The evaluation of the hemodynamically significant stenosis of the carotid arteries: analyzing the results from the duplex scanning of vessels, from the computed tomographic and the transcatheter X-ray contrast angiography

Cover Page

Cite item

Abstract

Background: Atherosclerotic stenosis of the carotid arteries is one of the main reasons of stroke, of transient ischemic attacks, of developing cognitive disorders and of incapacitating the population. The key indication to invasive treatment for this disease is the degree of stenosis in the carotid artery, due to which the most important problem in the diagnostics is the maximally precise evaluation of the stenosis degree. The duplex scanning of the carotid arteries is a safe, non-invasive and relatively inexpensive visualization method, which is the first line of diagnostics. The precision of measuring the stenosis and the occlusion of the carotid artery, according to the ultrasound examination data, varies from 70% to 90%. At the same time, the degree of stenosis, measured using various methods, does not always match. AIM: to compare the data obtained by duplex scanning of the brachiocephalic arteries and by other instrumental diagnostics methods in terms of the precision of measuring the percentage of stenosis in the carotid arteries, as well as to analyze the reasons of discrepancies between the obtained data. METHODS: The research is based on the retrospective analysis of case history data from the patients hospitalized to the Vascular Surgery Department of the Federal State Budgetary Institution «Federal Scientific and Clinical Center» under the Russian Federal Medical-Biological Agency during the period from 01.05.2023 until 20.05.2024. The obligatory inclusion criteria for the analysis were the presence of the main disease of the I65 group according to the ICD-10 and undergoing at least one of the examination types within the settings of the FSBI «Federal Scientific and Clinical Center» under the Russian Federal Medical-Biological Agency (duplex scanning, computed tomographic angiography, transcatheter X-ray contrast angiography). The statistical processing was done using the Statistica software pack version 10.0 (StatSoft). RESULTS: The conducted research has shown that there is no complete matching between the data from the transcatheter X-ray contrast angiography, the computed tomographic angiography and the duplex scanning. The analysis of the reasons of discrepancies when measuring the degree of stenosis in the orifices of the internal carotid arteries from the results of duplex scanning and computed tomographic angiography has allowed for isolating three main groups: the human factor (operator-dependent, 30.4%), the anatomic factor (23.2%) and the differences in descriptions (46.4%). CONCLUSION: Upon examining the patients, it is necessary to strictly follow the algorithm of diagnosing the stenoses of the carotid arteries, beginning from the duplex scanning of the extracranial segments of brachiocephalic arteries as the most accessible and highly informative method. Computed tomographic angiography of this vascular segment is required for selecting the patients for surgical treatment, for it is necessary to keep in mind the potential risk of developing the contrasted nephropathy and the risks of radiation exposure. A properly done ultrasound examination allows for not only decreasing the number of discrepancies between these two diagnostic methods, but also to avoid the necessity of conducting such an invasive radio-contrasting method as angiography.

About the authors

Nataly S. Nosenko

Federal Research and Clinical Center of Specialized Medical Care and Medical Technologies

Email: nataly1679@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-7071-3741
SPIN-code: 1856-0424

MD, PhD, Assistant Professor

Russian Federation, 28 Orechovy blvd, Moscow, 115682

Ekaterina M. Nosenko

Federal Research and Clinical Center of Specialized Medical Care and Medical Technologies

Email: emnosenko2009@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0003-3782-9867

MD, PhD, Professor

Russian Federation, 28 Orechovy blvd, Moscow, 115682

Daria S. Alemasova

Federal Research and Clinical Center of Specialized Medical Care and Medical Technologies

Email: ms.darya.alemasova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3014-7578
Russian Federation, 28 Orechovy blvd, Moscow, 115682

Tatiana V. Dedy

Federal Research and Clinical Center of Specialized Medical Care and Medical Technologies

Author for correspondence.
Email: tdedy@mail.ru

MD, PhD, Assistant Professor

Russian Federation, 28 Orechovy blvd, Moscow, 115682

References

  1. Hackam DG. Optimal medical management of asymptomatic carotid stenosis. Stroke. 2021;52(6):2191–2198. doi: 10.1161/STROKEAHA.120.033994 EDN: WBJZUN
  2. Feigin VL, Stark BA, Johnson CO, et al.; GBD 2019 Stroke Collaborators. Global, regional, and national burden of stroke and its risk factors 1990-2019: A systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2019. Lancet Neurol. 2021;20(10):795–820. doi: 10.1016/S1474-4422(21)00252-0 EDN: ZWOYDK
  3. Saini V, Guada L, Yavagal DR. Global epidemiology of stroke and access to acute ischemic stroke interventions. Neurology. 2021;97(20 Suppl 2):S6–S16. doi: 10.1212/WNL.0000000000012781 EDN: TIJQEO
  4. Rexrode KM, Madsen TE, Yu AX, et al. The impact of sex and gender on stroke. Circ Res. 2022;130(4):512–528. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.121.319915 EDN: GIMGMR
  5. Российское общество ангиологов и сосудистых хирургов, Ассоциация сердечно-сосудистых хирургов России, Российское научное общество рентгенэндоваскулярных хирургов и интервенционных радиологов, и др. Национальные рекомендации по ведению пациентов с заболеваниями брахиоцефальных артерий. Российский согласительный документ. Москва, 2013. 72 с. [Russian Society of Angiologists and Vascular Surgeons, Association of Cardiovascular Surgeons of Russia, Russian Scientific Society of X-ray Endovascular Surgeons and Interventional Radiologists, et al. National recommendations for the management of patients with brachiocephalic artery disease. Russian concordance document. Moscow; 2013. 72 р. (In Russ.)]
  6. Roger VL, Go AS, Lloyd-Jones DM, et al. American Heart Association Statistics Committee and Stroke Statistics Subcommittee. Executive summary: Heart disease and stroke statistics. 2012 Update: A report from the American Heart Association. Circulation. 2012;125(1):188–197. doi: 10.1161/CIR.0b013e3182456d46
  7. Леменев В.Л., Лукьянчиков В.А., Беляев А.А. Цереброваскулярные заболевания и стенотическое поражение брахиоцефальных артерий: эпидемиология, клиническая картина, лечение // Consilium Medicum. 2019. Т. 21, № 9. С. 29–32. [Lemenev VL, Luk’ianchikov VA, Beliaev AA. Cerebrovascular disease and stenotic lesion of the brachiocephalic arteries: Epidemiology, clinical manifestations, treatment. Consilium Medicum. 2019;21(9):29–32] doi: 10.26442/20751753.2019.9.190611 EDN: XYFPGD
  8. Покровский А.В., Кияшко В.А. Ишемический инсульт можно предупредить // Русский медицинский журнал. 2003. № 12. С. 691–695. [Pokrovsky AV, Kiyashko VA. Ischaemic stroke can be prevented. Russkii meditsinskii zhurnal. 2003;(12):691–695. (In Russ.)]
  9. Ассоциация сердечно-сосудистых хирургов России, Ассоциация флебологов России, Всероссийское научное общество кардиологов, и др. Закупорка и стеноз сонной артерии. Клинические рекомендации Министерства здравоохранения Российской Федерации. Москва, 2016. 46 с. [Association of Cardiovascular Surgeons of Russia, Association of Phlebologists of Russia, All-Russian Scientific Society of Cardiologists, etc. Carotid artery occlusion and stenosis. Clinical Recommendations of the Ministry of Health of the Russian Federation. Moscow; 2016. 46 р. (In Russ.)]
  10. North American symptomatic carotid endarterectomy trial. Methods, patient characteristics, and progress. Lancet. 1991;22(6):711–720. doi: 10.1161/01.str.22.6.711
  11. Randomised trial of endarterectomy for recently symptomatic carotid stenosis: Final results of the MRC European Carotid Surgery Trial (ECST). Lancet. 1998;351(9113):1379–1387. EDN: ENDWEL
  12. Grant EG, Benson CB, Moneta GL, et al. Carotid artery stenosis: Gray-scale and Doppler US diagnosis. Society of Radiologists in Ultrasound Consensus Conference. Radiology. 2003;229(2):340–346. doi: 10.1148/radiol.2292030516
  13. Daolio RM, Zanin LF, Flumignan CD, et al. Accuracy of duplex ultrasonography versus angiotomography for the diagnosis of extracranial internal carotid stenosis (In English, Portuguese). Rev Col Dras Cir. 2024;51:e20243632. doi: 10.1590/0100-6991e-20243632-en EDN: RLJAXI
  14. Российское общество ангиологов и сосудистых хирургов, Ассоциация сердечно-сосудистых хирургов России, Всероссийское научное общество кардиологов, и др. Окклюзия и стеноз сонной артерии. Клинические рекомендации. Москва, 2024. 293 с. [Russian Society of Angiologists and Vascular Surgeons, Association of Cardiovascular Surgeons of Russia, All-Russian Scientific Society of Cardiologists, et al. Carotid artery occlusion and stenosis. Clinical Recommendations. Moscow; 2024. 293 р. (In Russ.)]

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. The structure of pre-operational examination in patients with hemodynamically significant stenosis of the carotid arteries. CTA — computed tomographic angiography; DS — duplex scanning of the brachiocephalic arteries; AG — transcatheter X-ray contrast angiography. [From the archive of the Federal State Budgetary Institution «Federal Scientific and Clinical Center» under the Russian Federal Medical-Biological Agency, 2025. Published for the first time].

Download (1MB)
3. Fig. 2. Pairwise comparison of the results of three diagnostic methods. CTA — computed tomography angiography; DS — duplex scanning of the brachiocephalic arteries; AG — transcatheter radiocontrast angiography. [From the archive of the Federal Scientific and Clinical Center of the Federal Medical and Biological Agency of Russia, 2025. Published for the first time].

Download (1MB)
4. Fig. 3. The histogram of the distribution of differences in evaluating the stenoses in the orifices of the internal carotid arteries (CTA data minus DS data). CTA — computed tomographic angiography; DS — duplex scanning of the brachiocephalic arteries; АГ — transcatheter X-ray contrast angiography. [From the archive of the Federal State Budgetary Institution “Federal Scientific and Clinical Center” under the Russian Federal Medical-Biological Agency, 2025. Published for the first time].

Download (1MB)
5. Fig. 4. The histogram of the distribution of differences in evaluating the stenoses in the orifices of the internal carotid arteries: а — AG data minus CTA data; b — AG data minus DS data. CTA — computed tomographic angiography; DS — duplex scanning of the brachiocephalic arteries; AG — transcatheter X-ray contrast angiography. [From the archive of the Federal State Budgetary Institution «Federal Scientific and Clinical Center» under the Russian Federal Medical-Biological Agency, 2025. Published for the first time].

Download (1MB)

Copyright (c) 2025 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 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».