Hostname: page-component-76d6cb85b7-xh428 Total loading time: 0 Render date: 2026-07-16T04:13:33.068Z Has data issue: false hasContentIssue false

Circle of Willis Collateral During Temporary Internal CarotidArtery Occlusion II: Observations From Computed TomographyAngiography

Published online by Cambridge University Press:  31 March 2016

Bill Hao Wang
Affiliation:
Department of Clinical Neurological Sciences, London Health Sciences Centre, London, Ontario, Canada
Andrew Leung
Affiliation:
Department of Medical Imaging, London Health Sciences Centre, London, Ontario, Canada.
Stephen P. Lownie
Affiliation:
Department of Medical Imaging, London Health Sciences Centre, London, Ontario, Canada.
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract

Introduction: The Circle of Willis (CoW) is the most effective collateralcirculation to the brain during internal carotid artery (ICA) occlusion.Carotid stump pressure (CSP) is an established surrogate measure of thecerebral collateral circulation. This study aims to use hemodynamic andcomputed tomography angiography measurements to determine the strongestinfluences upon the dependent variable, CSP. These findings could helpclinicians noninvasively assess the adequacy of the collateral circulationand facilitate surgical risk assessment in an outpatient setting. Methods: CSP and mean arterial pressure were measured during carotidendarterectomy or during carotid balloon test occlusion in 92 patients.Intracranial arterial diameters were measured on computed tomographyangiography at 16 different locations. Univariate and multivariate analyseswere used to determine the key factors associated with CSP. In a subgroup ofindividuals (n=27) with severe (>70% North American Symptomatic CarotidEndarterectomy Trial) contralateral stenosis or occlusion, the same analysiswas performed. Results: The contralateral anterior cerebral artery proximal to anteriorcommunicating artery (A1) of the CoW had the strongest influence upon CSP,followed by the mean arterial pressure, the contralateral ICA diameter, andthe anterior communicating artery diameter (R2=0.364). In the subgroup with high-grade contralateral ICAstenosis, the ipsilateral posterior communicating artery exerted thestrongest influence (R2=0.620). Conclusions: During ICA occlusion, the anterior CoW dominates in preservingcollateral flow, especially the contralateral A1 segment. In individualswith high-grade contralateral carotid stenosis, the posterior communicatingartery calibre becomes a dominant influence. The most favourable anatomyconsists of large contralateral A1 and anterior communicating arteries, andno contralateral carotid stenosis.

Résumé

Circulation collatérale dans le cercle artériel de Willis pendant une occlusion temporaire de la carotide interne. 2: observations à l’angiographie par tomodensitométrie. Contexte: Le cercle artériel de Willis (CAW) est la circulation collatérale laplus efficace du cerveau pendant une occlusion de la carotide interne (CI).La pression dans le moignon carotidien (PMC) est une mesure substitutive dela circulation collatérale cérébrale. Le but de cette étude était d’utiliserles mesures hémodynamiques et celles de l’angiographie par tomodensitométriepour déterminer les facteurs qui influencent le plus la variable dépendante,la PMC. Ces observations pourraient aider les cliniciens à déterminer defaçon non effractive si la circulation collatérale est adéquate et faciliterl’évaluation du risque chirurgical en externe. Méthodologie: La PMC et la pression artérielle moyenne ont été mesurées chez 92patients pendant l’endartérectomie carotidienne ou pendant l’épreuve detolérance à l’occlusion de la carotide par ballonnet. Les diamètresartériels intracrâniens ont été mesurés par angiographie partomodensitométrie à 16 points différents. Les facteurs clés associés à laPMC ont été déterminés au moyen d’analyses uni et multivariées. Nous avonseffectué les mêmes analyses chez un sous-groupe d’individus (n = 27)présentant une sténose controlatérale sévère ou une occlusion (North American Symptomatic Carotid Endarterectomy Trial >70%). Résultats: L’artère cérébrale antérieure controlatérale située à proximité del’artère communicante antérieure du CAW exerçait la plus forte influence surla PMC, suivie de la pression artérielle moyenne, du diamètre de la CIcontrolatérale et du diamètre de l’artère communicante antérieure (R 2 = 0,364). Chez le sous-groupe de patients présentant une sténose dehaut degré de la CI controlatérale, c’était l’artère communicantepostérieure homolatérale qui exerçait la plus grande influence (R 2 = 0,620). Conclusions: Pendant une occlusion de la CI, le CAW antérieur est le facteurdominant pour la préservation du flux collatéral, particulièrement lesegment A1 controlatéral. Chez les individus ayant une sténose carotidiennecontrolatérale de haut degré, c’est le calibre de l’artère communicantepostérieure qui exerce une influence dominante. Les caractéristiquesanatomiques les plus favorables sont une A1 controlatérale et des artèrescommunicantes antérieures de gros calibre ainsi que l’absence de sténose dela carotide controlatérale.

Information

Type
Original Articles
Copyright
Copyright © The Canadian Journal of Neurological Sciences Inc. 2016 
Figure 0

Figure 1 Locations of 16 vascular segments measured on CTA in 92 patients. (Anterior circle) ACoA: anterior communicating artery; cA1: contralateral A1; iA1: ipsilateral A1. (Posterior circle) cPCoA: contralateral posterior communicating artery; cP1: contralateral P1; iPCoA: ipsilateral posterior communicating artery; iP1: ipsilateral P1. (Additional intracranial) BA: basilar artery; cOA: contralateral ophthalmic artery; cIICA, contralateral intracranial internal carotid artery; iIICA: ipsilateral intracranial internal carotid artery; iOA: ipsilateral ophthalmic artery. (Neck segments) cDICA: contralateral distal cervical internal carotid artery; iDICA: ipsilateral distal cervical internal carotid artery; n-CICA: narrowest contralateral internal carotid artery; n-IICA: narrowest ipsilateral internal carotid artery.

Figure 1

Figure 2 Vascular segments with statistically significant association with CSP in 92 patients using univariable and stepwise multivariable logistic regression. ACoA: anterior communicating artery; cA1: contralateral A1; n-CICA: narrowest contralateral internal carotid artery.

Figure 2

Table 1 Results of descriptive statistics and univariate and multivariate analyses

Figure 3

Table 2 Summary of stepwise regression for N=92 circles (R2=0.3636)

Figure 4

Figure 3 Vascular segments with statistically significant association with CSP in 27 patients with high-grade contralateral carotid stenosis. cA1: contralateral A1; iPCoA: ipsilateral posterior communicating artery.

Figure 5

Table 3 Summary of stepwise regression for subgroup of 27 patients with high-grade contralateral carotid stenosis (R2=0.6201)