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. 2021 May 14:20:e20200086.
doi: 10.1590/1677-5449.200086.

Comparative angiotomographic study of swine vascular anatomy: contributions to research and training models in vascular and endovascular surgery

Adenauer Marinho de Oliveira Góes  1   2 , Rosa Helena de Figueiredo Chaves  1 , Ismari Perini Furlaneto  1 , Emanuelle de Matos Rodrigues  1 , Flávia Beatriz Araújo de Albuquerque  1 , Jacob Hindrik Antunes Smit  1 , Carolina Pinheiro de Oliveira  1 , Simone de Campos Vieira Abib  2
Affiliations

Comparative angiotomographic study of swine vascular anatomy: contributions to research and training models in vascular and endovascular surgery

Adenauer Marinho de Oliveira Góes et al. J Vasc Bras. .

Abstract
in English, Portuguese

Background: Medium and large animal models allow researchers to evaluate the efficacy and safety of cardiovascular procedures in systems that resemble human anatomy and can be used to simulate scenarios for training purposes. Although porcine models have been used extensively, many physiological and anatomical features remain unknown or only superficially described.

Objectives: To describe the normal porcine vascular anatomy on computed tomography scans, compare it to human vascular anatomy, and discuss the application of porcine models for open and endovascular procedures.

Methods: Three male Landrace pigs underwent computed tomography. The vascular anatomy of the neck, thorax, abdomen, and limbs was analyzed and described; relevant similarities and differences between porcine and human vascular anatomies and the implications for vascular procedures in pigs are highlighted.

Results: The carotid territory, aortic arch, and terminal aorta branches all show marked differences in pigs compared to their human counterparts. Compressions of both left renal and common iliac veins were detected, analogous to those seen in human Nutcracker and May-Thurner syndromes. Vascular measurements (diameters, lengths, and angles) of several different porcine territories are presented.

Conclusions: The data presented should be useful for planning preclinical trials and basic research and for refining surgical training using porcine models in vascular fields.

Contexto: Modelos com animais de médio e grande porte permitem que pesquisadores avaliem a eficácia e a segurança de procedimentos cardiovasculares em sistemas que se assemelham à anatomia humana e podem ser usados para simular cenários para fins de treinamento. Embora modelos suínos tenham sido extensivamente utilizados, muitos fatores fisiológicos e anatômicos permanecem desconhecidos ou apenas superficialmente descritos.

Objetivos: Descrever a anatomia vascular do suíno por tomografia computadorizada, compará-la à anatomia humana e discutir a aplicação dos modelos porcinos em procedimentos abertos e endovasculares.

Métodos: Três porcos machos da raça Landrace foram submetidos a tomografia computadorizada. A anatomia vascular de pescoço, tórax, abdome e membros foi analisada e descrita; foram destacadas similaridades e divergências relevantes entre a anatomia vascular de suínos e de humanos e as implicações em procedimentos vasculares nos suínos.

Resultados: O território carotídeo, o arco aórtico e os ramos terminais da aorta em suínos apresentaram diferenças marcantes quando comparados aos de humanos. Foram detectadas compressões de veias renal e ilíaca comum, ambas à esquerda, semelhantes às encontradas nas síndromes humanas de Nutcracker e May-Thurner. Medidas vasculares (diâmetro, comprimento e ângulos) de diferentes topografias de suínos foram fornecidas.

Conclusões: Os dados fornecidos podem ser úteis para o planejamento de ensaios pré-clínicos e pesquisa básica, bem como para o refinamento do treinamento cirúrgico usando modelos suínos no campo da cirurgia vascular.

Keywords: anatomy, comparative; blood vessels; computed tomography angiography; endovascular procedures; pigs; vascular surgical procedures.

PubMed Disclaimer

Conflict of interest statement

Conflicts of interest: No conflicts of interest declared concerning the publication of this article.

Figures

Figure 1
Figure 1. Diagrams illustrating measurement reference points. *:venous diameter measurement at the point of compression.
Figure 2
Figure 2. Maximal Intensity Projection (MIP) images. (A) anterior view; (B) lateral view. REJ = right external jugular vein; RCA = right common carotid; LCA = left common carotid; S = spinal column; # = clavicles; CC = cranial vena cava; RSA = right subclavian artery; LSA = left subclavian artery; M = mammary arteries; PA = pulmonary artery (trunk); H = heart; A = aorta; C = caudal vena cava; R = right; L = left; BC = brachiocephalic artery; LPA = left pulmonary artery; * = branches of the pulmonary arteries; Vent = ventral; Dors = dorsal.
Figure 6
Figure 6. Maximal intensity projection (MIP). (A) abdomen (anterior view); (B) pelvis (anterior view); (C) right hind limb (anterior view). HA = hepatic artery; A = aorta; SA = splenic artery (partially superimposed by the splenic vein); P = portal vein; CA = celiac artery; CMA = cranial mesenteric artery; LRV = left renal vein; RK = right kidney; LK = left kidney; RRA = right renal artery; LRA = left renal artery; C = caudal vena cava; cMA = caudal mesenteric artery; IIT = internal iliac trunk; RIA = right external iliac artery; LIA = left external iliac artery; R = right; L = left; RIV = right common iliac vein; LIV = left common iliac vein; RFA = right common femoral artery; LFA = left common femoral artery; IIAs = internal iliac arteries; RSFA = right superficial femoral artery; DFAs = deep femoral arteries (partially superimposed by the deep femoral vein); LSFA = left superficial femoral artery; RSA = right saphenous artery; RPA = right popliteal artery; LPA = left popliteal artery; LSA = left saphenous artery; RDFA = right deep femoral artery.
Figure 3
Figure 3. Coronal slices. (A) neck; (B) abdomen; (C) and (D) pelvis. RCC = right common carotid; LCC = left common carotid; REJ = right external jugular vein; LEJ = left external jugular vein; RIJ = right internal jugular vein; LIJ = left internal jugular vein; A = aorta; C = caudal vena cava; P = portal vein; CA = celiac artery; SA = splenic artery; HA = hepatic artery; SV = splenic vein; SP = spleen; RIA = right external iliac artery; LIA = left external iliac artery; RIV = right common iliac vein; LIV = left common iliac vein; IIT = internal iliac trunk; RSFA = right superficial femoral artery; LSFA = left superficial femoral artery; RSFV = right superficial femoral vein; LSFV = left superficial femoral vein; DFVS = deep femoral vessels (arteries and veins); B = bladder; R = rectum; RF = right femur; LF = left femur.
Figure 4
Figure 4. (A) sagittal slices; (B), (C), and (D) axial slices. A = aorta; C = caudal vena cava; P = portal vein; L = liver; S = spinal column; E = sternum; HV = hepatic vein; M = mammary arteries; H = heart; ES = esophagus; RL = right lung; LL = left lung; LRV = left renal vein; LRV* = length from aorta to cranial mesenteric artery; RIV = right common iliac vein; LIV = common iliac vein; RK = right kidney; LK = left kidney.
Figure 5
Figure 5. (A) and (B) Coronal slices for measurement of angles between renal arteries and the aorta and between external iliac arteries (trifurcation of the aorta), respectively; (C) Axial slice for measurement of diameter of aorta; (D) Sagittal slice for measurement of the angle between the aorta and the anterior mesenteric artery. A = aorta; C = caudal vena cava; RRA = right renal artery; LRA = left renal artery; RK = right kidney; LK = left kidney; RIA = right external iliac artery; LIA = left external iliac artery; IIT = internal iliac trunk; RRV = right renal vein; CA = celiac artery; CMA = cranial mesenteric artery; LRV = left renal vein.
Figura 1
Figura 1. Ilustração dos pontos de referência para as medidas. *: ponto de aferição do diâmetro venoso no ponto de compressão.
Figura 2
Figura 2. Imagens em projeção de intensidade máxima (maximal intensity projection, MIP). (A) visão frontal; (B) visão lateral. REJ = veia jugular externa direita; RCA = carótida comum direita; LCA = carótida comum esquerda; S = coluna vertebral; # = clavículas; CC = veia cava cranial; RSA = artéria subclávia direita; LSA = artéria subclávia esquerda; M = artérias mamárias; PA = artéria pulmonar (tronco); H = coração; A = aorta; C = veia cava caudal; R = direita; L = esquerda; BC = artéria braquiocefálica; LPA = artéria pulmonar esquerda; * = ramos das artérias pulmonares; Vent = ventral; Dors = dorsal.
Figura 6
Figura 6. Imagens em projeção de intensidade máxima (maximal intensity projection, MIP). (A) abdome (visão frontal); (B) pelve (visão frontal); C) membro direito posterior (visão frontal). HA = artéria hepática; A = aorta; SA = artéria esplênica (parcialmente sobreposta pela veia esplênica); P = veia porta; CA = artéria celíaca; CMA = artéria mesentérica cranial; LRV = veia renal esquerda; RK = rim direito; LK = rim esquerdo; RRA = artéria renal direita; LRA = artéria renal esquerda; C = veia cava caudal; cMA = artéria mesentérica caudal; IIT = tronco ilíaco interno; RIA = artéria ilíaca externa direita; LIA = artéria ilíaca externa esquerda; R = direita; L = esquerda; RIV = veia ilíaca comum direita; LIV = veia ilíaca comum esquerda; RFA = artéria femoral comum direita; LFA = artéria femoral comum esquerda; IIAs = artérias ilíacas internas; RSFA = artéria femoral superficial direita; DFAs = artérias femorais profundas (parcialmente sobrepostas pela veia femoral profunda); LSFA = artéria femoral superficial esquerda; RSA = artéria safena direita; RPA = artéria poplítea direita; LPA = artéria poplítea esquerda; LSA = artéria safena esquerda; RDFA = artéria femoral profunda direita.
Figura 3
Figura 3. Cortes coronais. (A) pescoço; (B) abdome; (C) e (D) pelve. RCC = carótida comum direita; LCC = carótida comum esquerda; REJ = veia jugular externa direita; LEJ = veia jugular externa esquerda; RIJ = veia jugular interna direita; LIJ = veia jugular interna esquerda; A = aorta; C = veia cava caudal; P = veia porta; CA = artéria celíaca; SA = artéria esplênica; HA = artéria hepática; SV = veia esplênica; SP = baço; RIA = artéria ilíaca externa direita; LIA = artéria ilíaca externa esquerda; RIV = veia ilíaca comum direita; LIV = veia ilíaca comum esquerda; IIT = tronco ilíaco interno; RSFA = artéria femoral superficial direita; LSFA = artéria femoral superficial esquerda; RSFV = veia femoral superficial direita; LSFV = veia femoral superficial esquerda; DFVs = vasos femorais profundos (artérias e veias); B = bexiga; R = reto; RF = fêmur direito; LF = fêmur esquerdo.
Figura 4
Figura 4. (A) corte sagital; (B), (C) e (D) cortes axiais. A = aorta; C = veia cava caudal; P = veia porta; L = fígado; S = coluna vertebral; E = esterno; HV = veia hepática; M = artérias mamárias; H = coração; ES = esôfago; RL = pulmão direito; LL = pulmão esquerdo; LRV = veia renal esquerda; LRV* = comprimido entre a aorta e a artéria mesentérica cranial; RIV = veia ilíaca comum direita; LIV = veia ilíaca comum; RK = rim direito; LK = rim esquerdo.
Figura 5
Figura 5. (A) e (B) Cortes coronais, aferição dos ângulos entre as artérias renais e a aorta e entre as artérias ilíacas externas (trifurcação da aorta), respectivamente; (C) Corte axial para medir diâmetro aórtico; (D) Corte sagital para medir o ângulo entre a aorta e a artéria mesentérica anterior. A = aorta; C = veia cava caudal; RRA = artéria renal direita; LRA = artéria renal esquerda; RK = rim direito; LK = rim esquerdo; RIA = artéria ilíaca externa direita; LIA = artéria ilíaca externa esquerda; IIT = tronco ilíaco interno; RRV = veia renal direita; CA = artéria celíaca; CMA = artéria mesentérica cranial; LRV = veia renal esquerda.
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