Wall shear rate in supra-aortic vessels: a factor for different atherosclerotic pattern?

Background: Atherosclerotic lesions of the upper extremity arise three to five times more often at the origin of the left subclavian artery than on the right side. The aim of this study was to investigate, whether the hemodynamic forces (peak wall shear rate) in the large supra-aortic branches measured by MRI differ in healthy subjects. Patients and methods: Peak wall shear rate (WSR) and blood flow was assessed in the left carotid, left subclavian and innominate artery in ten healthy volunteers (5 females, mean age of 35.2 ± 9 years) using high resolution (pixel size 0.6 mm²) magnetic resonance imaging (MRI) flow velocity measurements. Results: There is no difference between the maximum WSR of the three large supra-aortic vessels. Only within the proximal (327 ± 132s^-1) and distal wall (458 ± 154s^-1) of the innominate artery a significant difference (p = 0.011) of the WSR was found. Conclusion: The results from this study indicate that WSR is not different in the supra-aortic vessels. Therefore the atherosclerotic pattern in the subclavian and innominate arteries may not be explained by differences in these hemodynamic forces.

Hintergrund: Atherosklerotisch bedingte Läsionen an den oberen Extremitäten entstehen drei- bis fünfmal häufiger am Abgang der linken Arteria subclavia im Vergleich zur rechten Seite. Das Ziel dieser Studie ist es, die hämodynamischen Kräfte (maximale Gefäßwand-Scherkraft = peak wall shear rate) in den supra-aortalen Gefäßen bei gesunden Probanden mittels MRI zu untersuchen. Patienten und Methoden: Die maximale wall shear rate (WSR) und der Blutfluss wurde in der linken Arteria carotis, der linken Arteria subclavia und im Truncus brachiocephalicus bei zehn gesunden Probanden (5 Frauen, mittleres Alter 35.2 ± 9 Jahren) gemessen. Es wurden hochauflösende Messungen (Pixelgröße 0.6 mm²) mittels MRI durchgeführt. Resultate: Es konnte kein signifikanter Unterschied der maximalen WSR zwischen den drei großen supra-aortalen Gefässen gefunden werden. Nur zwischen der proximalen (327 ± 132s^-1) und distalen Gefäßwand (458 ± 154s^-1) des Truncus brachiocephalicus besteht ein signfikanter Unterschied (p = 0.011) der WSR. Schlussfolgerungen: Die Resultate dieser Studie weisen darauf hin, dass die WSR in den supra-aortalen Gefäßen (bei gesunden Probanden) nicht unterschiedlich ist. Daher ist die Verteilung der Atherosklerose in der Arteria subclavia und im Truncus brachiocephalicus nicht durch Unterschiede der hämodynamischen Kräfte erklärbar.