Clinical Physiology of Circulation

Chief Editor

Leo A. Bockeria, MD, PhD, DSc, Professor, Academician of Russian Academy of Sciences, President of Bakoulev National Medical Research Center for Cardiovascular Surgery


Assessment of arteriovenous imbalance in patients with internal carotid artery stenosis

Authors: Lovrikova M.A.1, Zadneprovskaya V.V.2

Company:
1 Oncological Dispensary, Birobidzhan, Russian Federation
2 Postgraduate Institute for public health workers; Khabarovsk, Russian Federation

E-mail: Сведения доступны для зарегистрированных пользователей.

DOI: https://doi.org/10.24022/1814-6910-2025-22-2-171-176

UDC: 616.133.3-007.271

Link: Clinical Physiology of Blood Circulaiton. 2025; 22 (2): 171-176

Quote as: Lovrikova M.A., Zadneprovskaya V.V. Assessment of arteriovenous imbalance in patients with internal carotid artery stenosis. Clinical Physiology of Circulation. 2025; 22 (2): 171–176 (in Russ.). DOI: 10.24022/1814-6910- 2025-22-2-171-176

Received / Accepted:  22.05.2025 / 30.05.2025

Full text:
Subscribe 🔒

Abstract

The purpose of the study – assessment of focal arteriovenous imbalance in patients with internal carotid artery (ICA) stenosis.

Material and methods. Arterial inflow and venous outflow were studied in patients with varying degrees of ICA stenosis (n = 93) compared with a control group of people of comparable gender and age (n=31) without ICA stenosis. The control group (2) consisted of 32 people without ICA stenosis and with no signs of systemic and regional phlebohypertension.

Results. The majority of patients in all groups had an increase in venous pressure in the brachial vein. In the presence of severe carotid artery stenosis, arterial blood flow decreases, which is a natural reaction. The venous outflow in the horizontal position increases with an increase in the percentage of stenosis, while the outflow in the vertical position decreases.

Conclusion. With an increase in the percentage of ICA stenosis, there is a significant increase in venous outflow through the internal jugular veins (IJV) and vertebral veins (VV) in the horizontal position, and the total venous outflow decreases with verticalization.

References

  1. Гуревич А.П., Емельянов И.В., Ионов М.В., Ротарь О.П., Бояринова М.А., Могучая Е.В.и др. Ортостатические реакции периферического и центрального артериального давления при артериальной гипертензии и атеросклеротическом стенозе сонных артерий. Ангиология и сосудистая хирургия. Журнал имени академика А.В. Покровского. 2024; 30 (2): 33–41. DOI: 10.33029/1027-6661-2024-30-2-33-41
  2. Семенов С.Е., Бондарчук Д.В., Малков И.Н., Шатохина М.Г. Ремоделирование экстракраниальных вен и венозно-артериальный дисбаланс при наружном стенозе и гипоплазии внутренних яремных вен. Сибирский научный медицинский журнал. 2024; 44 (1): 61–75. DOI: 10.18699/SSMJ20240107
  3. Семенов С.Е., Бондарчук Д.В., Коков А.Н., Шатохина М.Г. Индикаторы нетромботических нарушений церебрального венозного дренажа по экстракраниальным венам. Сибирский научный медицинский журнал. 2024; 44 (1): 76–87. DOI: 10.18699/SSMJ20240108
  4. Бондарчук Д.В., Семенов С.Е., Шатохина М.Г. Специфичность и чувствительность показателя венозно-артериального баланса при стенозе и гипоплазии внутренних яремных вен. Лучевая диагностика и терапия. 2024; 15: 166–167. DOI: 10.22328/2079-5343
  5. Шумилина М.В., Спиридонов А.А., Бузиашвили Ю.И., Алекян Б.Г., Амбатьелло С.Г.. Дисбаланс венозного церебрального кровообращения в генезе энцефалопатий у больных с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Анналы хирургии. 2001; 4: 62–67.
  6. Шумилина М.В., Бузиашвили Ю.И., Лавров А.Ю, Яхно Н.Н., Амбатьелло С.Г. Дисбаланс венозного и артериального церебрального кровообращения в генезе энцефалопатий у больных с сердечно-сосудистой патологией. Сердечно-сосудистые заболевания. Бюллетень НЦССХ им. А.Н. Бакулева. 2002; 3 (2): 10–15.
  7. Шумилина М.В., Горбунова Е.В. Комплексная ультразвуковая диагностика нарушений венозного оттока. Клиническая физиология кровообращения. 2009; 3: 21–29.
  8. Шумилина М.В., Колесник Д.И. Влияние ортостатической пробы (или вертикализаци) на кровоток по внутренним яремным и позвоночным венам. Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2023; 12 (1): 39–48. DOI: 10.17802/2306-1278-2023-12-1-39-48
  9. Шумилина М.В. Комплексная ультразвуковая диагностика патологии периферических сосудов: учеб.-метод. рук. М.; 2012.
  10. Шумилина М.В., Аракелян В.С., Дарвиш Н.А. Алгоритм ультразвукового обследования брахиоцефальных сосудов: учеб.-метод. пособие. М.: НМИЦ ССХ им. А.Н. Бакулева МЗ РФ; 2019.
  11. Valdueza J.M., von Münster T., Hoffman O., Schreiber S., Einhäupl K.M. Postural dependency of the cerebral venous outflow. Lancet. 2000; 355 (9199): 200–201. DOI: 10.1016/s0140-6736(99)04804-7
  12. Вальдуэза Х. М., Шрайбер С. Й., Рёль Й-Э, Клингебиль Р. Нейросонология и нейровизуализация при инсульте. М.: МЕДпресс- информ; 2012.
  13. Вальдуэза Х.М., Шрайбер С.Й., Рёль Й-Э., Клингебиль Р. Нейросонология и нейровизуализация при инсульте. 2-е изд. М.: МЕДпресс-информ; 2022.
  14. Gisolf J., van Lieshout J.J., van Heusden K., Pott F., Stok W.J., Karemakeret J.M. Human cerebral 28. venous outflow pathway depends on posture and central venous pressure. J. Physiol. 2004; 560 (1): 317–327. DOI: 10.1113/jphysiol.2004.070409
  15. Ciuti G., Righi D., Forzoni L., Fabbri A., Moggi Pignone A. Differences between internal jugular vein and vertebral vein flow examined in real time with the use of multigate ultrasound color Doppler. Am. J. Neuroradiol. 2013; 34: 2000–2004. DOI: 10.3174/ajnr.A3557
  16. Gadda G., Taibi A., Sisini F., Gambaccini M., Zamboni P., Ursino M. A new hemodynamic model for the study of cerebral venous outflow. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2015; 308 (3): H217–231. DOI: 10.1152/ajpheart.00469.2014
  17. Mohammadyari P., Gadda G., Taibi A. Modelling physiology of haemodynamic adaptation in short-term microgravity exposure and orthostatic stress on Earth. Sci. Rep. 2021; 11 (1): 4672. DOI: 10.1038/s41598-021-84197-7
  18. Yeoh T.Y., Tan A., Manninen P., Chan V.W.S., Venkatraghavan L. Effect of different surgical positions on the cerebral venous drainage: a pilot study using healthy volunteers. Anaestesia. 2016; 71: 806–813. DOI: 10.1111/anae.13494
  19. Буховец И.Л., Максимова А.С., Кузнецов М.С., Козлов Б.Н., Степанов И.В., Завадовский К.В., Усов В.Ю. Венозный отток по внутренним яремным венам при различной степени стеноза внутренних сонных артерий по данным ультразвукового исследования. Ангиология и сосудистая хирургия. Журнал имени академика А.В. Покровского. 2023; 29 (3): 15–23. DOI: 10.33029/1027-6661-2023-29-3-15-23
****
  1. Gurevich A.P., Emelianov I.V., Ionov M.V., Rotar O.P., Boyarinova M.A., Moguchaya E.V. et al. Orthostatic reactions of peripheral and central arterial pressure in arterial hypertension and atherosclerotic stenosis of the carotid arteries. Angiology and vascular surgery. Journal named after academician A.V. Pokrovsky. 2024; 30 (2): 33–41 (in Russ.). DOI: 10.33029/1027-6661-2024-30-2-33-41
  2. Semenov S.E., Bondarchuk D.V., Malkov I.N., Shatokhina M.G. Remodeling of extracranial veins and venous-arterial imbalance in external stenosis and hypoplasia of the internal jugular veins. Siberian Scientific Medical Journal. 2024; 44 (1): 61–75 (in Russ.). DOI: 10.18699/SSMJ20240107
  3. Semenov S.E., Bondarchuk D.V., Kokov A.N., Shatokhina M.G. Indicators of non-thrombotic disorders of cerebral venous drainage through extracranial veins. Siberian Scientific Medical Journal. 2024; 44 (1): 76–87 (in Russ.). DOI: 10.18699/SSMJ20240108
  4. Bondarchuk D.V., Semenov S.E., Shatokhina M.G. Specificity and sensitivity of the venous-arterial balance indicator in stenosis and hypoplasia of the internal jugular veins. Radiation diagnostics and therapy. 2024; 15: 166–167 (in Russ.). DOI: 10.22328/2079-5343
  5. Shumilina M.V., Spiridonov A.A., Buziashvili Y.I., Alekyan B.G., Ambatiello S.G. Imbalance of venous cerebral circulation in the genesis of encephalopathies in patients with cardiovascular diseases. Annals of Surgery. 2001; 4: 62–67 (in Russ.).
  6. Shumilina M.V., Buziashvili Yu.I., Lavrov A.Yu, Yakhno N.N., Ambatiello S.G. Imbalance of venous and arterial cerebral circulation in the genesis of encephalopathies in patients with cardiovascular pathology. The Bulletin of Bakoulev Center. Cardiovascular Diseases. 2002; 3(2): 10–15 (in Russ.).
  7. Shumilina M.V., Gorbunova E.V. Complex ultrasound diagnostics of venous outflow disorders. Clinical Physiology of Circulation. 2009; 3: 21–29 (in Russ.).
  8. Shumilina M.V., Kolesnik D.V. The influence of orthostatic test (or verticalization) on the blood flow through the internal jugular and vertebral veins. Complex Issues of Cardiovascular Diseases. 2023; 12 (1): 39–48 (in Russ.). DOI: 10.17802/2306-1278-2023-12-1-39-48
  9. Shumilina M.V. Complex ultrasound diagnostics of peripheral vascular pathology: an educational and methodological guide. Moscow, 2012 (in Russ.).
  10. Shumilina M.V., Arakelyan V.S., Darvish N.A. Algorithm of ultrasound examination of brachiocephalic vessels. Educational and methodical manual. Moscow; 2019 (in Russ.).
  11. Valdueza J.M., von Münster T., Hoffman O., Schreiber S., Einhäupl K.M. Postural dependency of the cerebral venous outflow. Lancet. 2000; 355 (9199): 200–201. DOI: 10.1016/s0140-6736(99)04804-7
  12. Valdueza J. M., Schreiber S. J., Roehl J.-E., Klingebiel R. Neuro-sonology and neuroimaging for stroke Moscow: MEDpress-inform; 2012 (in Russ.).
  13. Valduesa H.M., Schreiber S.J., Rehl J.E., Klingebil R. Neurosonology and neuroimaging in stroke. 2nd ed. Moscow: MEDpress-inform; 2022 (in Russ.).
  14. Gisolf J., van Lieshout J.J., van Heusden K., Pott F., Stok W.J., Karemakeret J.M. Human cerebral 28. venous outflow pathway depends on posture and central venous pressure. J. Physiol. 2004; 560 (1): 317–327. DOI: 10.1113/jphysiol.2004.070409
  15. Ciuti G., Righi D., Forzoni L., Fabbri A., Moggi Pignone A. Differences between internal jugular vein and vertebral vein flow examined in real time with the use of multigate ultrasound color Doppler. Am. J. Neuroradiol. 2013; 34: 2000–2004. DOI: 10.3174/ajnr.A3557
  16. Gadda G., Taibi A., Sisini F., Gambaccini M., Zamboni P., Ursino M. A new hemodynamic model for the study of cerebral venous outflow. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2015; 308 (3): H217–231. DOI: 10.1152/ajpheart.00469.2014
  17. Mohammadyari P., Gadda G., Taibi A. Modelling physiology of haemodynamic adaptation in short-term microgravity exposure and orthostatic stress on Earth. Sci. Rep. 2021; 11 (1): 4672. DOI: 10.1038/s41598-021-84197-7
  18. Yeoh T.Y., Tan A., Manninen P., Chan V.W.S., Venkatraghavan L. Effect of different surgical positions on the cerebral venous drainage: a pilot study using healthy volunteers. Anaestesia. 2016; 71: 806–813. DOI: 10.1111/anae.13494
  19. Bukhovets I.L., Maksimova A.S., Kuznetsov M.S., Kozlov B.N., Stepanov I.V., Zavadovsky K.V., Usov V.Yu. Venous outflow through the internal jugular veins with varying degrees of stenosis of the internal carotid arteries according to ultrasound data. Angiology and vascular surgery. Journal named after Academician A.V. Pokrovsky. 2023; 29 (3): 15–23 (in Russ.). DOI: 10.33029/1027-6661-2023-29-3-15-23

About Authors

  • Marina A. Lovrikova, Ultrasonic Diagnostician; ORCID
  • Vera V. Zadneprovskaya, Cand. Med. Sci., Associate Professor; ORCID

 If you found mistakes, select text and press Alt+A