Variability of the level of portal vein formation registered by computed tomography

Cover Page

Abstract


Objectives – to study the variability of the level of portal vein formation in relation to the spinal column according to computed tomography data.

Material and methods. The study evaluated the results of 100 multispiral (multislice) computed tomography (MSCT) scans of the abdominal organs done in the period of 2018-2019 and collected in the archive of the Clinics of the Samara State Medical University. For mathematical modeling and the creation of three-dimensional models of the vascular bed, we used the plug-ins in the software "Luch" and "Avtoplan" that made it possible to obtain the three-dimensional models based on MSCT data. The level of portal vein formation relative to the spinal column was studied.

Results. The level of portal portal vein formation relative to the spinal column varied from the lower edge of the twelfth thoracic vertebra (ThXII) to the upper edge of the second lumbar vertebra (LII). Most often, the portal vein was formed at the level of the middle of the first thoracic vertebra body (LI). This level of portal vein formation was detected in 23% of cases. In 64% of cases, the portal vein was formed at the level of the right edge of the vertebra.


Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Анатомия является краеугольным камнем современной гепатобилиарной хирургии [1]. Знание вариабельности анатомии сосудистого русла печени может иметь критическое значение при проведении клинических процедур, таких как пересадка печени, резекция печени и диагностические рентгенологические процедуры. Именно анатомические особенности определяют тактику хирурга при операциях на печени. Это диктует необходимость подробной оценки особенностей вариантной анатомии сосудистого русла печени, в частности афферентного венозного кровотока [1–6].

Улучшению понимания анатомии печени способствовало появление мультиспиральной компьютерной томографии (МСКТ) с возможностью трехмерной реконструкции изображения. Этот метод является одним из лучших методов для прижизненной визуализации особенностей анатомического строения сосудов. Такое исследование позволяет прижизненно изучить размеры, форму, скелетотопию, топографо-анатомические взаимоотношения с соседними анатомическими структурами и с высокой точностью визуализировать ветви диаметром до 1 мм [2, 7, 8].

Изучение особенностей скелетотопии воротной вены, в частности зоны ее конфлюэнса, имеет прикладное значение для целей и задач интраабдоминальной ангиографии, поскольку именно тела позвонков используются в качестве ориентира при рентгенологических процедурах.

 ЦЕЛЬ

Изучить изменчивость уровня формирования воротной вены относительно позвоночного столба по данным компьютерной томографии.

 МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Компьютерное моделирование медицинских изображений, полученных по результатам МСКТ, произведено 100 пациентам. Критерии включения объектов в исследование: возраст обследуемых, соответствующий 20–90 годам включительно; отсутствие КТ-признаков патологии верхнего этажа брюшной полости; отсутствие КТ-признаков портальной гипертензии и тромбоза воротной вены; высокое качество КТ-снимков для построения трехмерной модели сосудов. Объекты, не удовлетворяющие указанным критериям, в исследование не включались.

Всем пациентам, участвующим в исследовании, была выполнена компьютерная томография при стандартной укладке по стандартному протоколу для исследования брюшной полости. Протокол исследования на первом этапе включал в себя предварительное нативное исследование органов брюшной полости для уточнения области сканирования и оценки состояния органов брюшной полости и забрюшинного пространства. Второй этап предусматривал внутривенное болюсное введение изоосмолярного контрастного вещества для выделения артериальной, венозной и паренхиматозной фаз.

Из 100 включенных в исследование пациентов было 56 мужчин и 44 женщины. Средний возраст мужчин, включенных в исследование, составил 53±15,21 года, женщин 53,9±14,14 года.

Для описания уровня формирования воротной вены относительно позвоночного столба использован способ, защищенный патентом РФ на изобретение [9]. Оценку статистической значимости относительных показателей проводили с помощью анализа таблиц сопряженности с расчетом критерия хи-квадрат Пирсона (÷2). Полученные различия считались достоверными при значениях р<0,05.

 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Уровень формирования воротной вены относительно позвоночного столба у 100 взрослых пациентов без учета пола и возраста колеблется в пределах от нижнего края двенадцатого грудного позвонка (ThXII) и до верхнего края второго поясничного позвонка (LII). В 51% случаев воротная вена формируется на уровне первого поясничного позвонка (LI). Нами выявлены три уровня проекции конфлюэнса воротной вены на тело LI позвонка: верхний край тела позвонка, середина тела и нижний край тела позвонка. Так, в 14% наблюдений конфлюэнс воротной вены располагается на уровне верхнего края L1 позвонка, в 23% наблюдений – на середине тела и в 14% – на уровне нижнего края позвонка.

В 11% случаев мы наблюдаем расположение конфлюэнса воротной вены на уровне межпозвоночного диска между ThXII и LI позвонками. На уровне нижнего края ThXII позвонка формирование воротной вены наблюдается в 20% случаев. Формирование воротной вены на уровне межпозвоночного диска между LI и LII позвонками выявлено в 11% случаев. В 7% наблюдений воротная вена формируется на уровне верхнего края LII позвонка.

Нами выявлены различия в уровне формирования воротной вены относительно правого или левого края позвонков. В 64% случаев конфлюэнс воротной вены располагается по правому краю позвонков. По левому краю позвонков конфлюэнс воротной вены проецируется в 17% наблюдений и в 19% – по центру позвонка. Преимущественное формирование воротной вены на уровне правого края позвонков отмечается при большинстве вариантов уровня конфлюэнса. Так, при формировании воротной вены на уровне нижнего края ThXII позвонка проекция конфлюэнса в 14% случаев приходится на правый край позвонка (рисунок 1а), в 3% случаев – на центр позвонка и в 3% – на левый его край. При формировании воротной вены на уровне межпозвоночного диска между ThXII и LI позвонками проекция конфлюэнса в 5% случаев приходится на правый край межпозвоночного диска (рисунок 1b), в 3% случаев – на середину и в 3% – на левый край межпозвоночного диска. При формировании воротной вены на уровне средней трети LI позвонка конфлюэнс в 17% наблюдений проецируется на правый край позвонка, в 4% случаев – по срединной линии и в 2% случаев – по левому краю позвонка. На уровне нижнего края LI позвонка в 9% случаев проекция конфлюэнса приходится на правый край позвонка (рисунок 1c). На середину позвонка и по левому краю (рисунок 1d) проекция конфлюэнса наблюдается в 3% и 2% случаев соответственно. Проекция конфлюэнса при формировании воротной вены на уровне межпозвоночного диска между LI и LII позвонками в 8% случаев приходится на правый край межпозвоночного диска, в 2% случаев – на середину позвонка и в 1% – на левый его край. При формировании воротной вены на уровне нижнего края LII позвонка проекция конфлюэнса в 6% случаев приходится на правый край позвонка, в 1% – на центр позвонка. При этом уровне формирования воротной вены не выявлено ни одного случая проекции конфлюэнса на левый край позвонка. При формировании воротной вены на уровне верхнего края LI позвонка преимущественной была проекция конфлюэнса по левому краю позвонка. Указанный уровень формирования воротной вены отмечается в 6% наблюдений. В 5% случаев проекция конфлюэнса приходится на правый край позвонка и в 3% – на середину позвонка.

Наиболее частым уровнем формирования воротной вены, без учета пола и возраста, является середина тела LI позвонка по правому его краю. Указанный уровень отмечался в 17% всех наблюдений (таблица 1, диаграмма 1).

 

Таблица 1. Изменчивость уровня формирования воротной вены относительно позвоночного столба без учета пола и возраста пациентов

Table 1. Variability of the level of portal vein formation relative to the spinal column regardless of gender and age of patients

 

ThXII НК

ThXII–LI

LI ВК

LI СТ

LI НК

LI–LII

LII НК

ИТОГО

Абс.

%

Абс.

%

Абс.

%

Абс.

%

Абс.

%

Абс.

%

Абс.

%

Абс.

%

Справа

14

14

5

5

5

5

17

17

9

9

8

8

6

6

64

64

По центру

3

3

3

3

3

3

4

4

3

3

2

2

1

1

19

19

Слева

3

3

3

3

6

6

2

2

2

2

1

1

0

0

17

17

ИТОГО

20

20

11

11

14

14

23

23

14

14

11

11

7

7

100

100

 

Диаграмма 1. Изменчивость расположения уровня формирования воротной вены относительно позвоночного столба.

Diagram 1. Variability of the location of the portal vein formation level relative to the spinal column.

 

Диаграмма 2. Изменчивость расположения уровня формирования воротной вены относительно позвоночного столба с учетом пола пациентов.

Diagram 2. Variability of the location of the portal vein formation level relative to the spinal column, taking into account the gender of patients

 

Диаграмма 3. Изменчивость проекции конфлюэнса воротной вены относительно позвоночного столба с учетом пола пациентов.

Diagram 3. Variability of the projection of the portal vein confluence relative to the spinal column, taking into account the gender of the patients.

 

Рисунок 1. Варианты уровня формирования воротной вены относительно позвоночного столба: a – на уровне нижнего края ThXII в проекции правого его края; b – на уровне правого края межпозвоночного диска между ThXII–LI; c – на уровне нижнего края LI в проекции правого его края; d – на уровне нижнего края LI в проекции левого его края.

Figure 1. Variants of the level of formation of the portal vein relative to the spinal column: a – at the level of the lower edge of ThXII in the projection of its right edge; b – at the level of the right edge of the intervertebral disc between ThXII–LI; c – at the level of the lower edge of LI in the projection of its right edge; d – at the level of the lower edge of LI in the projection of its left edge.

 

Таблица 2. Изменчивость расположения уровня формирования воротной вены относительно позвоночного столба с учетом пола пациентов

Table 2. Variability of the location of the portal vein formation level relative to the spinal column, taking into account the gender of patients

Пол

 

ThXII НК

ThXII–LI

LI ВК

LI СТ

LI НК

LI–LII

LII НК

ИТОГО

Муж*

Справа

6

2

4

7

7

4

3

33 (59%)

По центру

1

3

1

2

3

2

-

12 (21%)

Слева

2

2

4

1

2

-

-

11 (20%)

ОБОБЩЕННО

9 (16%)

7 (13%)

9 (16%)

10 (18%)

12 (21%)

6 (11%)

3 (5%)

56

Жен*

Справа

8

3

1

10

2

4

3

31 (70%)

По центру

2

-

2

2

-

-

1

7 (16%)

Слева

1

1

2

1

-

1

-

6 (14%)

ОБОБЩЕННО

11 (25%)

4 (9%)

5 (11%)

13 (30%)

2 (5%)

5 (11%)

4 (9%)

44

Примечание: различия между группами* статистически незначимы: ÷2=8,613; p=0,592

 

При анализе уровня формирования воротной вены относительно позвоночного столба с учетом пола пациентов выявлено, что и у мужчин, и у женщин преобладает конфлюэнс в проекции тела LI позвонка. Указанная проекция конфлюэнса встречается в 55% случаев у мужчин (31 наблюдение) и в 46% у женщин (20 наблюдений). При этом на уровне верхнего края LI позвонка у мужчин воротная вена формируется в 16% случаев (9 наблюдений), у женщин – в 11% (5 наблюдений). На уровне середины тела LI позвонка у мужчин конфлюэнс располагается в 18% случаев (10 наблюдений), у женщин – в 30% случаев (13 наблюдений). На уровне нижнего края LI позвонка формирование воротной вены у мужчин наблюдается в 21% случаев (12 наблюдений). У женщин на этом уровне воротная вена формируется в 5% случаев (2 наблюдения).

На уровне нижнего края ThXII позвонка у мужчин воротная вена формируется в 16% случаев (9 наблюдений). У женщин формирование воротной вены на этом уровне отмечается чаще и выявлено в 25% случаев (11 наблюдений). На уровне межпозвоночного диска между ThXII и LI позвонками формирование воротной вены чаще отмечается у мужчин. Указанный уровень формирования воротной вены у мужчин наблюдается 13% случаев (7 наблюдений), у женщин – в 9% случаев (4 наблюдения).

На уровне межпозвоночного диска между LI и LII позвонками у мужчин воротная вена формируется в 11% случаев (6 наблюдений), у женщин – в 11% случаев (5 наблюдений). На уровне верхнего края LII позвонка формирование воротной вены у женщин также отмечается чаще, чем у мужчин. У женщин на указанном уровне воротная вена формируется в 9% наблюдений (4 случая) у мужчин – в 5% наблюдений (3 случая).

И у мужчин, и у женщин конфлюэнс воротной вены преимущественно проецируется по правому краю позвонка. У мужчин проекция конфлюэнса воротной вены по правому краю позвонков наблюдается в 59% случаев (33 наблюдения), у женщин – в 70% (31 наблюдение). У мужчин расположение конфлюэнса воротной вены по центру и по левому краю позвонков встречается чаше, чем у женщин, и наблюдается в 21% и 20% случаев. Это 12 и 11 наблюдений у мужчин соответственно. У женщин формирование воротной вены в проекции центра позвонков выявлено в 16% наблюдений (7 случаев), а в проекции левого края позвонков – в 14% наблюдений (6 случаев). Все выявленные отличия в уровне формирования воротной вены у лиц разного пола статистически незначимы (÷2=8,613; p=0,592), и можно сделать вывод, что уровень формирования воротной вены не зависит от пола.

 ОБСУЖДЕНИЕ

Уровень формирования воротной вены относительно позвоночного столба авторами оценивался мало. Но в доступной литературе данные по уровню формирования воротной вены имеют значительные отличия. Так, согласно D. Sztika [10] и H. Kaur [11], воротная вена начинается преимущественно на уровне LII позвонка, реже на уровне LI позвонка. По данным И.В. Гайворонского [12], формирование воротной вены преимущественно наблюдалось на уровне LI позвонка, реже на уровне LII позвонка, межпозвоночного диска между ThXII и LI позвонками и на уровне ThXII позвонка. В нашем исследовании уровень формирования воротной вены относительно позвоночного столба у 100 взрослых пациентов колебался в пределах от нижнего края ThXII позвонка и до верхнего края LII позвонка. В большинстве наблюдений (51% случаев) воротная вена формируется на уровне LI позвонка. В работе И.В. Гайворонского [12] такой уровень формирования воротной вены выявлен в 68% наблюдений. В то же время, согласно H. Kaur [11], на уровне LI позвонка воротная вена формировалась лишь в 40% наблюдений. На уровне нижнего края ThXII позвонка и на уровне межпозвоночного диска между ThXII и LI позвонками она выявлена в 20% и 11% наблюдений соответственно. В наблюдениях И.В. Гайворонского [12] на уровне нижнего края ThXII позвонка воротная вена формировалась в 2% наблюдений. Расположение конфлюэнса воротной вены на уровне межпозвоночного диска между LI и LII позвонками и на уровне верхнего края LII позвонка выявлено в 11% и 7% наблюдений. В наблюдениях H. Kaur [11] формирование воротной вены ниже тела LI позвонка отмечалось значительно чаще и в 60% случаев наблюдалось на уровне LII позвонка. Согласно И.В. Гайворонскому [12], в 20% наблюдений воротная вена формировалась на уровне LII позвонка и в 10% на уровне межпозвоночного диска между LI–LII позвонками.

Результаты исследования показали, что формирование воротной вены преимущественно (в 64% наблюдений) происходит с проекцией конфлюэнса по правому краю тела позвонка. Аналогичные результаты получены в исследовании И.В. Гайворонского [12]. По левому краю позвонков конфлюэнс воротной вены проецировался в 17% наблюдений и в 19% – по центру позвонка.

Уровень формирования воротной вены в зависимости от пола и возраста авторами не оценивался. В нашем исследовании, с учетом гендерных различий, выявлено, что у мужчин отмечается преимущественное формирование воротной вены на уровне нижнего края LI позвонка. Это 12 случаев (21% наблюдений). У женщин самым частым уровнем формирования воротной вены является средняя треть LI позвонка. Это 13 наблюдений (30% случаев). У мужчин в 59%, у женщин в 70% случаев конфлюэнс воротной вены проецируется по правому краю позвонков.

 ВЫВОДЫ

Уровень формирования воротной вены относительно позвоночного столба изменяется в пределах от нижнего края ThXII позвонка и до верхнего края LII позвонка.

Наиболее частым уровнем формированием воротной вены является LI позвонок в проекции правого его края. При этом этот уровень не зависит от пола пациента. Такой уровень формирования воротной вены можно считать типичным.

Установлено, что уровень формирования воротной вены имеет большую вариабельность, что должно быть отражено в протоколе исследования КТ для точного предоперационного планирования и недопущения интраоперационной травмы крупных сосудистых стволов.

Конфликт интересов: все авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.

About the authors

Aleksandr V. Kolsanov

Samara State Medical University

Author for correspondence.
Email: a.v.kolsanov@samsmu.ru
ORCID iD: 0000-0002-4144-7090

Russian Federation, Samara

PhD, Professor RAS, the Head of the Department of Operative surgery and clinical anatomy with a course of innovative technologies

Maksim N. Myakotnykh

Samara State Medical University

Email: maksim_miakotnykh@mail.ru

Russian Federation, Samara

Surgeon of the Samara Surgical Center for the Coordination of Organ Donation, assistant of the Department of Operative surgery and clinical anatomy with a course of innovative technologies

Anatolii V. Tolstov

Samara State Medical University

Email: tolstovanatoly@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7433-8982

Russian Federation, Samara

PhD, Professor, Department of Operative surgery and clinical anatomy with a course of innovative technologies

Aleksei A. Mironov

Samara State Medical University

Email: a.a.mironov@samsmu.ru
ORCID iD: 0000-0003-4228-7022

Russian Federation, Samara

PhD, Associate professor of the Department of Operative surgery and clinical anatomy with a course of innovative technologies

References

  1. Varotti G, Gondolesi GE, Goldman J, et al. Anatomic variations in right liver living donors. J Am Coll Surg. 2004;198:577-582. doi: 10.1016/j.jamcollsurg.2003.11.014
  2. Efanov MG, Vinevskij AV, Karmazanovskij GG, et al. Spiral computed tomography: possibilities of different generation spiral computed tomography in definition of normal vascular anatomy of the liver. Part I. Anatomy of afferent liver vessels. Annals of HPB Surgery. 2009;2:44-51. (In Russ.). [Ефанов М.Г., Виневский А.В., Кармазановский Г.Г. и др. Спиральная компьютерная томография: возможности различных поколений томографов в определении нормальной сосудистой анатомии печени. Часть 1. Анатомия афферентных сосудов печени. Анналы хирургической гепатологии. 2009;2:44-51].
  3. Sureka B, Patidar Y, Bansal K, Rajesh S, Agrawal N, Arora A. Portal vein variations in 1000 patients: surgical and radiological importance. Br J Radiol. 2015;88:75-80.
  4. Gupta D, Sharma P, Gandotra A. Porta hepatis in normal liver. IJBARR. 2017;8(3):121-125.
  5. Watson CJE, Harper SJF. Anatomical variation and its management in transplantation. American Journal of Transplantation. 2015;15:1459-1471.
  6. Neginhal DD, Kulkarni UK. Normal anatomy of porta hepatis – a cadaveric study. Nat J Clin Anat. 2019;8:22-26.
  7. Kolsanov AV, Manukyan AA, Zel'ter PM, et al. Variant anatomy of the portal vein according to computed tomography. Journal of Anatomy and Histopathology. 2017;6(4):31-36. (In Russ.). [Колсанов А.В., Манукян А.А., Зельтер П.М. и др . Вариантная анатомия воротной вены по данным компьютерной томографии. Журнал анатомии и гистопатологии. 2017;6(4):31-36. https://doi.org/10.18499/2225-7357-2017-6-4-31-36
  8. Levenec SV. History of study of the anatomical variations of the portal vein (review of literature). General pathology and pathological physiology. 2014;9(2):5-11. (In Russ.). Левенец С.В. История изучения анатомической изменчивости системы воротной вены (обзор литературы). Загальна патологія та патологічна фізіологія. 2014; 9(2):5-11]
  9. Kagan II, Zheleznov LM, Fateev IN. A method for investigation of intravital topography. Patent of invention, the Russian Federation №2171465 dated 27.07.2001. (In Russ.). [Каган И.И., Железнов Л.М., Фатеев И.Н. Способ изучения прижизненной топографии. Патент РФ на изобретение №2171465 от 27.07.2001].
  10. Sztika D, Zahoi DE, Motoc A. Anatomical variations of the hepatic portal vein associated with incomplete celiac trunk. Rom J Morphol Embryol. 2011;52(2):695-698.
  11. Kaur H, Singh M, Bajaj AS. A cadaveric study of morphology of portal vein with its clinical importance. Medical Journal of Dr. D.Y. Patil University. 2016;9(3):336-40.
  12. Gajvoronsky IV, Kotiv BN, Kovalenko NA, Lazarenko VA. Variant anatomy of main vessels of the portal system and its practical implication. Man and his health. 2018;(2):70-75. (In Russ.). [Гайворонский И.В., Котив Б.Н., Коваленко Н.А., Лазаренко В.А. Вариантная анатомия магистральных сосудов системы воротной вены и ее прикладное значение. Человек и его здоровье. 2018;2:70-75]. doi: 10.21626/vestnik/2018-2/11

Supplementary files

Supplementary Files Action
1.
Diagram 1. Variability of the location of the portal vein formation level relative to the spinal column.

Download (31KB) Indexing metadata
2.
Diagram 2. Variability of the location of the portal vein formation level relative to the spinal column, taking into account the gender of patients

Download (30KB) Indexing metadata
3.
Diagram 3. Variability of the projection of the portal vein confluence relative to the spinal column, taking into account the gender of the patients.

Download (28KB) Indexing metadata
4.
Figure 1. Variants of the level of formation of the portal vein relative to the spinal column: a – at the level of the lower edge of ThXII in the projection of its right edge; b – at the level of the right edge of the intervertebral disc between ThXII–LI; c – at the level of the lower edge of LI in the projection of its right edge; d – at the level of the lower edge of LI in the projection of its left edge.

Download (1MB) Indexing metadata

Statistics

Views

Abstract - 15

PDF (Russian) - 0

Cited-By


Article Metrics

Metrics Loading ...

PlumX

Dimensions

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2021 Kolsanov A.V., Myakotnykh M.N., Tolstov A.V., Mironov A.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies