作者：倒影無痕

Willis環為大腦主要的側支迴圈，提供前迴圈（頸動脈）和後迴圈（椎基動脈）之間的溝通路徑。正常個體中Willis環常存在變異，其變異的情況直接影響腦血管疾病的發生、發展和預後。本文對Willis環相關知識要點做一總結。

Willis環及其解剖結構

Willis環是頸內動脈和椎動脈系統在鞍上池垂體柄視交叉和漏斗周圍形成的吻合，有助於大腦兩側血液供應的平衡。正常Willis環由兩側大腦前動脈交通前段、兩側大腦後動脈交通前段、兩側頸內動脈末端以及前交通動脈和後交通動脈組成（圖1）。

圖1

生理情況下，Willis環可以減弱頸內動脈系統和椎基底動脈系統內壓力和流量的正常瞬時差異；而在病理條件下，如動脈粥樣硬化、血栓栓塞、出血以及先天性梗阻等，Willis環可以提供灌注的替代途徑，以維持腦的血液供應。但目前大量研究顯示Willis環存在很大的變異，這些變異可能與某些疾病存在一定相關性。

Willis環變異的主要型別

Willis 環的結構變異率較高，但評估方法的不同導致結構變異率報道不一。目前仍以 DSA 為金標準。Willis 環的變異包括其組成血管的缺如以及直徑的變化，血管直徑＜1 mm 定義為發育不良。

既往研究顯示只有20%-25%的個體出現完整的Willis環，而大多數個體可見變異的Willis環（缺如或發育不全）。一般的先天性異常包括大腦前動脈A1段先天性發育不全或缺如、後交通動脈發育不全或缺如、大腦後動脈P1段發育不全或缺如伴胚胎型、或直接起源於同側頸內動脈床突上段的大腦後動脈，以及前交通動脈可能開窗或缺如（圖2-圖6）。

圖2

圖3

圖4

圖5

圖6

真實世界中Willis環變異的MR血管成像如下：

Willis環變異的發生率

據目前文獻顯示，發育不全是最常見的異常，發生率在24%到27%之間。一項納入55例屍檢患者的研究顯示12%的Willis環可見前交通動脈分叉或成網狀；10%的Willis環可見胚胎型大腦後動脈；6%的Willis環由於缺少後交通動脈而導致Willis環不完整；Willis環後迴圈異常比前迴圈異常更常見。

對於胚胎型大腦後動脈，可以分為完全性胚胎型大腦後動脈（定義為完全來自頸內動脈且與基底動脈無關的大腦後動脈）和部分性胚胎型大腦後動脈（定義為來自頸內動脈的大腦後動脈，與基底動脈存在小的或閉合的連線）。一項研究納入536例卒中患者的研究顯示9。5% （ = 51） 存在完全性胚胎型大腦後動脈，15。1% （ = 81） 存在部分性胚胎型大腦後動脈；相對於無變異的患者和部分性胚胎型大腦後動脈的患者，完全性胚胎型大腦後動脈的患者多為老年人和女性。

相對於西方國家人群，中國人群的 Willis 環結構變異率較高，且後迴圈變異率遠遠高於前迴圈。Li 等對中國 170 名健康成年人進行的一項 CTA 研究顯示，Willis 環的結構變異率為 73%，其中前迴圈變異率為 21%，後迴圈變異率為 69%。

Willis環變異的病因有哪些？

對於Willis環變異的病因目前尚未完全闡明。一些研究顯示Willis環變異是遺傳因素所致。根據對顱內動脈瘤家族進行的家庭研究顯示，與其他Willis環變異相比，後交通動脈的變異具有遺傳性。而有研究顯示其他因素，如母親先兆子癇，可能會改變腦血管變異的發展；如早產可能會影響Willis環變異的形成。但一項納入122對成年雙胞胎健康人群的研究顯示Willis環變異與遺傳和環境因素無關。因此，Willis環變異的病因尚需進一步研究探討。

Willis環變異可以影響哪些疾病？

Willis環變異與卒中

大腦側支迴圈分為初級側支迴圈、次級側支迴圈和三級側支迴圈。而作為初級側支迴圈的Willis環是主要的側支迴圈。已有研究顯示，Willis環變異與腦缺血的發生密切相關。單側頸內動脈閉塞時，Willis環不完整會使腦梗死風險增高1/6；如合併對側頸內動脈閉塞，則腦梗死風險增高3倍以上。

一項納入976例具有頸內動脈狹窄但既往無卒中病史的患者進行前瞻性研究，結果顯示30名患者發生缺血性卒中，但未見Willis環變異與卒中的發生存在相關性；進一步分層分析顯示這些卒中患者中80 %為前迴圈梗塞，Willis環前迴圈變異與前迴圈卒中相關，而Willis環後迴圈變異則不相關。最後該研究認為Willis環變異對無症狀頸內動脈狹窄/閉塞與缺血性卒中之間的關係沒有太大影響。

另一項研究納入了卒中患者，分析了胚胎型大腦後動脈與卒中病因的關係，結果顯示近一半存在完全性胚胎型大腦後動脈的卒中患者病因為大動脈病變性病因（40。0%， 20/50） ，而部分性胚胎型大腦後動脈的卒中患者僅為31。3% （25/80），無變異的為24% （97/404）；完全性胚胎型大腦後動脈的卒中患者以小血管病變為病因的比例明顯低於部分性胚胎型大腦後動脈的卒中患者（23。8%， 19/80）和無變異的患者（21。8%， 88/404），僅為12%。因此，Willis環變異與卒中的關係尚需進一步研究探討。

Willis環變異與顱內動脈瘤

動脈瘤是發生於Willis環的一種常見病變，後交通動脈和頸內動脈交界處、前交通動脈和大腦前動脈的連線處是動脈瘤的好發部位。已有文獻顯示Willis環變異和腦動脈瘤之間存在密切關係。據報道，在顱內動脈的囊狀動脈瘤患者中，Willis環變異的發生率很高。Willis環結構畸形，如前迴圈的不對稱性，透過產生血管內血流動力學的區域性改變，可能為動脈瘤的發展提供力學基礎。另有研究顯示Willis環變異通常與動脈瘤破裂有關，因此Willis環變異的存在是患者選擇預防性動脈瘤治療的重要參考指標。

Willis環變異與白質腦病

白質腦病是指腦室周圍白質區域或半卵圓中心瀰漫性或對稱性點狀或者片狀改變，在MRI上主要表現為在腦室旁或深部白質的T 序列上等訊號或偏低訊號，FLAIR和T 序列高訊號的病灶。有研究顯示Willis環變異與白質腦病相關，相對於具有完整Willis環的患者，存在Willis環變異的患者中白質腦病的比例更高。

Willis環變異與高血壓

既往有研究認為椎動脈血流減少可能會增加全身血壓，可能的機制為椎動脈狹窄引發交感神經活動升高，使得血壓升高從而維持腦血流量。為此有研究探索了高血壓與Willis環變異的關係，結果顯示椎動脈發育不良以及Willis環後迴圈不全在高血壓患者中比例更高，由此推測Willis環變異可能與高血壓密切相關，但仍需進一步研究揭示。

小結

綜上所述，人群中Willis環結構變異很常見，但對於存在的結構變異該如何處理及採取什麼處理方案目前尚未有明確文獻報道。但鑑於Willis環結構變異與動脈瘤、卒中等疾病的密切關係，在給這些患者制定相應治療方案時應當充分考慮是否存在Willis環結構變異及變異型別。

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