Willis环与缺血性脑血管病的相关性

Willis Circle and Ischemic Cerebrovascular Disease

摘要: willis环是颅内侧枝循环的重要结构，其变异类型较多，随着神经影像学的发展，近年对willis环与缺血性脑血管病的关系的研究逐渐深入。本文主要阐述willis环的变异及与缺血性脑血管病的关系的研究进展。

Abstract: Being primary collateral circulation, Willis circle has more types of variation. With the development of neuroimaging, the research on the relationship between Willis circle and ischemic cere-brovascular disease has been deepened in recent years. In this paper, we reviewed the relationship between the variation of Willis circle and ischemic cerebrovascular disease.

1. 引言

Willis环作为大脑动脉重要的侧支循环，连通了双侧颈内动脉系统和椎基底动脉系统，对于平衡颅内血流起着至关重要的作用 [1] [2] ，当发生急性缺血性脑血管事件时，该侧支循环能够维持闭塞血管远端的血流灌注、影响缺血半暗带区域的血流动力学变化、以及疾病的进展和转化倾向 [3] 。缺血性脑血管病是目前最常见的脑血管病，是指各种原因导致脑的主要供血动脉发生狭窄或闭塞，引起相应部位脑组织的缺血或坏死 [4] ，短暂性脑缺血(Transient ischemic attack, TIA)、脑梗死、脑白质病变等是临床常见的缺血性脑血管病类型。本文将对willis环变异与缺血性脑血管病的相关性进行综述。

2. Willis环的解剖

Willis环由双侧大脑前动脉A1段、双侧大脑后动脉P1段、前交通动脉、双侧后交通动脉及双侧颈内动脉末端构成(如图1所示)，位于视交叉、灰结节及乳头体周围。此环使两侧颈内动脉系与椎基底动脉系互相交通。当willis环的某一动脉血流减少时，此环可通过在一定程度上使血液代偿，以维持脑的血液供应。

目前对willis环的评价方法很多，主要包括经颅多普勒、磁共振血管造影、CT血管造影、CT灌注成像、正电子发射体层摄影、单光子发射计算机体层摄影、灌注加权成像和数字减影血管造影等，但仍以数字减影血管造影(digital subtraction anglogaphy, DSA)为金标准。

Figure 1. Willis circle

图1. Willis环

3. Willis环的变异分型

研究表明，普通人群中Willis环的完整率仅为42%~52% [5] 。且后循环变异率远远高于前循环 [6] 。Willis环变异包括血管缺如和直径的变化，血管直径 < 1 mm定义为发育不良 [7] 。willis环形态有很多种分型标准，Hartkam等 [8] 根据MRA图像上willis环显示情况分为完整型、部分完整型、不完整型3大类，完整型指willis环各支血管均连续显示，可观察到该血管的起止点；部分完整型指前后环只有一部分完整；不完整型指前后环均不完整。Horikoshi等 [9] 基于MRA资料对Wiliis环变异进行分类：A型，单侧大脑前动脉A1段不显影；P型，存在单侧胚胎型大脑后动脉(fetal posterior cerebralartery, fPCA)；O型，所有其他的Willis环变异类型；N型，Willis环正常。

4. Willis环与缺血性脑血管病的关系

研究表明，缺血性脑血管病高危人群中willis环完整率仅有13.5%~17%，明显低于健康人群 [10] 。

4.1. Willis环变异与TIA的相关性

近年相关研究表明，Willis环变异可增加TIA的发生率。王小玲等 [11] 对41例TIA患者、30例正常人和30例脑梗死患者进行病例对照研究，通过分析其影像学，结果示TIA组Willis环的变异情况较梗死组少，正常人组willis环的变异情况较TIA组少。黄莹等 [12] 对31例后循环TIA患者与31例非后循环TIA患者脑血管进行分析，根据Willis环的情况将其分为完整型、部分完整型和不完整型，结果示后循环TIA患者中不完整型变异较多见。

4.2. Willis环变异与脑梗死的相关性

研究显示，willis环变异可增加脑梗死的发生率。刘淑香 [13] 选取100例脑缺血病灶患者，并与100例健康体检人相对照，结果显示，病变组与对照组willis环发育完整率分别为13%、25%，因此willis环发育不完整与脑血管疾病的发生密切相关。单侧颈内动脉闭塞时，不完整的Willis环会使脑梗死风险增高1/6，若合并对侧颈内动脉闭塞，则脑梗死风险增高3倍以上 [14] 。此外，完整的willis环也可防止脑栓塞 [15] 。有研究观察到前循环中缺血性卒中患者的Willis环前后环不完整的总体比例显著高于没有脑缺血症状的动脉粥样硬化血管疾病患者 [16] 。在一项尸检研究中，研究者发现脑梗塞患者较无脑梗塞患者FTP的比例更高(27% vs 17%) [17] 。在另一项尸检研究中，描述了167例梗塞脑梗塞和90例无脑梗死的脑梗死患者，发现脑梗塞患者中存在更多的FTP [18] ，Arjal等 [19] 关于FTP与脑卒中相关性研究显示，部分型FTP(partial FTP, pFTP)发生脑卒中比率较高。Lochner P等 [20] 的小样本研究显示，椎动脉发育不良常常伴随FTP，而且它们的同时存在增加了后循环缺血事件的发生。

4.3. Willis环与脑白质病变的相关性

近年研究显示willis环与脑白质病变的关系密切。Ryan DJ等 [21] 选取了在圣詹姆斯医院所有行颅脑MRA检查的163例病人，对其中90例年龄50岁以上的患者进行脑白质病变评估，结果显示，willis环不完整的患者比willis环完整的患者脑白质病变程度更高。Saba L等 [22] 对47例行颈动脉内膜剥脱术的颈动脉狭窄患者进行研究，结果显示，willis环变异数量越多，WML的体积越大。Saba L等 [23] 在2016年分析100例存在颈动脉狭窄的患者的影像学，结果表明55%的患者存在Willis环变异，其中变异数量最多的是PcoA，其次是AcoA+PcoA、AcoA，以A1 + PcoA + PcoA发育不良导致的脑白质病变体积最大，且涉及最多的血管供血区域是MCA。Chuang等 [24] 研究了106例颈动脉狭窄患者，发现不完整Willis环的发生率为77.4%，采用Fazekas评分系统 [25] 评估LA严重程度，根据组成血管的缺失数量将Willis环分为：1) 缺失1个部分；2) 缺失2个部分；3) 缺失3个部分或更多。结果显示，WML严重程度与缺失数量的关系密切相关，缺失数量越多，脑白质病变越严重。当合并ACoA发育不良时，脑白质损害程度显著加重。

以上较多研究表明Willis环不完整与脑白质病变关系密切。但也有部分学者得出相反的结论。2015年Li H [26] 等对268名颈动脉粥样硬化的患者进行回顾性研究分析，结果表明willis环交通动脉是否完整并不与脑白质病变存在明显相关性。

5. 总结

Willis环是颅内重要的侧枝循环，完整的willis环对平衡颅内血流有重要的作用。目前多数研究表明，不完整的willis环可增加TIA、脑梗死、脑白质病等缺血性脑血管病的发生，因此，对于缺血性脑血管病高危人群需进一步增加对willis环的评价。但willis环变异的分类较多，对于特定人群中特定willis环变异类型与缺血性脑血管病的关系的研究较少，需进一步探讨。