侧支循环在颈部或颅内动脉闭塞时起到极重要的作用，了解脑底动脉环及脑动脉分支间的吻合对评估侧支循环途径、正确诊断闭塞性血管病变及开展神经介入治疗是一先决条件。本节将介绍一些较重要的潜在的脑动脉吻合状况及其在闭塞性血管病变中的重要意义。

连接颈内动脉系统及椎-基底动脉系统的大吻合环称为脑底动脉环，又称Willis环。该环位于脑底的视交叉、灰结节、乳头体和脚间窝的周围，居于脚间池的脑脊液中。Willis环由成对的颈内动脉终段、大脑前动脉交通前段、后交通动脉和大脑后动脉交通前段，以及不成对的前交通动脉组成。大脑中动脉不参与此环的构成，见图5-1。

颈内动脉和椎动脉都从颅底入颅。左右颈内动脉入颅后分置两侧，左右椎动脉入颅后很快合成一条基底动脉。这样，颈内动脉系统与椎-基底动脉系统之间和左右侧之间便借前、后交通动脉连接起来形成Willis环。供应脑的动脉几乎都由Willis环和椎-基底动脉干发出，它们或直接地呈直角穿入脑底（中央支或穿通支），供应丘脑、基底节、内囊、神经核及邻近皮质，或绕行不同距离至脑的各面（皮质支），滋养各部的皮质和髓质。Willis环的存在对脑血液供应的调节至关重要，它保证了脑左右两侧的血供基本平衡。颈内动脉系统大体供应脑的前3／5，椎-基底动脉系统供应脑的后2／5。正常时，两系统动脉的压力相等，血液可顺畅地分别到达所供应的脑组织。两系统血液不相混流，环左右两侧的血流也不相混合，前、后交通动脉处于相对平衡状态。一旦环的某一动脉阻塞，前、后交通动脉和其他动脉便进行补充供应，因此，Willis环是一具有代偿潜能的侧支循环结构。由于构成环的各动脉干的管径变异极大，故它们的代偿功能也具有很大差别。其中变异最大的当属前、后交通动脉和大脑前、后动脉交通前段。但是，无论上述动脉的变异有多大，大脑前、后动脉的交通后段和大脑中动脉的口径是较为恒定的，且左、右侧基本对称。

Willis环并非真正的环，其实为一动脉多边形（具体说是九边形或九个边的结构）。构成环的各动脉干管径变异极大，据报道具有完整、发育均衡的Willis环仅占29%~40%，前交通动脉缺如或发育不良占1%~4%，大脑前动脉水平段缺如或发育不良占1%~10%，后交通动脉缺如或发育不良占30%~61%。常见的变异类型见图5-2。

前交通动脉呈单一血管者约占60%，其变异形式多种多样：平行双干型（18%）、有孔型（12%~21%）、丛状型（10%~33%）。变异的前交通动脉虽然可呈各型，但大都发育良好，故变异的前交通动脉仍能在Willis环中起到侧支循环作用。前交通动脉缺如只占5%。

大脑前动脉水平段发育不良约占10%，真正的水平段缺如很少见，占1%~2%。水平段变异：①一侧大脑前动脉的近侧段比对侧粗大，前交通动脉和两侧大脑前动脉的远侧段都由粗大一侧延展出去；②大脑前动脉近侧段呈分叉形、双干形、岛状等形态变异。

一侧或两侧后交通动脉发育不良或缺如较多见，见于MRA的1／4，见于解剖标本的1／3。后交通动脉起始处，即与颈内动脉交界处的漏斗形扩张在血管造影或尸检中约占6%~17%。此种交界处扩张称为后交通动脉漏斗。这种扩张典型的是圆形或圆锥形，宽度约2mm或略小，对称状，在颈内动脉起点基底部宽，后交通动脉起于其顶端。

胚胎型大脑后动脉为Willis环的一种常见变异，按其结构不同分为完全型胚胎型大脑后动脉和部分型胚胎型大脑后动脉两种。完全型胚胎型大脑后动脉是指大脑后动脉没有交通前段，直接由后交通动脉延续而来；部分型胚胎型大脑后动脉是指P1段存在，但P1段的管径要小于与其相连的后交通动脉的管径，大脑后动脉交通后段主要由颈内动脉供血。

大脑后动脉P1段在长度和直径上有明显的变异，且常不对称。若存在胚胎型大脑后动脉，则发生同侧P1段发育不良，脑血管造影时15%~22%可见此种改变。P1段缺如则非常罕见。

在寰椎、枢椎部，颈外动脉的分支枕动脉与椎动脉有侧支吻合，见图5-3。吻合的方式有两种：①直接吻合（约占10%），吻合部的血管管径如同枕动脉一样粗细，没有血管网；②肌支吻合（约占90%）：存在于椎动脉的颈后支与枕动脉的降支之间。

在寰椎、枢椎部，颈外动脉的分支枕动脉与肋颈干的颈深动脉有侧支吻合，见图5-3。

椎动脉在椎体前缘的分支与颈外动脉的咽升动脉有吻合。

椎动脉的V2段和V3段发出许多细小的肌支，这些肌支与甲状颈干、肋颈干的分支有吻合，见图5-3。

椎动脉椎体前缘的肌支与来自甲状颈干的颈升动脉有吻合，至关节突后方的椎动脉颈后支与来自肋颈干的颈深动脉有吻合。

椎动脉肌支与来自肋颈干的颈深动脉有侧支吻合。

甲状颈干的分支甲状腺下动脉与颈外动脉分支甲状腺上动脉有吻合，一侧颈总动脉闭塞时，来自甲状颈干的血流可通过此吻合流至病变侧颈外动脉。

两侧颈外动脉分支间有吻合（甲状腺上动脉、咽升动脉、枕动脉、面动脉及颞浅动脉），故一侧颈外动脉起始段或颈总动脉闭塞时，侧支代偿也可来自病变对侧颈外动脉。

两侧椎动脉横突孔段的节间动脉之间有吻合，故一侧锁骨下动脉动脉起始段闭塞时，侧支代偿也可来自病变对侧椎动脉。

颈外动脉分支颞浅动脉、上颌动脉及面动脉与眼动脉分支间有广泛吻合，见图5-4。

颞浅动脉的额支与眼动脉的眶上动脉吻合，颞浅动脉的额支与眼动脉的滑车上动脉吻合，颞浅动脉的面横动脉与眼动脉的泪腺动脉颧面支吻合，颞浅动脉的颧眶动脉与眼动脉的泪腺支和睑支相吻合。

上颌动脉的眶下动脉与眼动脉的睑外侧动脉和下睑动脉弓吻合，上颌动脉的颞深动脉与眼动脉的泪腺动脉颧颞支吻合，上颌动脉的脑膜中动脉分支与眼动脉的泪腺动脉脑膜返支吻合，上颌动脉的蝶腭动脉分支与眼动脉的筛前和筛后动脉吻合。

面动脉的终支内眦动脉与眼动脉的睑内侧动脉和鼻背支吻合，面动脉的鼻外侧支与眼动脉的鼻背支吻合。

耳后动脉的茎乳动脉鼓室支与颈内动脉的颈鼓支吻合，上颌动脉的翼管动脉与颈内动脉的翼管支吻合，见图5-5。

脑膜中动脉分支、咽升动脉分支与颈内动脉的脑膜垂体动脉、海绵窦下动脉吻合，见图5-5。

脉络膜前动脉在后交通动脉外侧2~5mm处自颈内动脉下外侧壁发出（97.6%），主要分支有纹状体内囊动脉和沟动脉，个别的脉络膜前动脉可发自颈内动脉分叉处、大脑中动脉或前交通动脉。该动脉在侧脑室下角脉络丛与大脑后动脉P2段发出的脉络膜后外侧动脉吻合，见图5-6。

在大脑半球软脑膜内，大脑前动脉、大脑中动脉、大脑后动脉皮质支末梢存在着丰富的侧支吻合。它们随脑沟回的起伏而延伸，或居于脑的表面，或深入沟内，是颅内大脑皮质侧支血供的重要通路，见图5-7。吻合动脉口径200~600μm，平均300μm。正常时闭锁，需要时开放，与动脉压差相关。吻合的形态、位置和数量有个体差异，一般来说，吻合网常呈带状分布，位于3支大脑动脉供血的交界区。此带状区吻合血管丰富，而大脑前、中、后动脉本身分支间吻合甚少。在大脑表面，占优势的吻合是大脑前动脉与大脑中动脉分支间的吻合（5~7支）及大脑中动脉与大脑后动脉分支间的吻合（4~5支），而大脑前动脉与大脑后动脉分支间的吻合较少（1~2支）。

大脑中动脉的外侧眶额动脉与大脑前动脉的内侧眶额动脉吻合，大脑中动脉的前额动脉与大脑前动脉的额前内侧动脉和额中间内侧动脉吻合，大脑中动脉的中央前沟动脉与大脑前动脉的额后内侧动脉吻合，大脑中动脉的中央沟动脉与大脑前动脉的旁中央动脉吻合，大脑中动脉的顶前和顶后动脉与大脑前动脉的顶上和顶下内侧动脉吻合。

大脑中动脉的颞极和颞前动脉与大脑后动脉的颞下前动脉吻合，大脑中动脉的颞中动脉与大脑后动脉的颞下中动脉吻合，大脑中动脉的颞后动脉与大脑后动脉的颞下后动脉吻合，大脑中动脉的颞枕动脉与大脑后动脉的距状沟动脉吻合，大脑中动脉的角回动脉与大脑后动脉的顶枕动脉吻合。

大脑前动脉的胼胝体动脉与大脑后动脉的胼胝体背侧动脉吻合，大脑前动脉的顶上和顶下内侧动脉与大脑后动脉的顶枕动脉吻合。

胼胝体背侧动脉发自于大脑后动脉P3段，与大脑前动脉分支胼周动脉有吻合。一侧大脑前动脉交通后段或两侧大脑前动脉A1段闭塞时侧支代偿可来自胼周动脉吻合。

在小脑表面，一侧小脑上动脉、小脑前下动脉和小脑后下动脉分支间存在着广泛的软脑膜吻合，见图5-8。两侧对应的小脑动脉之间也存在着丰富的吻合。每一个小脑动脉相邻分支间的吻合远较大脑动脉相邻分支间的吻合为多。小脑上动脉与大脑后动脉之间不存在明显吻合。

硬脑膜的动脉来源较多，以脑膜中动脉为主，分布于小脑幕以上的硬脑膜。其余有颈内动脉脑膜支和泪腺动脉脑膜支分布颅中窝硬脑膜，筛前动脉发出的脑膜前动脉供应颅前窝硬脑膜，枕动脉脑膜支、椎动脉脑膜支和咽升动脉脑膜支供应颅后窝硬脑膜。颈内动脉海绵窦段发出的脑膜垂体动脉、海绵窦下动脉和下被囊动脉供应蝶鞍区硬膜和小脑幕。经皮质血管可使软脑膜与硬脑膜血管相吻合又可提供更多的脑组织血供，以皮质及皮质下受益为主，如脑膜中动脉与大脑前动脉、大脑中动脉的皮质终末支的吻合，大脑镰前动脉与大脑前动脉的吻合，脑膜后动脉与小脑上动脉、小脑后下动脉间的吻合等。在烟雾病（Moyamoya病）晚期，硬脑膜→软脑膜吻合为颅内动脉供血区最主要的侧支代偿通路，见图5-9。

许多脑底动脉发出中央支（穿通支或穿动脉）供应皮质深部的基底神经节、丘脑、内囊等结构。后交通动脉发出中央支（2~10支）和结节丘脑动脉，大脑前动脉A1段发出中央短动脉（1~2支），大脑前动脉与前交通动脉相接处发出Heubner返动脉，大脑中动脉M1段发出内侧豆纹动脉（1~5支）和外侧豆纹动脉（4~6支），大脑后动脉P1段发出中央内侧动脉和丘脑穿动脉，大脑后动脉P2段发出丘脑膝状体动脉、脉络膜后内侧动脉、四叠体动脉和脉络膜后外侧动脉等。上述各穿动脉之间存在大量吻合，可以改善脑血液循环，不应认为是终动脉。但这些吻合血管的口径一般不超过50~60μm，属于微动脉吻合和前毛细血管吻合，不足以建立起有效的侧支循环。临床上常因某支穿动脉骤然闭塞而出现的相应供血区梗死和功能障碍即源于此。若闭塞形成缓慢，可有充分时间发展侧支循环，也有可能行使代偿功能，如烟雾病时Heubner返动脉、豆纹动脉、脉络膜后动脉、丘脑膝状体动脉和丘脑穿动脉等参与侧支代偿可证明穿动脉之间存在吻合。

在人类胚胎期，颈内动脉与基底动脉及椎动脉之间有4支暂时的胚胎血管吻合，自上而下依次为永存三叉动脉、永存耳动脉、永存舌下动脉和寰前节间动脉。正常发育时，这些原始胚胎动脉到胚胎14mm期均已完全退化，如果不退化并持续到成人，即成为永存颈内动脉-基底动脉吻合。

永存三叉动脉（persistent trigeminal artery，PTA）是4支永存颈内动脉-基底动脉吻合中最常见的一种异常，在脑血管造影中0.02%~0.6%可见到。永存三叉动脉起自颈内动脉海绵窦段近后膝处，可在蝶鞍旁或蝶鞍内行走。蝶鞍旁的PTA围绕鞍背向外后弯曲伴随三叉神经行走，蝶鞍内PTA直接后行穿过鞍背在中线与基底动脉吻合。永存三叉动脉约在基底动脉上1／3段（小脑上动脉和小脑前下动脉起点之间）连于基底动脉，从而构成颈内动脉与基底动脉吻合，见图5-10。永存三叉动脉的血流是从颈内动脉流向基底动脉。颈内动脉造影时，显示永存三叉动脉存在的一个重要标志是颈内动脉血分流至基底动脉，分流量多少取决于该动脉管径的大小。

永存耳动脉（primitive otci artery，POA）是4支永存颈内动脉-基底动脉吻合中第一支消失的血管，故极为少见，在文献中只有少数病例报告。永存耳动脉自颈内动脉岩段发出，约在基底动脉下1／3段（小脑下前动脉和小脑下后动脉起点之间）连于基底动脉，构成颈内动脉与基底动脉吻合。

永存舌下动脉（persistent hypoglossar artery，PHA）是第二个最常见的永存颈内动脉-基底动脉吻合，发生率为0.027%~0.26%。永存舌下动脉起源于颈内动脉颈段（C1），一般在C ₁~C ₂椎体水平，向后内侧弯曲走向并穿过扩大的舌下神经管，不经过枕骨大孔而与基底动脉吻合，见图5-11。PHA多为单侧发生（左右侧比例相似），79%伴后交通动脉发育不良，78%伴椎动脉发育不良。

永存寰前节间动脉（proatlantal intersegmental artery，PIA）起源于C ₂~C ₃椎体水平的颈内动脉背侧，在永存舌下动脉起点稍下。PIA最常见类型（Ⅰ型PIA）走向上后外侧，上升至枕寰（第1颈椎或寰前）间隙而不进入任何颈椎的横突孔。Ⅰ型PIA在寰椎上方水平走行通过枕骨大孔入颅，发出同侧的椎动脉。Ⅱ型PIA少见，起源于颈外动脉，在C ₁椎体下方平面与椎动脉结合，然后向背侧弯曲通过寰椎的横突孔，见图5-12。