颅外动脉主要包括颈总动脉、颈外动脉、颈内动脉颅外段、椎动脉颅外段、锁骨下动脉近段和头臂干。颅外动脉闭塞性病变的发生率依次为：颈内动脉起始段、椎动脉起始段、锁骨下动脉近段、颈外动脉起始段、颈总动脉起始段。颅外动脉重度狭窄或闭塞后所启动的侧支循环途径和代偿能力各有不同，见表12-1。

颈总动脉重度狭窄或闭塞的发生率较低，病变部位多在起始段。该动脉闭塞时可启动的侧支代偿有：颈内动脉窃血、前交通动脉侧支、后交通动脉侧支和大脑后动脉-大脑中动脉、大脑前动脉软脑膜吻合侧支。

颈总动脉起始段发生闭塞性病变时，由于病变远端颈内动脉内压力明显低于同侧颈外动脉，因此可将病变侧颈外动脉的血液（逆向血流）窃至颈内动脉，Osborn将其称为“颈动脉窃血”。但“颈动脉窃血”一词较含糊，由于供血的是颈外动脉，受血的是颈内动脉系统，故确切来说应称之为“颈内动脉窃血”。颈内动脉窃血是颈总动脉起始段闭塞患者的重要代偿供血途径。发生颈内动脉窃血时，由于病变侧颈内动脉的血流方向仍保持向上顺行状态，因此眼动脉仍由颈内动脉供血，故不出现逆向血流，仅血流速度减慢。如果眼动脉出现血流方向逆转，通常不考虑由颈总动脉闭塞所致，例如一侧颈总动脉闭塞，同侧颈内动脉（眼动脉发出之前）也存在闭塞性病变，此时所出现的眼动脉逆向血流系由颈内动脉闭塞导致眼动脉侧支开放所致。颈内动脉窃血的主要途径有4条。

血流从病变侧椎动脉V3段经病变侧枕动脉（逆向血流）和颈外动脉（逆向血流）流至病变侧颈内动脉。此窃血通路最常见，是颈外动脉血液的主要来源，代偿能力较大。

如果颈总动脉闭塞侧的椎动脉起始段也存在闭塞性病变时，甲状颈干和（或）肋颈干可代替椎动脉向颈外动脉提供血液。血流从病变侧甲状颈干分支颈升动脉，通过椎动脉V2段吻合支经椎动脉V3段和枕动脉流向颈外动脉；肋颈干分支颈深动脉血流经枕动脉流向颈外动脉干；颈外动脉主干血流逆转经颈动脉分叉处向上供应颈内动脉。此窃血通路是在椎-枕-颈窃血通路失代偿的情况下启动的，由于路径较长且血管较细，经过枕动脉进入颈外动脉的血流速度较慢、血流量较少，很难满足病变侧前循环的血供，故往往同时启动其他窃血或侧支通路参与代偿。

来自病变对侧颈外动脉的血流通过两侧甲状腺上动脉的吻合支流至病变侧颈外动脉及颈内动脉。

来自病变侧锁骨下动脉的血流通过病变侧甲状颈干分支甲状腺下动脉与甲状腺上动脉的吻合支流至病变侧颈外动脉及颈内动脉。

除上述4条颈内动脉窃血途径外，颈外动脉的血源还可能来自其他颈外动脉的分支，例如面动脉、上颌动脉及颞浅动脉等。

颈总动脉闭塞后可获得多支窃血途径和侧支循环代偿，有关这些侧支循环的代偿能力，目前尚有争议。有学者认为，颈总动脉闭塞后首先启动一级侧支（前交通动脉侧支及后交通动脉侧支），并为主要代偿途径，代偿不足时可启动其他侧支补充代偿。有学者认为，颈总动脉起始段闭塞有其特殊性，近心端大动脉闭塞所引起的前循环内血流动力学变化非常复杂，由于压力梯度的原因有可能先启动颈内动脉窃血途径，代偿不足时再启动一级侧支和大脑后动脉-大脑中动脉、大脑前动脉软脑膜吻合侧支补充代偿。还有学者认为，颈总动脉起始段闭塞通常需要同时启动多支侧支循环提供代偿，包括前交通动脉侧支、后交通动脉侧支、颈内动脉窃血及大脑后动脉-大脑中动脉、大脑前动脉软脑膜吻合侧支。总之，颈总动脉起始段闭塞后的侧支循环代偿能力较为复杂，尚需大样本临床研究进一步证实。

颈外动脉重度狭窄或闭塞的发生率较低，颈外动脉起始段闭塞时主要依靠颅内外动脉至颈外动脉的二级侧支代偿。主要的侧支循环途径是病变侧颈内动脉血流经眼动脉灌注到颈外动脉分支、病变侧椎动脉血流经枕动脉灌注到颈外动脉、颈内动脉岩段和（或）海绵窦段血流通过吻合支灌注到颈外动脉分支，另外病变对侧颈外动脉也起一定代偿作用。

按血管造影的分段方法，颈内动脉颅外段又可称为颈内动脉C1段或颈段，其起始段重度狭窄或闭塞临床上最多见，发生率为25.7%。颈内动脉起始段是脑动脉粥样硬化性狭窄最好发的部位，少见原因有动脉炎、夹层动脉瘤、外伤、肿瘤压迫、纤维肌发育不良和放射治疗等。此部位发生闭塞性病变时，病变远端动脉内压力降低，Willis环两侧及前后循环的压力平衡被破坏，多条侧支循环通路可分别在不同情况下开放，有的起主要代偿作用，有的起补充代偿作用。

颈内动脉起始段发生闭塞性病变时，侧支循环代偿能力最大的是一级侧支。如果Willis环上参与侧支循环的动脉发育良好且无狭窄性病变，首先即刻开放的是一级侧支，并为主要代偿途径。据报道，症状性颈内动脉闭塞时，经Willis环代偿有4种方式：仅前交通动脉侧支循环开放，仅后交通动脉侧支循环开放，前交通动脉和后交通动脉侧支循环均开放，前交通动脉和后交通动脉侧支循环均不开放。因此，一级侧支代偿能力分3种情况。

前交通动脉和后交通动脉侧支均开放且代偿充足、前循环血流灌注足够时，二级侧支通常不会开放，患者可不出现颈内动脉系统缺血症状。

一级侧支代偿能力差或仅开放1条侧支通路（前交通动脉侧支或后交通动脉侧支），侧支血流灌注不能满足远端供血时，眼动脉侧支、大脑后动脉至大脑中动脉、大脑前动脉软脑膜吻合侧支、颈外动脉至颈内动脉岩段和海绵窦段侧支及脉络膜前动脉侧支等二级侧支开放，对一级侧支起补充代偿作用，患者可无或有颈内动脉系统缺血症状。

前交通动脉侧支和后交通动脉侧支均未开放，则眼动脉侧支和大脑后动脉至大脑中动脉、大脑前动脉软脑膜吻合侧支成为主要代偿途径，其他侧支起补充代偿作用，患者可出现颈内动脉系统缺血症状。

眼动脉侧支、大脑后动脉至大脑中动脉、大脑前动脉软脑膜吻合侧支、颈外动脉至颈内动脉岩段和海绵窦段侧支及脉络膜前动脉侧支等均属于二级侧支，其侧支血流重建需要一定的时间，但建立的时间目前尚不清楚。如果颈内动脉为慢性进展性闭塞，二级侧支便有时间发挥代偿作用；而当急性颈内动脉闭塞、Willis环一级侧支失代偿时，因二级侧支不能即刻建立，患者势必要发生病变侧前循环严重缺血。

在颈内动脉起始段发生闭塞性病变时，除一级侧支外，眼动脉侧支的代偿能力也非常重要。当一级侧支血流灌注不能满足颈内动脉远端供血时，侧支血流从病变侧颈外动脉的颞浅动脉、面动脉、上颌动脉分支通过病变侧眼动脉（血流方向逆转）至病变侧颈内动脉眼段（C6）。因此，眼动脉血流逆转是强烈提示在眼动脉发出之前的颈内动脉存在闭塞性病变的重要佐证，也可以提示Willis环一级侧支代偿功能不足。通常情况下，由于眼动脉路径较长且血管较细，经过眼动脉进入颈内动脉的血流速度较慢、血流量较少，很难满足病变侧前循环的血供，故以眼动脉侧支为主要代偿途径的患者易发生缺血性卒中。但有些患者眼动脉逆行的血流量较大、血流速度较快，甚至达到大脑中动脉流速水平（平均流速50cm／s左右），此时能否满足病变侧前循环的血供尚不清楚。

主要代偿途径是前交通动脉侧支（开放率为47%~72%）和病变侧后交通动脉侧支（开放率为36%~59%）。一级侧支代偿充足，可不需要二级侧支参与供血；一级侧支代偿不足或失代偿时，眼动脉侧支和大脑后动脉至大脑中动脉、大脑前动脉软脑膜吻合侧支成为主要代偿途径，其他侧支起补充代偿作用。

双侧颈内动脉起始段闭塞患者（一侧重度狭窄、一侧闭塞者除外），由于双侧颈内动脉的血液压力均降低，前交通动脉侧支失代偿；两侧前循环供血主要依靠双侧后交通动脉侧支，眼动脉侧支和大脑后动脉至大脑中动脉、大脑前动脉软脑膜吻合侧支起补充代偿作用。

椎动脉起始段发生闭塞性病变临床上多见，发生率为15.9%。由于椎动脉颅外段行程较长，在椎动脉V2段，椎动脉椎体前缘的分支与颈外动脉的咽升动脉有吻合，与来自甲状颈干的颈升动脉也有吻合；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；在椎动脉V3段，椎动脉与颈外动脉分支枕动脉有较多的侧支吻合。因此，椎动脉起始段发生闭塞性病变时，可有多支二级侧支参与代偿：枕动脉-椎动脉侧支、咽升动脉-椎动脉侧支、颈升动脉-椎动脉侧支、颈深动脉-椎动脉侧支。

侧支循环代偿能力最大的是病变对侧椎动脉-基底动脉通路，即基底动脉血液主要由病变对侧椎动脉供应（病变对侧椎动脉血流量增大，血流速度代偿性增快），称之为“功能性代偿”。代偿充足者一般不需要二级侧支参与，患者可不出现后循环缺血症状。如果病变对侧椎动脉代偿不充足（对侧椎动脉先天发育不良或狭窄或对侧锁骨下动脉狭窄），侧支血流灌注不能满足基底动脉供血时，来自病变侧椎动脉V2段和V3段的多条二级侧支（枕动脉-椎动脉侧支、咽升动脉-椎动脉侧支、颈升动脉-椎动脉侧支、颈深动脉-椎动脉侧支、椎动脉-脊髓前动脉-椎动脉侧支）分别起一定的补充代偿作用，其中枕动脉-椎动脉侧支的代偿能力远大于其他二级侧支。

一侧椎动脉的功能性代偿失去作用，侧支代偿只能依靠二级侧支，患者会发生不同程度的后循环缺血症状。

椎动脉发出之前的锁骨下动脉发生重度狭窄或闭塞，临床上较多见。由于解剖学的关系，左侧锁骨下动脉起始段闭塞性病变的发生率高于右侧。锁骨下动脉起始段重度狭窄或闭塞时，锁骨下动脉远端压力降低，低于同侧椎动脉内压力时，椎动脉血流部分或完全逆转向锁骨下动脉远端供血，导致“锁骨下动脉窃血”。锁骨下动脉窃血综合征相对不常见，已报道的发生率为0.22%~13.1%。窃血途径：椎动脉-椎动脉-锁骨下动脉窃血、基底动脉-椎动脉-锁骨下动脉窃血、枕动脉-椎动脉-锁骨下动脉窃血、枕动脉-椎动脉-甲状颈干-锁骨下动脉窃血和枕动脉-肋颈干-锁骨下动脉窃血，其中椎动脉-椎动脉-锁骨下动脉窃血是最常见的。

从病变对侧椎动脉窃血起重要代偿作用，即病变对侧椎动脉血流（代偿性血流速度增快）部分灌注到基底动脉，部分经椎-基底动脉汇合处逆行流入病变侧椎动脉，向锁骨下动脉远端供血。此椎动脉-椎动脉-锁骨下动脉窃血通路存在并代偿充分时，一般不需要从其他动脉窃血，基底动脉血流不受影响或受影响很小，临床很少出现后循环缺血症状。

当椎动脉-椎动脉-锁骨下动脉窃血和基底动脉-椎动脉-锁骨下动脉窃血同时存在时，表明对侧椎动脉代偿不充足，可能对侧椎动脉先天发育不良或狭窄或对侧锁骨下动脉狭窄。如果仅存在基底动脉-椎动脉-锁骨下动脉窃血或枕动脉-椎动脉-锁骨下动脉窃血，说明对侧椎动脉失代偿，往往提示对侧椎动脉或锁骨下动脉闭塞。上述两种情况均有基底动脉参与窃血，故临床常出现后循环缺血症状。如果基底动脉参与窃血的血流量过多会影响到大脑后动脉血流，此时大脑后动脉会有部分血流参与代偿。

如果存在枕动脉-椎动脉-颈升动脉-甲状颈干-锁骨下动脉窃血和（或）枕动脉-颈深动脉-肋颈干-锁骨下动脉窃血，多提示同侧椎动脉起始段也存在重度狭窄或闭塞。

窃血途径比较特殊，除了出现左侧椎动脉至右侧椎动脉-锁骨下动脉窃血、基底动脉-椎动脉-锁骨下动脉窃血和枕动脉-椎动脉-锁骨下动脉窃血外，由于影响到右侧颈总动脉，因此颈内动脉系统可以参与代偿，此时前交通动脉侧支可开放，病变侧颈内动脉的部分血液经颈总动脉逆流到右侧锁骨下动脉。