关于Willis环，我们聊些基础的丨临床必备
医脉通编译整理，未经授权请勿转载。
什么是Willis环？
Willis环是大脑底部重要的动脉交界处。该结构环绕大脑中部区域，包括脑垂体的柄部等重要结构。两条颈动脉，其为大脑提供血液。它们沿着脖子的任一侧延伸，直接通向Willis环。每条颈动脉分支成内部和外部颈动脉，随后颈内动脉分支进入大脑动脉。这种结构允许来自两条颈内动脉的所有血液通过Willis环。
图1
正常Willis环由两侧大脑前动脉交通前段、两侧大脑后动脉交通前段、两侧颈内动脉末端以及前交通动脉和后交通动脉组成。Willis环至关重要，因为它是许多重要向大脑供血的动脉的汇合点。颈内动脉从这里分支成较小的动脉，这些动脉提供了大脑的大部分血液供应。
Willis环的功能有哪些？
Willis环起着重要的作用，因为它允许适当的血液从动脉流到大脑的前后半球。源于Willis环的动脉为大脑提供了大量血液。Willis环在血流方面也充当了一种安全机制的作用。如果阻塞或狭窄变慢或阻止了连接动脉中的血液流动，则压力的变化会导致血液在Willis环中向前或向后流动以补偿血液。在一侧动脉的血流减少的情况下，这种机制还可以帮助血液从大脑的一侧流向另一侧。在紧急情况下（如卒中），其可以减少这类事件所带来的损害或后遗症。
更为重要的是，Willis环并没有积极地履行职能。相反，圆环的自然形状和压力在该区域的作用方式只是在必要时允许双向血流。
Willis环的结构存在哪些差异性？
Willis环的结构差异性很普遍。事实上，仅在少数情况下，才可以看到Willis环经典完整的解剖结构。Willis环结构的变异体更为常见，既往研究显示只有20%-25%的个体出现完整的Willis环，而大多数个体可见变异的Willis环（缺如或发育不全）。
Willis 环的变异包括其组成血管的缺如以及直径的变化，血管直径＜1 mm 定义为发育不良。一般的先天性异常包括大脑前动脉A1段先天性发育不全或缺如、后交通动脉发育不全或缺如、大脑后动脉P1段发育不全或缺如伴胚胎型、或直接起源于同侧颈内动脉床突上段的大脑后动脉，以及前交通动脉可能开窗或缺如。
一些研究显示Willis环变异是遗传因素所致。某些形式的Willis环结构不完整可能在家庭成员中更为常见。一项根据对颅内动脉瘤家族进行的家庭研究显示，与其他Willis环变异相比，后交通动脉的变异具有遗传性。
Willis环变异与哪些疾病相关？
目前大量研究显示Willis环存在很大的变异，这些变异可能与某些疾病存在一定相关性。
1. 卒中
Willis环的结构和功能可以保护有完整Willis环的人免受卒中的影响。即使在血管发生阻塞或变薄的情况下。完整的环可使血液从大脑的一侧流到另一侧。
血管堵塞或变薄引起的压力变化可能会导致血液通过Willis环向后流，并仍到达大脑的类似区域或其他重要结构。此过程称为侧支循环，它可以保护人免受重大事件或由于血流受损引起的大脑缺氧的困扰。但是，侧支循环并不能保证效果，它仅可能发生在具有大部分或完全完整的Willis环的人中。
已有研究显示，Willis环变异与脑缺血的发生密切相关。单侧颈内动脉闭塞时，Willis环不完整会使脑梗死风险增高1/6；如合并对侧颈内动脉闭塞，则脑梗死风险增高3倍以上。
一项纳入976例具有颈内动脉狭窄但既往无卒中病史的患者进行前瞻性研究，结果显示30名患者发生缺血性卒中，但未见Willis环变异与卒中的发生存在相关性；进一步分层分析显示这些卒中患者中80 %为前循环梗塞，Willis环前循环变异与前循环卒中相关，而Willis环后循环变异则不相关。最后该研究认为Willis环变异对无症状颈内动脉狭窄/闭塞与缺血性卒中之间的关系没有太大影响。
另一项研究纳入了卒中患者，分析了胚胎型大脑后动脉与卒中病因的关系，结果显示近一半存在完全性胚胎型大脑后动脉的卒中患者病因为大动脉病变性病因（40.0%， 20/50） ，而部分性胚胎型大脑后动脉的卒中患者仅为31.3% （25/80），无变异的为24% （97/404）；完全性胚胎型大脑后动脉的卒中患者以小血管病变为病因的比例明显低于部分性胚胎型大脑后动脉的卒中患者（23.8%， 19/80）和无变异的患者（21.8%， 88/404），仅为12%。因此，Willis环变异与卒中的关系尚需进一步研究探讨。
2. 动脉瘤
动脉瘤是发生于Willis环的一种常见病变，后交通动脉和颈内动脉交界处、前交通动脉和大脑前动脉的连接处是动脉瘤的好发部位。已有文献显示Willis环变异和脑动脉瘤之间存在密切关系。据报道，在颅内动脉的囊状动脉瘤患者中，Willis环变异的发生率很高。另有研究显示Willis环变异通常与动脉瘤破裂有关，因此Willis环变异的存在是患者选择预防性动脉瘤治疗的重要参考指标。
3. 锁骨下动脉盗血综合征
锁骨下偷窃综合征是一种常常被忽视的罕见疾病，因为它在很大程度上是无症状的。当通过锁骨下动脉没有足够的血液供应给手臂时，就会发生这种情况。发生这种情况时，多余的血液会流过Willis环，以弥补血液供应不足的问题，但这可能会导致流向大脑的血液不足。
如果确实出现症状，可能是由于缺血事件而出现的。锁骨下动脉盗血综合征的一些可能症状包括：手臂麻木或手臂疼痛、全身疲劳、缺乏血液供应导致皮肤发冷、运动时头晕等。
4. 白质脑病
白质脑病是指脑室周围白质区域或半卵圆中心弥漫性或对称性点状或者片状改变，在MRI上主要表现为在脑室旁或深部白质的T 序列上等信号或偏低信号，FLAIR和T 序列高信号的病灶。有研究显示Willis环变异与白质脑病相关，相对于具有完整Willis环的患者，存在Willis环变异的患者中白质脑病的比例更高。
5. 高血压
既往有研究认为椎动脉血流减少可能会增加全身血压，可能的机制为椎动脉狭窄引发交感神经活动升高，使得血压升高从而维持脑血流量。为此有研究探索了高血压与Willis环变异的关系，结果显示椎动脉发育不良以及Willis环后循环不全在高血压患者中比例更高，由此推测Willis环变异可能与高血压密切相关，但仍需进一步研究揭示。
小结
Willis环是人体的一个重要接合点。当颈动脉向上到达大脑底部时，它们分支进入Willis环。从那里开始，从圆环中分离出其他较小的动脉将大量血液供应到大脑。人群中Willis环结构变异很常见，但对于存在的结构变异该如何处理及采取什么处理方案目前尚未有明确文献报道。但鉴于Willis环结构变异与动脉瘤、卒中等疾病的密切关系，在给这些患者制定相应治疗方案时应当充分考虑是否存在Willis环结构变异及变异类型。