脑血管系统影像解剖学：Willis环 / 开普饭

一、解剖探索的一种新方式

解剖学是现代西方医学大厦的基石，是外科医生理解疾病和实施手术的依据

医生的解剖理论知识主要来自解剖图谱，三维动画和尸体解剖

上述的解剖都是刻板化的，它与实际的临床实践还有很大差别，这个认知差别需要多年在手术中去反复认知，才能加深理解

借助患者的影像和三维重建技术，我们完全可以实现个体化的影像解剖探索，VR和AR能很好的还原重要解剖结构，看完影像解剖紧接着看手术中的解剖，能有效缩短解剖的认知鸿沟

借助3D slicer和普视3D，我们会持续更新该系列，并给读者提供交互式体验，以一种新的方式来一起探索

二、Willis环（Circle of Willis）

Willis环（Circle of Willis），又被称为大脑动脉环（cerebral arterial circle），是指供应脑组织的动脉在脑底形成的环状结构

本次影像解剖使用的是7T MRI TOF序列对血管进行体绘制(volume Rendering)以保留更多细节。7T MRA可以显示豆纹动脉、基底动脉干穿支血管及其顶端穿支血管,甚至可以显示后交通动脉发出的穿支血管,效果媲美DSA

Willis环是大脑动脉系统一个重要的调节枢纽,通过前交通(ACom)动脉调节左右大脑半球的供血;通过后交通(PCom)动脉调节大脑前后循环的血供

大脑分为左右半球，血供主要依靠4根血管，左侧的颈内动脉和椎动脉供应左侧大脑半球，右侧颈内动脉和椎动脉供应右侧大脑半球
打通左右大脑半球的血供主要靠前交通动脉，打通前后循环主要靠后交通动脉。所以，前、后交通动脉是构成Wiliis环的灵魂
在颅内动脉瘤、血管畸形、介入治疗时，不论是看CTA、MRA还是DSA时，交通动脉是否开放、粗细，与毗邻动脉的关系如何，这些因素是制定手术策略的主要因素
通过对willis环的术前评估，我们要达到“看山不是山”的境界，因为血管形态背后反应的是血流的状态，是大脑左、右半球，前、后循环血供博弈状态的结果

Willis环的形态

Willis环的形态是大脑前后、左右血供博弈的结果，形态与功能及血管内压力相关。本次我们聚焦后交通动脉（PComA），通过PComA的形态来探讨一下颅内血液动力学

本例Willis环，可见右侧PComA较左侧的PComA粗，而且可见两侧PComA从颈内动脉（ICA）发出点都有膨大，这叫动脉壶腹，它预示着前后循环的压力差和PComA内的血流走向，有壶腹一侧是压力大的一侧，所以，大部分情况下，颈内动脉内压力要高于大脑后动脉。有时候，壶腹比较明显，在DSA上会被误判为后交通动脉瘤。但是从三维影像上看，动脉瘤和壶腹还是很好鉴别的，动脉瘤通常位于PComA起始部一侧，而壶腹则是PComA起始部的均匀扩大

还有一个细节，就是往往一侧后交通发达，与之相连的大脑后动脉也会相应变粗，这是适应代偿的结果

本例右侧后交通粗大（白色虚线），它的血运代偿强大到完全不需要大脑后动脉（黄色虚线）的存在，后交通直接替代了大脑后动脉，所以右侧P1纤细不显影，P2其实是后交通的延续。这种情况叫“胚胎型大脑后动脉”。这种完全型胚胎型大脑后动脉单侧出现的比列约为4-26%，双侧为2-4%

胚胎型大脑后动脉如果在起始部位发生后交通动脉瘤，那么不论手术还是介入治疗的风险都较正常的后交通动脉瘤大，一旦后交通动脉在治疗中发生损伤或闭塞，那么后果是灾难性的

本例基底动脉顶端的形态很有意思，一般情况下，基底动脉顶端分叉成两支大脑后动脉，呈“T”型。但本例因为右侧P1发育不全，基底动脉内的血流和压力直接传导到左侧P1，导致左侧P1被上抬了，基底动脉也向右侧弯曲，这种形态能更有效地传导血液和压力

本例双侧后交通动脉都发育不全，这里我一直说发育不全，纤细，而不是说缺失。应为影像上不显影，并不是意味着它不存在，可能只是血管太纤细，也可能是血管内由于压力平衡，血流太过缓慢，这种情况在MRA和DSA上均不会显影。所以，描述交通动脉用“开放”或“不开放”相对合理

当双侧后交通不开放，意味着前后循环之间血流交通少，一旦需要后交通代偿，如果后交通较细，那么意味着前后循环的代偿能力较差

这是另一例双侧后交通均不开放的案例。与上一例相似的地方是：

1、双侧大脑前动脉（A1、A2）管径较均匀和对称，可能是缺少后交通的对颈内动脉的分流，所以保持了足够流量和压力对大脑前动脉和大脑中动脉进行充盈的结果。

2、颈内动脉系统和椎动脉系统距离较近，在后交通位置最明显，似乎有种相互吸引的力量在作用

一个猜想

“大脑后动脉P1-P2夹角与PComA代偿能力相关”

当后交通开放且管径较粗时，大脑后动脉由于接受来自PComA的血流，形成P1-P2的一个夹角。当然，也可以看作PComA向前拉拽PCA形成的，但第一种可能性更大

有些PComA未开放的案例，大脑后P1-P2处也存在夹角，这种情况极有可能PComA是存在的，且管径并不很细，只是由于前后循环压力对等，PComA没开放而已，这个可以在做DSA中行压颈试验来判断。

在另一些PComA未开放的案例中，P1-P2没有明显夹角，而是呈现自然的圆弧形向后走行，这个形态与中脑环池十分吻合。这种情况很可能是PComA十分细小，代偿能力差。

三、颈内动脉（Internal Carotid Artery）

颈内动脉自颈总动脉发出后，在颈深部上行，穿颈动脉管（岩骨）入颅，弯曲上行，沿途主要分支有:

眼动脉 (Ophthalmic A)
后交通动脉 (Posterior Communicating A)
脉络膜前动脉（Anterior Choroidal A）
大脑前动脉 (Anterior Cerebral A)
大脑中动脉 (Middle Cerebral A)

前后位（AP）三维影像和DSA对比，在有三维影像参考的提前下，DSA平片能很快判断出脉络前、后交通等显影不佳的细小动脉

侧位（LR）DSA平片上由于血管重叠，很难判断大脑中和大脑前的分支血管，但有利于观察前后走行的动脉，如：眼动脉，后交通动脉、脉络膜动脉等

颈内动脉ICA分段（七分法）

颈内动脉分段有两种分法，一种是“逆血流法”，由Fisher在1938年提出的5段分法

另一种是“顺血流法”，由Bouthillier等在1996年提出的7段分法，以数字（C1-C7）顺着血流方向标记颈内动脉全程，该分法对神经外科具有重要的解剖意义

C1颈段

起于颈总动脉分叉水平，终止于颈动脉管颅外口（如下图中黄十字架）

C2岩骨段

这段颈内动脉位于颈动脉管内，起于颈动脉管颅外口，终止于破裂孔后缘（黄色十字架）

C3破裂孔段

起于颈动脉管末端，在破裂孔的垂直管内上升，向着海绵后窦，止于岩舌韧带上缘

C4海绵窦段

此段始于岩舌韧带上缘，止于近侧硬膜环

床段(Ｃ5)

此段起于近侧硬膜环,止于远侧硬膜环。床段短,长约4～6ｍｍ，斜行于外侧前床突和内侧颈动脉沟之间。床段Ｃ5属于硬膜外结构

C6眼段

该段起于远侧硬膜环，止于后交通动脉起点的近侧

C7交通段

交通段起于紧靠后交通动脉起点的近侧，止于颈内动脉分叉处

四、大脑后动脉（PCA）

P1（precommunicating seg）：交通前段
P2（postcommunicating seg）：交通后段或环池段
P3（quadrigeminal seg）：四叠池段
P4（calcarine seg）：距裂段

P1（precommunicating seg）：交通前段
P2（postcommunicating seg）：交通后段或环池段
P3（quadrigeminal seg）：四叠池段
P4（calcarine seg）：距裂段

OK，看完解剖图谱再看下面MRA的MIP像

是不是一头问号？仍然看不出分段。

不急，看完三维影像，就可以把PCA拿捏的死死的！先看一下PCA全貌，了解一下大致形态。接下来，我们再分段讲。

PCA全貌（俯视）

PCA全貌（左前）

P1段

大脑后动脉起自基底动脉分叉，在脚间池内沿大脑脚向外侧行走，从起始处到后交通连接处称为P1段，也叫交通前段

P2段

大脑后动脉继续呈弓形绕大脑脚向后外侧行走，进入环池，在中脑外侧面发出颞下分支动脉（颞下前动脉和颞下后动脉）。从后交通起始到中脑后缘止，称为P2段，也称环池段

P2段分为前段（P2A）和后段（P2P）两端，分界点一般在P2段中点处，该处一般有颞下前动脉发出，也可将颞下前动脉作为P2A和P2B的分界点

P3段

大脑后动脉继续绕顶盖而行，往后经过四叠池旁，到丘脑枕及外侧膝状体下方，在距状沟前端发出顶枕动脉和距状动脉两个分支。从中脑后缘起到距状沟前缘，此段为P3段或叫四叠池段

P4段

此段为走形在距状裂和顶枕沟内走形直到皮层到动脉

P3段-P4段分界点:

距状裂和顶枕沟段前端（前缘）位置在哪里？

从轴位上很难判断距状裂最前界；但在矢状位上可以清楚的看到顶枕沟和距状沟汇聚的位置（黄色十字架），也就是距状沟最前界。在三维影像上看（AP位），顶枕动脉向外侧走形转折处，即为P4段开始

侧位PCA分段全貌

再回过头来看MRA的MIP像，是不是清清楚楚、明明白白了？

俯视位对照图

侧位对照图

侧俯位对照

五、大脑中动脉（MCA）

颈内动脉（ICA）终末有大脑前动脉（ACA）和大脑中动脉（MCA）两个大分支。MCA发出后先向外侧走行，在侧裂近端由前下向后上走行，途中发出很多深穿支和皮层支

M1段

又叫水平段或蝶骨段，自ICA分叉起到侧裂转折处，M1段个体化差异较大，可为单干，或在走行过程中分成两支甚至三支后再进入外侧裂的情况。所以M1段又可分为分叉前和分叉后段。本例M1分为两支，上干细（淡蓝）、下干粗（黄色），下干进入外侧裂又分成3个分支（绿色箭头）

M1段中常见的分支有:豆纹动脉（红圈内）和颞前动脉（绿圈内）

M2段

又叫脑岛段（蓝色区域），是M1在侧裂内的延续，走行于岛叶表面，终于岛环沟（黄色箭头）

M3段

又叫岛盖段，始于环岛沟（黄箭头），终于侧裂表面

M4段

又叫皮层支，始于侧裂表面，向大脑半球表面扩展

皮层分支动脉

六、大脑前动脉（ACA）

大脑前前动脉（ACA）是颈内动脉（ICA）的另一个重要终末分支。按照Fischer分段可分为5段：A1~A5段

A1段

水平段，自ICA分叉起始后向内侧走行进入前纵裂，止于前交通动脉，也有可叫作ACA的交通前段。该例前交通动脉短小未开放，影像上无法看到

A2段

又叫垂直段、上行端、胼胝体下段，从前交通起至胼胝体膝部，在前纵裂中由下往上走行，发出眶额动脉、额极动脉

A3段

又叫膝段，以额极动脉与A2段为界，沿胼胝体前缘向后弯曲走行

A4段

又叫胼周段，ACA在胼胝体沟内，自前向后走行，发出胼缘动脉

A5段

也叫终末段

脑血管系统影像解剖学：Willis环

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