Anatomical Variations and Clinical Significance of the Cerebral Arterial Circle in Turkish Cadavers / Variaciones Anatómicas y Significancia Clínica del Círculo Arterial Cerebral en Cadáveres Turcos

SUMMARY: The structure formed by the arteries, which is of great importance in the irrigation of the brain, is called the cerebral arterial circle (Polygon of Willis). Since the cerebral arterial circle provides brain nutrition, vascularabnormalities in this region are highly relevant. Therefore, the aim of our study was to examine the variations of the cerebral arterial circle in cadavers of Turkish individuals. In our study, 32 human cadavers obtained from three different universities were retrospectively examined. Brain tissue obtained from cadavers by craniotomy was kept in 20 % formaldehyde solution for an average of 10 days for fixation. Cerebral arterial circle diagrams were determined in all cadavers by staining and photographs were taken. As a result of the brain examinations, a variation of the cerebral arterial circle was detected in 24/32 brains. Vascular variations have an important place in congenital variations. For this reason, we believe that our brain study will contribute to clinical studies on this topic by investigating variations of the cerebral arterial circle.

La estructura formada por las arterias que tiene una gran importancia en la irrigación del cerebro se denomina círculo arterial cerebral (Polígono de Willis). Dado que el círculo arterial cerebral proporciona la irrigación cerebral, las anomalías vasculares en esta región son muy relevantes. Por lo tanto, el objetivo de nuestro estudio fue examinar las variaciones del círculo arterial cerebral en cadáveres de individuos turcos. En nuestro estudio, se examinaron retrospectivamente 32 cadáveres humanos obtenidos de tres universidades diferentes. El tejido cerebral de los cadáveres fue obtenido por craneotomía y se mantuvo en solución de formaldehído al 20 %, durante 10 días en promedio para su fijación. Se determinaron los diagramas de círculo arterial cerebral en todos los cadáveres mediante coloración y se tomaron fotografías. Como resultado de los exámenes, se detectó una variación del círculo arterial cerebral en 24/32 de los cerebros. Las variaciones vasculares tienen un lugar importante en las variaciones congénitas. Por esta razón, creemos que nuestro estudio contribuirá a estudios clínicos sobre el tema al pesquisar las variaciones del círculo arterial cerebral.

Variations of the cerebral arterial circle: morphological and clinical analysis / Variaciones del círculo arterial cerebral: análisis morfológico y clínico

SUMMARY: The variations knowledge of the cerebral arterial circle (CAC) is relevant due to its influence on the development of ischemic encephalic disorders. Among these variations, when the external diameter of the posterior communicating artery exceeds the posterior cerebral artery caliber, we have a fetal conformation of this circle. The aim of this study was to describe the variations of the CAC in Chilean individuals and to know the type of arterial conformation. Thirty adult brains were used to measure lengths and caliber of the pre-communicating segments of the anterior (A1) and posterior (P1) cerebral arteries, and the anterior (ACoA) and posterior (PCoA) communicating arteries. The arterial conformation type was established, and the length and caliber of these vessels were compared according to the right or left side. It was observed that 76.6 % of the CACs presented aplasia and / or hypoplasia. Of its components, PCoA was hypoplasic in 53.3 %, appearing bilaterally in 40 % of the subjects. The comparison according to the side, indicated that the mean length of A1 and PCoA on the right side was slightly higher. In the case of caliber, the mean of A1, P1 and PCoA was higher on the left side. Regarding P1 and PcoA caliber, 33 % of the CACs presented unilateral fetal conformation. Regardless of the variability presented by the CAC, there is consensus that PCoA exhibits the greatest variability. The understanding of this variability requires an analysis of the embryonic aspects that can explain the fetal conformation of the CAC in the adult.

RESUMEN: El conocimiento de las variaciones del círculo arterial cerebral (CAC) resultan relevantes por su influencia en el desarrollo de trastornos isquémicos encefálicos. De estas variaciones, los cambios del calibre de la arteria comunicante posterior (ACoP) determinan una conformación fetal de este círculo. El objetivo de este estudio fue describir las variaciones del CAC en individuos chilenos y conocer el tipo de conformación arterial. Se utilizaron 30 encéfalos adultos a los que se midieron las longitudes y calibres de los segmentos precomunicante de las arterias cerebrales anteriores (A1) y posteriores (P1), y de las arterias comunicante anterior (ACoA) y ACoP. Se estableció el tipo de conformación arterial y se comparó la longitud y calibre de estos vasos según lateralidad. Se observó que el 76,6 % de los CAC presentaron agenesias y/o hipoplasias. De sus componentes, la ACoP fue hipoplásica en el 53,3 %, presentándose bilateral en el 40 %. La comparación según lateralidad indicó que la longitud media de A1 y ACoP del lado derecho fueron levemente superiores. En el caso de los calibres, la media de A1, P1 y ACoP fue superior en el lado izquierdo. Respecto de los calibres de P1 y ACoP, el 33 % de los CAC presentaron conformación fetal unilateral. Independientemente de la variabilidad que presenta el CAC, existe consenso de que la ACoP exhibe la mayor variabilidad. La comprensión de esta variabilidad requiere un análisis de los aspectos embrionarios que pueden explicar la conformación fetal de esté círculo arterial en el adulto.

Evaluación morfológica y variaciones del circulo arterial cerebral: un estudio con material cadavérico en una muestra de población colombianas / Morphological evaluation and variations of the cerebral arterial circle: a study with cadaveric material in a Colombian population sample

RESUMEN: El círculo arterial cerebral (CAC) mencionado también como polígono de Willis es una red de anastomosis vascular situado en la base del cerebro, constituido por ramas de la arteria carótida interna (ACI) y del sistema vertebro-basilar. Este estudio evaluó la morfología de las arterias que conforman el CAC en una muestra de individuos colombianos. Previa canalización de la ACI y de la arteria vertebral (AV), se perfundió con resina poliéster (palatal 85 % y estireno 15 %) los lechos vasculares del CAC de 70 encéfalos extraídos de cadáveres a quienes se les practicó necropsia en el Instituto de Medicina Legal de Bucaramanga, Colombia. La arteria comunicante anterior (ACoA) se observó en 68 encéfalos (97,1 %), con ausencia en 2 de las muestras (2,9 %); en promedio su diámetro fue de 1,91?1,04 mm y su longitud 2,21?0,97 mm respectivamente. Asimismo, se encontró hipoplasia en 6 muestras (8,4 %). La arteria comunicante posterior (ACoP) estuvo ausente en 2 de las muestras (5,7 %); su longitud fue 11,63?2,12 mm, mientras que su calibre fue de 1,21?0,58 mm, siendo ligeramente mayor en el lado derecho, sin diferencias estadísticamente significativas con relación al lado de presentación (p= 0,763). Se encontró hipoplasia de la ACoP en forma bilateral en 19 de las muestras (27,1 %) y unilateral en 15 muestras (21,4 %). En 8 muestras (20 %) de 35 CAC evaluados se observó configuración fetal. La incidencia de hipoplasia de la ACoP y de configuración fetal encontrados en el presente estudio, se ubican en el segmento superior de lo reportado en la literatura. Estas expresiones morfológicas han sido consideradas como coadyuvantes en el desarrollo de accidentes cerebro-vasculares (ACV).

SUMMARY: The cerebral arterial circle (CAC), also referred to as the polygon of Willis is a network of vascular anastomoses located at the base of the brain, consisting of branches of the internal carotid artery (ICA) and the vertebrobasilar system (VBS). This study evaluated the morphology of the arteries forming the CAC in a sample of Colombian individuals. After cannulation of the ICA and the vertebral artery (VA), the vascular beds of the ACC of 70 brains extracted from cadavers at the Institute of Legal Medicine of Bucaramanga, Colombia, were perfused with polyester resin (85 % palatal and 15 % styrene). The anterior communicating artery (ACoA) was observed in 68 brains (97.1 %), with absence in 2 of the samples (2.9 %); on average its diameter was 1.91?1.04mm and its length 2.21?0.97mm respectively. Likewise, hypoplasia was found in 6 samples (8.4 %). The posterior communicating artery (ACoP) was absent in 2 of the samples (5,7 %); its length was 11.63?2.12mm, while its caliber was 1.21?0.58mm, being slightly larger on the right side, with no statistically significant differences in relation to the side of presentation (p= 0.763). Hypoplasia of the ACoP was found bilaterally in 19 of the samples (27.1 %) and unilaterally in 15 samples (21.4 %). Fetal configuration was observed in 8 samples (20 %) of 35 CACs evaluated. The incidence of ACoP hypoplasia and fetal configuration found in the present study are in the upper segment of those reported in the literature. These morphological expressions have been considered as coadjuvants in the development of cerebrovascular accidents (CVA).

Variantes anatómicas del círculo arterial cerebral en un anfiteatro universitario en Bogotá (Colombia) / Anatomical Variations of Arterial Cerebral Circle in an Amphitheater of a University in Bogotá, Colombia / Variantes anatômicas do círculo arterial cerebral em um anfiteatro universitário em Bogotá, Colômbia

Resumen Introducción: el cerebro es un órgano altamente irrigado, y esta irrigación es suministrada por el círculo arterial cerebral: una red arterial anastomótica con frecuentes variaciones anatómicas, algunas asociadas con patologías. El objetivo es describir las características antropométricas y variaciones anatómicas del círculo arterial cerebral en una muestra de especímenes cadavéricos humanos. Materiales y métodos: se revisaron 50 encéfalos, de los cuales 24 cumplieron con los criterios de inclusión. Se realizaron medidas de diámetro y longitud y también se describieron variaciones anatómicas y variaciones morfométricas. Resultados: siete especímenes evidenciaron variaciones anatómicas (29.1 %); 3 (12.5 %), arteria cerebral anterior (ACA) ácigos; uno (4.1 %), doble ACA en el segmento A1; uno (4.1 %), triple ACA en el segmento A2 y doble arteria comunicante anterior (AcomA); uno (4.1 %), agenesia de la arteria comunicante posterior (AComP) derecha; uno (4.1 %), de la AComP izquierda. El 29.1 % presentó variaciones antropométricas; el 12.5 %, hipoplasia de la AComP derecha; el 12.5 %>, de la AComP izquierda, y el 4.1 %>, hipoplasia bilateral de la AComP. Conclusión: la presencia de variaciones anatómicas fue inferior a la hallada en otros estudios, con predominio de variantes de la circulación anterior. Se describe la presencia de triple ACA en el segmento A2 y doble arteria comunicante anterior.

Abstract Introduction: The brain is a highly irrigated organ; this irrigation is supplied by the cerebral arterial circle: an anastomotic arterial network with frequent anatomical variations, some of which are associated with pathologies. This study aimed to describe the anthropometric characteristics and anatomical variations of the cerebral arterial circle in a sample of human cadaveric specimens. Materials and Methods: A total of 50 brains were examined, 24 of which met the inclusion criteria. Diameter and length measurements were obtained, and anatomical and morphometric variations were described. Results: Seven specimens (29.1%) had anatomical variations: 3 (12.5%) had azygos anterior cerebral artery (ACA), 1 (4.1%) had double ACA in segment A1, 1 (4.1%) had triple ACA in segment A2 and double anterior communicating artery (AcomA), 1 (4.1%) had right posterior communicating artery (AComP) agenesis, and 1 (4.1%) had left AComP agenesis. Seven specimens (29.1%) had anthropometric variations: 3 (12.5%) had hypoplasia of right AComP and 3 (12.5%) of left AComP and 1 (4.1%) had bilateral hypoplasia of AComP. Conclusion: The presence of ana-tomical variations was lower than that reported in other studies, with a predominance of variations of the anterior circulation. The presence of triple ACA in segment A2 and double AcomA was described.

Resumo Introdução: o cérebro é um órgão altamente irrigado; esta irrigação é fornecida pelo círculo arterial cerebral: uma rede arterial anastomótica com frequentes variações anatómicas, algumas associadas a patologias. O objetivo é escrever as características antropométricas e variações anatômicas do círculo arterial cerebral em uma amostra de espécimenes cadavéricos humanos. Materiais e métodos: se revisaram 50 encéfalos dos quais 24 cumpriram os critérios de inclusão; realizaram-se medidas de diâmetro e longitude, descreveram-se variações anatômicas e variações morfométricas. Resultados: o 29,1% dos espécimenes apresentaram variações anatómicas (n = 7 ), 3 (12,5%) apresentaram artéria cerebral anterior (ACA) ázigos, um (4,1%) apresentou dupla ACA no segmento A1, um (4,1%) apresentou triple ACA no segmento A2 e dupla artéria comunicante anterior (AcomA), um (4,1%) apresentou agenesia da artéria comunicante posterior (AComP) direita, um (4,1%) da AComP esquerda. 29,1% apresentaram variações antropométricas, três (12,5%) apresentaram hipoplasia de AComP direita, três (12,5%) da AComP esquerda e um (4,1%) hipoplasia bilateral da AComP. Conclusão: a presença de variações anatómicas foi inferior à reportada em outros estudos, com predomínio de variantes da circulação anterior, se descreve a presença de triple ACA no segmento A2 e dupla artéria comunicante anterior.

Arterias comunicantes del círculo arterial del cerebro: características biométricas y relación con el índice cefálico / Communicating arteries of the cerebral arterial circle: biometric features and their relation with the cephalic index

La clínica neuroquirúrgica tiene la necesidad de un acabado conocimiento anatómico de las arterias comunicantes como integrantes del círculo arterial del cerebro, por su variabilidad morfológica, su relación compleja con las estructuras adyacentes y por la alta frecuencia observada en la conformación de aneurismas. Debido a la importancia de estos vasos, efectuamos un estudio biométrico de los mismas, relacionando datos de calibre y longitud con índice cefálico. En el sexo masculino, el calibre promedio de la ACoP fue de 1,07 mm en el lado derecho y de 1,06 mm en el izquierdo; en el sexo femenino fue de 1,12 mm en el lado derecho y de 1,14 mm en el izquierdo. En el grupo de individuos con índice braquicéfalo, el calibre de la ACoP fue de 1,15 mm y en el grupo dolicomesocéfalo fue de 1,05 mm. Su longitud fue de 18,65 mm en los braquicéfalos y de 16,44 mm en los dolicomesocéfalos.El calibre de la ACoA fue de 1,53 mm en el sexo masculino y de 1,05 mm en el femenino, mientras que su longitud fue de 2,81 mm en el sexo masculino y de 2,33 mm en el femenino. La descripción biométrica y bioantropológica muestra parámetros importantes a considerar en la clínica quirúrgica.

The neurosurgical clinic needs extensive and thorough anatomical knowledge of the communicating arteries as part of the cerebral arterial circle for their morphological variability, their complex relation as adjacent structures, and for the frequency observed in the formation of aneurisms. Considering the importance of these vessels, we conducted a biometric study of these, relating caliber and longitude information to the cephalic index. In the male, the mean caliber of the PCoA < p was of 1.07 mm on the right side and 1.06 mm on the left; in the female it was of 1.12 mm on the right side and of 1.14 mm on the left. In the group of individuals with brachiocephalic index, the caliber of the ACoP was of 1.15 mm and in the dolichomesocephalic groups was 1.05 mm. Its longitude was 18.65 mm in the brachiocephalous and of 16.44 mm in the dolichomesochephalic. The caliber of the ACoA was of 1.53 mm in the male and 1.05 mm in the female, while its longitude was of 2.81 mm in the male and 2.33 mm in the female. The biometric and bioanthropologic description shows important parameters to be considered in clinical surgery.