型 ,9%):左颈总动脉起自头臂干
02
历史和起源
“牛型主动脉弓”是如何起源和命名的呢?究竟是因为这种分支模式与牛的主动脉弓上动脉分支解剖结构模式相似?还是因为这种分支形态与“牛角”形态相似?还是其他原因?也有学者对“牛型主动脉弓”的命名和起源产生过疑问。
实际上,关于“牛型主动脉弓”这一名称的起源一直存在争议。美国明尼苏达州罗切斯特梅奥诊所放射科(Mayo Clinic, Rochester, Minn; the Department of Radiology)K.F. Layton教授于2006年在AJNR(《美国神经放射学杂志》)发表了Bovine “Aortic Arch Variant in Humans: Clarification of a Common Misnomer”的论文,对“牛型主动脉弓”的命名和起源进行了较为详细探索叙述。
“牛型主动脉弓”顾名思义,之所以称为“牛型”主动脉弓,是因为牛这种动物的主动脉弓的解剖结构形式和上述的两种模式是相似的。然而,牛的主动脉弓上动脉分支模式是这样的(下图):牛有一个常见的单头臂干,分叉为双侧锁骨下动脉和一个双颈总动脉。由此可见,所谓的“牛型主动脉弓”,其实与“牛”这种动物的主动脉弓分支模式,没有任何关系。
Layton等人查阅文献,并请教一些资深学者,依然未能找到这种命名的原始文献。所以“牛型主动脉弓”不是牛这种动物的典型主动脉弓模式。这种模式在人类中非常罕见,但当它发生时,通常被称为真正的“牛型主动脉弓”(true bovine arch)。所以有些学者强调,既然“牛型主动脉弓”不是在牛身上发现的正常主动脉分支模式,那么称为使用“牛型主动脉弓”的命名是用词不妥当的。他们更喜欢的术语是“头臂干和左颈总动脉的共同起源”。
牛的主动脉弓分支模式(单根头臂干动脉起源于主动脉弓) (a single brachiocephalic trunk originating from the aortic arch)
另有学者持有不同的观点并指出,没有证据表明该命名是源于与牛的主动脉弓的解剖结构形态进行比较。牛的这种主动脉弓的解剖模式至少从1933年就已经为人所知。而“牛型主动脉弓”于1988年才首次出现在(人类)文献中。
一个医学名字如果与动物有联系,最常见的是它的外表与动物相似(例如腰椎峡部裂的“苏格兰犬”征(Scottie Dog sign)、气腹的跳跃海豚征( leaping dolphin sign)、鱼尾胰腺( fishtail pancreas)、脊柱蝴蝶椎(butterfly vertebra)等见下图)。在某些情况下,出现这种征象是因为人类的变异形态上类似动物的正常模式。
在“牛型主动脉弓”,分叉的180°角类似于牛角的180°角度。左颈总动脉起点较低的牛型主动脉弓从总干开始,往往会导致远端血管形成更“V”形的路线。左颈总动脉起点位于总干远端的牛型主动脉弓通常会导致左颈总动脉具有更水平的构型,相对于头臂干的走向接近180°。这可能就是“牛型主动脉弓”一词的由来。这种模式即使并没有出现在牛身上,也并没有使用“牛型主动脉弓”这个词的用词不妥当之说。
例如,脊柱蝴蝶椎(butterfly vertebra)永远不会被认为是用词不当,即使蝴蝶没有脊椎,因为变异椎体在形态上类似蝴蝶。
对于那些对比较解剖学感兴趣的人来说,“牛型主动脉弓”图案在狗、猫、兔子和许多灵长类动物中很常见。现实中,在动物的大千世界中,犬、猫和大多数兔科动物,主动脉弓上发出两根主要分支,一支发出无名动脉或称为头臂动脉,再发出双侧颈总动脉,另一支为左侧锁骨下动脉。
所以,“牛型主动脉弓”与这些动物的主动脉弓才是真正类似的。所以又有部分学者建议将“牛型主动脉弓”这种模式改为“犬型(canine)”、“猫型(feline)”或“兔型(lapine)”主动脉弓。我个人认为这是不妥的。
03
临床意义
牛型主动脉弓作为一种主动脉弓常见的变异,在大多数情况下都是无症状的,其本身对人体也没有影响。有研究表明“牛型弓”并不增加动脉粥样硬化风险。但有研究发现在70岁以上人群中与主动脉弓局部扩张与牛型弓相关,分析原因,考虑与流体力学的“康达效应”(Coanda effect)相关。
另外牛型主动脉弓患者胸主动脉疾病发生率明显升高,是发生主动脉夹层后主动脉扩张速度明显增快。因此对该种畸形的认识还是至关重要的。另外在头颈部手术的罕见情况下,如气管造口术,它可能是受伤的风险因素,并可能导致并发症。与异常的右锁骨下动脉相结合,可引起吞咽困难。
牛型主动脉弓对神经介入放射学具有重要意义。从事神经介入的同道一定了解,主动脉弓结构复杂会增加手术的难度和风险,针对牛型弓不同情况,进行合理的技术配合及材料使用将有助于解决手术入路,降低手术风险。有研究表明,复杂弓型版主动脉弓粥样硬化,增加颈动脉支架(carotid artery stent,CAS)栓塞风险。
从历史上看,为了最大限度地减少造影剂的使用,通常不进行主动脉弓DSA,除非头颈部血管衔接(engage)有困难。衔接左颈总动脉的一种技术是从头臂干缓慢抽出导管。当导管从头臂干起点脱离时,导管通常会滑入左颈总动脉。当不能以这种方式定位血管时,可以进行主动脉弓造影以帮助定位血管。牛型主动脉弓存在的一个重要线索是左颈总动脉近端的水平路径。随着横截面成像的广泛使用,现在通常能够在血管造影之前识别解剖结构。考虑到导管插入的挑战,牛型主动脉弓的主要临床相关性是介入手术期间并发症的增加,这也许并不令人惊讶。此外,牛型弓对栓塞类型也有影响,一例病例报告显示了双侧大脑中动脉区域同时栓塞梗死,考虑牛型弓有关。临床中也遇到过一侧A1缺失时,栓子通过共干大脑前动脉同时栓塞两侧额顶叶区域。
04
牛型主动脉弓造影实例
(以下内容来自天坛晓川大夫公众号-北京天坛神经介入中心霍晓川教授)
霍晓川,医学博士,博士后,副主任医师。担任中国卒中学会神经介入分会青委会委员,中国医师协会科普分会神经外科学组秘书长,北京医师协会神经介入医师分会青委会常委兼总干事,中国医师协会健康传播工作委员会第六批成员。参与执笔《急性缺血性卒中血管内治疗中国指南》等多个专家共识、指南及教材,发表SCI文章20余篇。擅长:专门从事脑血管病微创介入治疗,:1、脑血管闭塞(LVO)急诊取栓治疗,2、颈动脉及脑血管狭窄的球囊及支架治疗,3、颈动脉及脑动脉闭塞的开通治疗,4、脑动脉瘤(脑血管瘤)微创介入栓塞治疗,5、脑出血与蛛网膜下腔出血(SAH)急救与微创治疗6、脑血管畸形(AVM)的介入栓塞治疗 7、颈动脉海绵窦瘘(CCF)的介入治疗,8、硬脑膜动静脉瘘(DAVF)的介入治疗
临床中造影经常遇到,牛型弓单弯不好到位,可以把泥鳅导丝塑形成大回弯,勾入左颈总到远端,引导单弯到位。在CAS治疗时候,为了帮助导引导管到位,可以将牛型弓分为以下两种类型:A型(左侧的颈总动脉和头臂干共干)和B型(左侧颈总动脉从头臂干上发出)。
A型病变直接到位困难时,可以使用“望远镜”技术,“伴行导丝”技术或“长交换”技术。也可以通过右桡动脉入路介入治疗(如下图)。
牛型弓左颈总动脉开口狭窄时,当股动脉入路不稳定时,可以采取右桡入路。下面这个病例展示了右桡动脉穿刺,左颈内远端保护,做颈总开口球扩支架治疗的“不接触”策略。
A:通过“伴行导丝”(1)提供支撑稳定系统,将长鞘(3)和导引导管(2)系统送到病变近端。
B:在伴行导丝配合下,将0.014导丝(4)通过病变,到达颈内动脉,放置保护伞(5),撤除伴行导丝,使用V18导丝(6)到达颈总提供支撑。
C:通过同轴系统,将5F多功能(7),导引导管(8),长鞘(9)输送到位。
D:在长鞘(11)保护下,将球扩支架(10)输送到狭窄部位。
E:球扩支架(12)释放后,使用支架的球囊导管(13)回收保护伞(14)。F:最后造影结果。
该病例在治疗过程中使用了以下几种技术:
1. 稳定系统提供支撑的“伴行导丝”技术
2. 尽量减少刺激斑块的“不接触”技术
3. 导管内支架预到位的“特洛伊木马”技术
4. 球扩支架球囊导管收伞的“球囊收伞”技术
“No touch”(不接触)技术大家并不是特别熟悉,下面几组图是经股动脉治疗左颈总动脉开口支架置入时“No touch”运用流程,主要目的就是采取多种策略组合,尽量减少因入路成角或材料因素对斑块的刺激,更安全的使治疗材料,减少栓塞风险:
“牛型弓”入路推荐技术临床工作中,可以根据“牛型弓”左颈起源与主动脉弓距离,将B型牛型弓分为B1型(左颈总距离主动脉弓<1 cm)和B2型(左颈总距离主动脉弓>1 cm)。
在CAS手术过程中导引导管到位的策略针对A和B型的“牛型弓”有以下策略。A型(无名动脉与左颈总共干)牛型弓可以使用经股穿刺的“望远镜”技术(telescope technique)到位(下图)。
B1型牛型弓可以使用经股“软着陆”+“伴行导丝” 或者使用 Simmons导管长交换技术到位(下图)。“软着陆”技术(Soft Engagement Technique,SET)是指使用头端较软的导引导管。
B2型牛型弓可以使用经右桡“望远镜”技术(下图)。
除了左颈总开口距离外,左颈总与无名动脉的夹角大小也影响系统到位难度,以下分型和治疗策略可以参考使用:
05
总结
1、牛型主动脉弓(bovine aortic arch/ Bovine arch, BA)是人类第二常见的主动脉弓分支变异模式是牛型主动脉弓,存于约15%(范围8-25%)的人群中。其特点是左颈总动脉(left common carotid artery)起源异常。主要分为两种分支模式:
①头臂干(brachiocephalic)/无名动脉(innominate)与左颈总动脉共干(1型/A型,13%)。
②左颈总动脉从头臂干上发出(2型/B型 ,9%)。
2、牛型主动脉弓的命名起源,不是因为与牛这种动物的典型主动脉弓模式相似,而是因为在“牛型主动脉弓”,其“V”形及接近180°的角分叉类似于牛角。所以笔者认为更加确切的命名应该是“牛角型主动脉弓”。
3、牛型主动脉弓作为一种主动脉弓常见的变异,在大多数情况下都是无症状的。但其在胸主动脉疾病及头颈部手术时,可能是风险因素。对神经介入放射学也具有重要意义。
霍晓川教授“牛型弓”信息总结
牛型弓,不是牛,分为大牛和小牛
根据类型和角度,选择适合的策略
常用:“望远镜、软着陆、伴行导丝、长交换”技术
活用:“不接触、经右桡、球囊收伞、特洛伊”技术
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作者简介
李新军
男,汉族 (1980.05-)九三学社,主任医师、硕士研究生导师、中国中医药研究促进会(CRACM)青年专家组委员、四川省住院医师规范化培训骨干教师。
熟悉神经外科常见病及多发病的诊治,擅长颅内肿瘤、脑出血、颅脑损伤、脊柱脊髓疾病等的临床诊治及显微手术,在《中华神经外科杂志》、《中华神经医学杂志》、《中华神经外科疾病研究杂志》、《国际神经病学神经外科学杂志》《中国临床神经外科杂志》《中国微侵袭神经外科杂志》《NEURAL REGENERATION RESEARCH》《CRTER》等国内外核心期刊发表论文40余篇,其中SCI收录5篇。实用新型专利15项,国家发明专利3项,主编专著3部。主持市厅级以上课题5项,参研省部级课题多项。获得四川省科技厅一等奖一项,四川省医学科技奖三等奖一项,市优秀科技论文一等奖、二等奖多项。四川省科技厅科研课题评审专家,德阳市医疗事故鉴定专家,德阳市九三学社参政议政委员会副主任。
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