Morphometric analysis of coronary artery bifurcations in normal human hearts based on X-ray examination in individuals of different sexes in the second period of mature and elderly age

Andrey V. Dmitriev; Anna A. Sergienko; Ilia S. Miltykh; Oleg K. Zenin

doi:10.12731/2658-6649-2026-18-1-1383

Andrey V. Dmitriev Федеральное государственное бюджетное учреждение «Институт неотложной и восстановительной хирургии им. В.К. Гусака» https://orcid.org/0000-0002-0753-7586
Anna A. Sergienko Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет» https://orcid.org/0009-0005-1380-8767
Ilia S. Miltykh Университет Палермо https://orcid.org/0000-0002-9130-3255
Oleg K. Zenin Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет» https://orcid.org/0000-0002-5447-1989

DOI: https://doi.org/10.12731/2658-6649-2026-18-1-1383

Ключевые слова: венечные артерии сердца, рентгенограммы, морфометрия, бифуркации, закон Murray C.D.

Аннотация

Обоснование. Соотношение внутренних диаметров артериальных сегментов (АС) составляющих артериальные бифуркации (АБ) венечных артерий сердца человека (ВАСЧ) используют для классификации поражений АБ и разработки стандартного протокола оперативного вмешательства по устранению сужений просвета АС. Однако, вопрос количественной нормы строения АБ ВАСЧ остается открытым.

Цель. Установить морфометрические закономерности соотношений внутренних диаметров АС составляющих АБ в норме путем ретроспективного анализа рентгенограмм ВАСЧ лиц разного пола, второго периода зрелого и пожилого возраста.

Материалы и методы. Проведен ретроспективный морфометрический анализ рентгенограммах ВАСЧ (лиц 2-го периода зрелого возраста – 48 шт. и пожилого возраста – 14 шт.; лиц мужского пола – 31 шт. и женского – 31 шт.; левой венечной артерии – 62 шт. и правой венечной артерии 60 шт) без видимых стенотических поражений. ВАСЧ рассматривали как систему, состоящую из АБ, в состав которой входят проксимальный АС (D) и два дистальных АС (d_max_и d_min). Рассчитывали: g, коэффициент асимметрии дочерних ветвей: g=(d_min/d_max)²; h, коэффициент ветвления: h=(d_max²+d_min²)/D². Для анализа использовали статистический пакет R (версия 4.1).

Результаты. Установлено: величины внутреннего диаметра D и d_max АС составляющих АБ входящих в состав ВАСЧ лиц мужского пола значимо больше, чем у лиц женского пола; величины D, d_maxи d_minАС составляющих АБ входящих в состав ВАСЧ лиц 2-го периода зрелого возраста значимо больше, чем у лиц пожилого возраста; значения D, d_m_ax_,d_min,g и h заметно больше у АС левой венечной артерии, чем правой; АБ входящие в состав левой венечной артерии сердца более «симметричны», чем составляющие правую венечную артерию.

Заключение. Полученные данные свидетельствуют о необходимости дальнейших морфометрических исследований ВАСЧ, ревизии закона Murray C.D. и разработки универсальной объединяющей теории строения и функционирования АБ.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Andrey V. Dmitriev, Федеральное государственное бюджетное учреждение «Институт неотложной и восстановительной хирургии им. В.К. Гусака»

д-р мед. наук, заведующий отделением рентгенэндоваскулярной хирургии

Anna A. Sergienko, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет»

аспирант кафедры «Анатомия человека»

Ilia S. Miltykh, Университет Палермо

магистрант

Oleg K. Zenin, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет»

д-р мед. наук, профессор кафедры «Анатомия человека»

Литература

Горячева, И. А. (2012). Вариантная анатомия венечных артерий и их основных ветвей у взрослого человека [Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук]. Санкт Петербург. 22 с. EDN: https://elibrary.ru/QIJCIB

Зенин, О. К. (2005). Морфофункциональные принципы организации артериального русла большого круга кровообращения [Диссертация на соискание ученой степени доктора медицинских наук]. Донецк. 468 с.

Зенин, О. К., Оверко, В. С., Дмитриев, А. В., & Милтых, И. С. (2021). Особенности гемодинамики в структурно различных внутриорганных артериальных бифуркациях сердца человека, выявляемые с помощью численного моделирования. Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture, 13(2), 11–31. https://doi.org/10.12731/2658-6649-2021-13-2-11-31. EDN: https://elibrary.ru/XXEIWB

Кафаров, Э. С., Дмитриев, А. В., Зенин, О. К., Муйземнек, А. Ю., & Хвастунов, И. С. (2020). Влияние формы различных по структуре типов артериальных дихотомий почки на их биомеханические свойства. Морфология, 157(2–3), 96. EDN: https://elibrary.ru/VVKGPZ

Лежнина, О. Ю. (2020). Ангиоархитектоника коронарного русла сердца людей второго периода зрелого и пожилого возраста [Диссертация на соискание ученой степени доктора медицинских наук]. ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации. Волгоград. 339 с. EDN: https://elibrary.ru/XYHWXH

Эралиев, Т. К., Хелимский, Д. А., Бадоян, А. Г., & Крестьянинов, О. В. (2021). Бифуркационные поражения коронарного русла: современные техники эндоваскулярного лечения. Патология кровообращения и кардиохирургия, 25(2), 38–49. https://doi.org/10.21688/1681-3472-2021-2-38-49. EDN: https://elibrary.ru/CBOUIL

Arnett, D. K., et al. (2019). ACC/AHA guideline on the primary prevention of cardiovascular disease: A report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Clinical Practice Guidelines. Journal of the American College of Cardiology, 74(10), e177–e232. https://doi.org/10.1161/CIR.0000000000000677

Dhungana, A., Buradi, A., Dahal, P., & Bora, B. J. (2023). Impact of bifurcation and bifurcation angle on the hemodynamics of coronary arteries. В S. Bhattacharyya, S. Verma, & A. R. Harikrishnan (Eds.), Fluid mechanics and fluid power (Vol. 3). FMFP 2021. Lecture Notes in Mechanical Engineering (с. 55–64). Springer. https://doi.org/10.1007/978-981-19-6270-7_6

Dodge, J. T., Brown, B. G., Bolson, E. L., & Dodge, H. T. (1992). Lumen diameter of normal human coronary arteries: Influence of age, sex, anatomic variation, and left ventricular hypertrophy or dilation. Circulation, 86, 232–246. https://doi.org/10.1161/01.cir.86.1.232

Fuenzalida, J. J. V., et al. (2024). Anatomical variants of the origin of the coronary arteries: A systematic review and meta analysis of prevalence. Diagnostics, 14, 1458. https://doi.org/10.3390/diagnostics14131458. EDN: https://elibrary.ru/WPKJII

Gharleghi, R., et al. (2025). Assessing left main bifurcation anatomy and haemodynamics as a potential surrogate for disease risk in suspected coronary artery disease without stenosis. Scientific Reports, 15(1), 254. https://doi.org/10.1038/s41598-024-73490-w. EDN: https://elibrary.ru/PCGTOL

Gitmez, M., & Mumcu, A. (2024). Quantitative analysis of right coronary artery morphology by digital subtraction angiography. Medicine Science, 13(1), 159–164. https://doi.org/10.5455/medscience.2023.12.239. EDN: https://elibrary.ru/LYIBNP

Kassab, G. S. (2005). Functional hierarchy of coronary circulation: Direct evidence of a structure function relation. American Journal of Physiology Heart and Circulatory Physiology, 289(6), H2559–H2565. https://doi.org/10.1152/ajpheart.00561.2005

Lima Dos Santos, C. C., et al. (2023). The influence of sex, age, and race on coronary artery disease: A narrative review. Cureus, 15(10), e47799. https://doi.org/10.7759/cureus.47799. EDN: https://elibrary.ru/VFTNGL

Malik, T. F., & Tivakaran, V. S. (2022). Percutaneous transluminal coronary angioplasty: An overview. StatPearls Publishing. PMID: 30571038.

Menon, K., et al. (2024). Personalized coronary and myocardial blood flow models incorporating CT perfusion imaging and synthetic vascular trees. npj Imaging, 2(1), 9. https://doi.org/10.1038/s44303-024-00014-6. EDN: https://elibrary.ru/IJMNSW

Murray, C. D. (1926). The physiological principle of minimum work applied to the angle of branching of arteries. The Journal of General Physiology, 9(6), 835–841. https://doi.org/10.1085/jgp.9.6.835

Namani, R., Lanir, Y., Lee, L. C., & Kassab, G. S. (2020). Overview of mathematical modeling of myocardial blood flow regulation. American Journal of Physiology Heart and Circulatory Physiology, 318(4), H966–H975. https://doi.org/10.1152/ajpheart.00563.2019. EDN: https://elibrary.ru/SWKCPB

Neumann, F. J., et al. (2019). ESC/EACTS guidelines on myocardial revascularization. European Heart Journal, 40(2), 87–165. https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehy394. EDN: https://elibrary.ru/FJGHSH

Nouraei, H., et al. (2025). Variations of the extent of obstructive coronary artery disease among Canadian immigrants. Journal of the American Heart Association, 14(9), e037534. https://doi.org/10.1161/JAHA.124.037534. EDN: https://elibrary.ru/ZWYYPV

Sinha, A.-M., et al. (2006). Multidetector row computed tomography vs. angiography and intravascular ultrasound for the evaluation of the diameter of proximal coronary arteries. International Journal of Cardiology, 110(1), 40–45. https://doi.org/10.1016/j.ijcard.2005.07.011

Taylor, D. J., et al. (2024). A systematic review and meta analysis of Murray’s Law in the coronary arterial circulation. American Journal of Physiology Heart and Circulatory Physiology, 327(1), H182–H190. https://doi.org/10.1152/ajpheart.00142.2024. EDN: https://elibrary.ru/IFGHNH

Urbanowicz, T., et al. (2021). Gender differences in coronary artery diameters and survival results after off pump coronary artery bypass (OPCAB) procedures. Journal of Thoracic Disease, 13(5), 2867–2873. https://doi.org/10.21037/jtd-20-3356. EDN: https://elibrary.ru/XJNUCC

Uylings, H. B. M. (1977). Optimization of diameters and bifurcation angles in lung and vascular tree structures. Bulletin of Mathematical Biology, 39(5), 509–520. https://doi.org/10.1007/BF02461198

Vidhale, D., et al. (2024). Variation in the branching pattern of the coronary artery: A systematic review on anatomical branching variation. Research in Cardiovascular Medicine, 13(3), 67–74. https://doi.org/10.4103/rcm.rcm_30_22. EDN: https://elibrary.ru/SAMRDZ

Wong, J. J., Hong, R., Teo, L. L. Y., Tan, R. S., & Koh, A. S. (2024). Atherosclerotic cardiovascular disease in aging and the role of advanced cardiovascular imaging. npj Cardiovascular Health, 1, 11. https://doi.org/10.1038/s44325-024-00012-y. EDN: https://elibrary.ru/KFOSJL

Zhou, F.-F., et al. (2017). Coronary artery diameter is inversely associated with the severity of coronary lesions in patients undergoing coronary angiography. Cellular Physiology and Biochemistry, 43, 1247–1257. https://doi.org/10.1159/000481765

References

Goryacheva, I. A. (2012). Variant anatomy of the coronary arteries and their main branches in adults [Abstract of a dissertation for the degree of Candidate of Medical Sciences]. Saint Petersburg. 22 p. EDN: https://elibrary.ru/QIJCIB

Zenin, O. K. (2005). Morphofunctional principles of the organization of the arterial bed of the systemic circulation [Dissertation for the degree of Doctor of Medical Sciences]. Donetsk. 468 p.

Zenin, O. K., Overko, V. S., Dmitriev, A. V., & Miltykh, I. S. (2021). Features of hemodynamics in structurally different intraorgan arterial bifurcations of the human heart detected by numerical modeling. Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture, 13(2), 11–31. https://doi.org/10.12731/2658-6649-2021-13-2-11-31. EDN: https://elibrary.ru/XXEIWB

Kafarov, E. S., Dmitriev, A. V., Zenin, O. K., Muizemnek, A. Yu., & Khvastunov, I. S. (2020). The influence of the shape of structurally different types of arterial dichotomies of the kidney on their biomechanical properties. Morphology, 157(2–3), 96. EDN: https://elibrary.ru/VVKGPZ

Lezhnina, O. Yu. (2020). Angioarchitectonics of the coronary bed of the heart in people of the second period of adulthood and old age [Dissertation for the degree of Doctor of Medical Sciences]. Volgograd State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation. Volgograd. 339 p. EDN: https://elibrary.ru/XYHWXH

Eraliev, T. K., Khelimsky, D. A., Badoian, A. G., & Krestyaninov, O. V. (2021). Bifurcation lesions of the coronary bed: Modern techniques of endovascular treatment. Pathology of Blood Circulation and Cardiac Surgery, 25(2), 38–49. https://doi.org/10.21688/1681-3472-2021-2-38-49. EDN: https://elibrary.ru/CBOUIL

Arnett, D. K., et al. (2019). ACC/AHA guideline on the primary prevention of cardiovascular disease: A report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Clinical Practice Guidelines. Journal of the American College of Cardiology, 74(10), e177–e232. https://doi.org/10.1161/CIR.0000000000000677

Dhungana, A., Buradi, A., Dahal, P., & Bora, B. J. (2023). Impact of bifurcation and bifurcation angle on the hemodynamics of coronary arteries. In S. Bhattacharyya, S. Verma, & A. R. Harikrishnan (Eds.), Fluid mechanics and fluid power (Vol. 3). FMFP 2021. Lecture Notes in Mechanical Engineering (pp. 55–64). Springer. https://doi.org/10.1007/978-981-19-6270-7_6