Нормальная цереброваскулярная анатомия и коллатеральные пути

6Нормальная цереброваскулярная анатомия и коллатеральные пути

Джозеф Ф. Полак, доктор медицинских наук, магистр здравоохранения, Джон С. Пеллерито, доктор медицинских наук, FACR, FSRU, FAIUM

Сосудистая система головного мозга человека существенно отличается как анатомически, так и физиологически от других органов тела. Хотя на его долю приходится всего 2% массы тела, мозг получает 15% сердечного выброса и потребляет 20% кислорода, поступающего в организм в базальном состоянии.

Церебральные артерии мало подвержены влиянию симпатических нервов, в отличие от других артерий, но на них заметно влияют химические изменения в крови, особенно изменения местного уровня углекислого газа и кислорода. 

Обструктивные поражения цереброваскулярной системы могут вызывать широкий спектр неврологических симптомов. Клиницисты должны попытаться определить точные области, вовлеченные в болезненный процесс; однако это часто затрудняется индивидуальной изменчивостью сосудистой сети головного мозга. Действительно, степень клинических симптомов полностью зависит от способности коллатерального кровообращения поддерживать адекватную перфузию головного мозга. Следовательно, понимание нормальной и коллатеральной анатомии, а также механизмов мозгового кровотока имеет важное значение для диагностики обструктивных заболеваний цереброваскулярной системы.

В этой главе рассматриваются анатомические и физиологические принципы, влияющие на исследование кровоснабжения головного мозга. Важно подчеркнуть важность понимания гемодинамики головного мозга. Индивиды значительно различаются по своей способности компенсировать изменения мозгового кровотока, и клиницист должен знать о влиянии коллатеральных путей на местное кровоснабжение и неврологические симптомы.

Поскольку новые методы лечения становятся доступными как для экстракраниальных, так и для интракраниальных патологий, чрезвычайно важно иметь представление о нормальной анатомии, врожденных вариациях и коллатеральных сосудистых путях. Эндоваскулярное лечение с ангиопластикой и стентированием в настоящее время часто используется для лечения внутричерепного атеросклеротического заболевания, спиральной терапии при аневризмах и тромболизиса при остром инсульте. Осуществление этих вмешательств требует обширных знаний экстракраниальной и интракраниальной сосудистой анатомии.

Сосудистая анатомия

Мозг кровоснабжается непосредственно четырьмя сосудами: двумя внутренними сонными артериями и двумя позвоночными артериями. Любое обсуждение цереброваскулярной системы должно начинаться с истоков этих сосудов, поскольку обструктивные заболевания, стенозы, язвенные бляшки, аневризмы или аномалии в любом месте этих артерий могут вызвать инсульт или симптомы сосудистой недостаточности.

Кровоснабжение центральной нервной системы  осуществляется тремя магистральными сосудами, отходящими от дуги аорты в верхнем средостении — плечеголовной, левой общей сонной и левой подключичной артериями ( рис. 6-1 ). Плечеголовная артерия идет вверх, немного кзади от дуги справа от шеи на протяжении 4–5 см, разделяясь на правую общую сонную артерию и правую подключичную артерию у верхнего края правого грудино-ключичного перехода. Левая общая сонная артерия поднимается от дуги и проходит под левым грудино-ключичным суставом. Ни одна общая сонная артерия не имеет коллатеральных ветвей, но каждая на уровне верхнего края щитовидного хряща делится на внутреннюю и наружную сонные артерии.

изображение

РИСУНОК 6-1. Экстракраниальная анатомия сосудов головного мозга, показывающая основные артериальные пути, ведущие к мозгу. а., артерия; аа., артерии.

Внутренние сонные артерии обеспечивают большую часть переднего кровообращения головного мозга ( рис. 6-2 ). В шейном отделе внутренние сонные артерии могут быть относительно прямыми или иметь извилистый курс на пути к основанию черепа. За исключением очень редких аномалий, ветвей внутренних сонных артерий на шее нет. Проходя внутричерепно, внутренние сонные артерии дают начало каротикотимпаническим ветвям в каменистой кости, менинго -гипофизарным ветвям в области кавернозного синуса и глазным артериям, непосредственно дистальнее кавернозного синуса. В восьми миллиметрах от клиновидного отростка, в твердой мозговой оболочке, внутренние сонные артерии отходят к задним соединительным артериям, которые соединяются с задними мозговыми артериями. Далее в краниальном направлении внутренние сонные артерии делятся на средние и передние мозговые артерии и дают начало передним хориоидальным артериям.

изображение

РИСУНОК 6-2. Внутричерепная цереброваскулярная анатомия, демонстрирующая анастомотические соединения виллизиева круга. Следует отметить, что основное кровоснабжение внутричерепных структур осуществляется через сонные артерии. а., артерия; аа., артерии.

Наружные сонные артерии в норме не снабжают мозг кровью. Однако некоторые из их ветвей могут стать важными коллатеральными путями, если происходит окклюзия внутренних сонных или позвоночных артерий. Ветвями наружной сонной артерии являются восходящая глоточная, верхняя щитовидная, язычная, наружная верхнечелюстная, затылочная, лицевая, задняя ушная, внутренняя верхнечелюстная, поперечная лицевая и поверхностная височная артерии. Наружные сонные ветви, наиболее важные для коллатерального кровообращения, — это те, которые сообщаются с глазной артерией и соединяются между мышечными ветвями затылочной и позвоночной артерий ( рис. 6-3 ).

изображение

РИСУНОК 6-3. Экстракраниальная анатомия сосудов головного мозга. Обратите внимание на анастомотические соединения между наружной и внутренней сонной артерией, а также между затылочной, шейной и позвоночной артериями.

Заднее кровообращение в головном мозге в значительной степени обеспечивается позвоночными артериями. Они берут начало из подключичных артерий. Позвоночные артерии лежат в пределах поперечных отверстий верхних шейных позвонков и впадают вперед в субарахноидальное пространство сбоку от продолговатого мозга на уровне атланто-затылочного промежутка. Они идут краниально и вперед, пока не достигнут мостомедуллярного уровня, где соединяются, образуя базилярную артерию. Четыре ветви отходят от основной артерии, направляясь вверх и разделяясь на задние мозговые артерии. Ветви основной артерии снабжают весь мост, а также верхнюю и переднюю части мозжечка. Ветви позвоночных артерий кровоснабжают продолговатый мозг и внутреннюю поверхность мозжечка.

Мозговые ветви внутренней сонной и позвоночной артерий соединяются у основания мозга артериальным кругом, известным как виллизиев круг, — важнейшим элементом внутричерепного коллатерального кровообращения, а также частым местом образования аневризм. Это шестиугольное расположение артерий, состоящее из передней, средней и задней мозговых артерий, которые соединены вместе передней и задней соединительными артериями (см. Рисунок 6-2 ). В нормальных условиях перемешивание крови в коммуникантных артериях происходит незначительно. Однако в случаях артериальной окклюзии сонных или вертебробазилярных артерий этот круг открывается и функционирует как жизненно важный коллатеральный путь (см. ниже).

Компоненты артерий виллизиева круга могут сильно различаться по размеру, и существует по меньшей мере девять врожденных вариаций в строении круга ( рис. 6-4 ). Наиболее распространенные аномалии включают отсутствие или гипоплазию одной или обеих соединительных артерий. Также часто встречается аномальное отхождение задней мозговой артерии от одной или обеих внутренних сонных артерий. Реже встречаются аномалии передней части круга, хотя среди них чаще встречается отсутствие или гипоплазия проксимального сегмента передней мозговой артерии между внутренней сонной и передней соединительной артериями. Наиболее важными вариантами с точки зрения снижения коллатерального потенциала являются те, при которых передние или задние соединительные артерии отсутствуют или атретично. Эти условия могут изолировать переднюю и заднюю циркуляцию или территории сонных артерий левого и правого полушария.

изображение

РИСУНОК 6-4. Девять возможных конфигураций виллизиева круга, наиболее важного коллатерального цереброваскулярного пути. На центральном рисунке изображена одна конфигурация, в которой нет сообщения между передней (AC) и задней (PC) циркуляцией крови из-за атрезии передней и задней соединительных артерий. ICa, внутренняя сонная артерия; ССА, средняя мозговая артерия; РСА, задняя мозговая артерия.

Нормальное формирование дуги показано на рисунке 6-5 , А. Аномальные образования могут возникать в экстракраниальном кровообращении, чаще всего поражая отхождения сонных и позвоночных артерий. Наиболее часто встречается совпадение или тесная связь отхождения брахиоцефальной артерии с левой общей сонной артерией, также называемой бычьей дугой, с двумя вариантами: реже (5–7%) левая общая сонная артерия может отходить от брахиоцефальной артерии ( рис. 6-5 , Б ) или имеют общее происхождение с брахиоцефальной артерией, с распространенностью примерно 20% ( рис. 6-5 , В ). Аномальное отхождение левой позвоночной артерии на дуге аорты между левой общей сонной и подключичной артериями имеет низкую распространенность — от 0,5% до 1% ( рис. 6-5 , Г ). Редко правая подключичная артерия может иметь аберрантное происхождение от дуги аорты. В шейном отделе могут возникать и другие аномалии, такие как агенезия внутренних сонных артерий, но они встречаются редко. Аномалии в позвоночных артериях обычно ограничиваются различиями в размерах между левыми и правыми, что называется доминированием позвоночной артерии.

изображение

РИСУНОК 6-5 A. Нормальная конфигурация арки. Б — левая общая сонная артерия, отходящая от плечеголовной артерии. C — Совместное или тесное соединение начала брахиоцефальной артерии с левой общей сонной артерией. D — Аномальное отхождение левой позвоночной артерии на дуге аорты между левой общей сонной и подключичной артериями. а., артерия; Л., слева; Р., верно.

Церебральная гемодинамика

Прежде чем обсуждать потенциальные коллатеральные пути в цереброваскулярной системе, лучше всего объяснить динамику мозгового кровотока , чтобы помочь понять важность коллатерализации.

Несмотря на большую долю мозгового кровоснабжения организма (15% сердечного выброса), резерв кровообращения незначителен из-за высокой скорости метаболизма в мозге. Более того, мозг не имеет значительных запасов кислорода и глюкозы, что делает его поддержание полностью зависимым от сосудистой системы.  Вот почему даже короткие эпизоды нарушения мозгового кровообращения могут вызвать симптомы церебральной дисфункции, а гибель клеток может произойти в течение 3–8 минут после сосудистой недостаточности.

Внешне мозговой кровоток варьируется в зависимости от эффективного артериального перфузионного давления. Адекватная перфузия зависит от системного артериального давления, сердечного выброса и объема крови. В пределах диапазона колебаний, возможных для этих внешних факторов, кровоток может модулироваться группой внутренних факторов, которые контролируют сопротивление сосудов головного мозга. К этим факторам относятся внутричерепное давление, артериальное напряжение кислорода, напряжение углекислого газа, вязкость крови и тонус сосудов. Хотя сосуды головного мозга снабжены нервами, имеется мало доказательств того, что они играют значительную роль в контроле кровотока. Концентрации кислорода и углекислого газа играют наибольшую роль в модуляции цереброваскулярного сопротивления, при этом углекислый газ является более значимым фактором. 

Вариации концентрации газов мозговой крови служат для обеспечения постоянного кровотока в широком диапазоне системного давления, а также обеспечивают локальный контроль над областями с различными потребностями. Например, если мозгу требуется больше кислорода, чем поступает, он производит больше углекислого газа. Это увеличение содержания углекислого газа вызывает расширение сосудов и увеличивает кровоток до тех пор, пока не поступает достаточно кислорода для снижения концентрации углекислого газа. Этот эффект может произойти как глобально, так и локально.

Компенсаторная церебральная вазодилатация также является механизмом, который поддерживает мозговой кровоток при падении церебрального перфузионного давления, когда человек принимает вертикальное положение. Однако если кровообращение нарушено атеросклеротическим заболеванием, компенсация может быть недостаточной, что приводит к симптомам регионарной или диффузной гипоксии или аноксии.

Обеспечение

Жизненно важную роль коллатерального кровообращения при артериальной окклюзии ценят уже более столетия, но его участие в цереброваскулярных окклюзионных заболеваниях становится все более важным фактором, поскольку лечение экстракраниальных и внутричерепных патологий становится все более распространенным. Появление ангиографии 6–8 , безусловно, улучшило наше понимание вариантов лечения, а в последнее время другие диагностические методы, такие как дуплексное ультразвуковое исследование, четырехсосудистая селективная внутричерепная ангиография, магнитно-резонансная ангиография и компьютерная томографическая ангиография, предоставили нам лучшую информацию . понимание существования и важности побочных путей. Клиницисты, оценивающие симптомы цереброваскулярной недостаточности или других патологий, должны знать о степени (или отсутствии) коллатерального кровообращения при подготовке к современным интервенционным процедурам. Например, при планировании стентирования сонной артерии с защитой от эмболии необходимо учитывать состояние контралатеральной внутренней сонной артерии и ее вклад во внутричерепное кровообращение ( рис. 6-6 ). При наличии окклюзии контралатеральной внутренней сонной артерии церебральное защитное устройство, скорее всего, должно обеспечивать продолжение кровотока на ипсилатеральной стороне во время процедуры. Аналогичным образом, пережатие сонной артерии во время эндартерэктомии остановит приток крови к ипсилатеральному полушарию, если Уиллизиев круг неполный.

изображение

РИСУНОК 6-6А . Препятствующая атеросклеротическая бляшка в правой внутренней сонной артерии и окклюзированная левая внутренняя сонная артерия. B. Предлагаемое лечение — стентирование внутренней сонной артерии с защитой от эмболии. C. Баллонное окклюзионное устройство предотвращает поток. D. Фильтрующее устройство обеспечивает поток жидкости при улавливании эмболов и, вероятно, является лучшим выбором в этом случае. LICA — левая внутренняя сонная артерия; РИКА, правая внутренняя сонная артерия.

Когда-то считалось, что артерии головного мозга являются конечными артериями, но теперь известно, что часто встречаются капиллярные и прекапиллярные анастомозы. Чтобы лучше оценить эти побочные пути, следует отметить, что существует два типа артериальных ветвей, снабжающих мозг. Более важными типами с точки зрения функции нейронов и снабжения питательными веществами центральной нервной системы являются проникающие артерии. Однако именно диффузные окружные или поверхностные артерии, распространяющиеся по всей поверхности шейных полушарий, ствола головного мозга и спинного мозга, через которые осуществляется коллатеральное кровообращение. В эту поверхностную систему входят виллизиев круг и важнейшие артериальные стволы.

Пути внутричерепного коллатерального кровообращения можно разделить на три категории: крупные межартериальные связи, внутричерепно-экстракраниальные анастомозы и мелкие межартериальные сообщения. Основным путем является виллизиев круг, обеспечивающий сообщение между двумя сонными артериями или между основной артерией и правой или левой сонной артерией. Как описано ранее, анатомические вариации, возможные в пределах этого артериального круга, обычно не имеют большого значения, если только не происходит окклюзия одного из шейных сосудов, требующая коллатерального кровотока.

Второе место после виллизиева круга по значимости занимают сложные интракраниально-экстракраниальные или превиллисиевы анастомозы. Пожалуй, самый известный превиллизиев анастомоз — это анастомоз между наружной и внутренней сонной артерией, через глазничную и глазничную артерии. Другие коллатерали наружных и внутренних сонных артерий включают менинго-гипофизарные и каротикотимпанальные ветви. Клинически могут встречаться дополнительные важные превиллизиевы анастомозы, в том числе следующие: (1) затылочная ветвь наружной сонной артерии, сообщающаяся с атлантической ветвью позвоночной артерии; 2) глубокая шейная и восходящая шейные ветви подключичной артерии, соединяющиеся с ветвями нижней позвоночной артерии, атлантической ветвью верхней позвоночной артерии и затылочной ветвью внутренней сонной артерии; и (3) наружные сонные артерии, соединяющиеся по средней линии. В превиллизиевую группу также входит rete mirabile или «чудесная сеть» трансдуральных анастомозов через субдуральное пространство от дуральных артерий к артериям на поверхности мозга.

Меньшее значение имеют лептоменингеальные коллатерали, образующие сеть менингеальных пограничных зон. Они соединяют терминальные корковые ветви главных мозговых артерий через пограничные зоны вдоль каждой сосудистой территории. Хотя это не основные коллатеральные пути, они могут быть достаточно развиты, чтобы мешать диагностике цереброваскулярной недостаточности. Действительно, артериальные окклюзии могут не проявляться симптомами из-за адекватной перфузии лептоменингеальных анастомозов в части распространения тромбированной артерии. Аналогичным образом, отличный коллатеральный кровоток вокруг тромбированного кортикального сосуда может вызвать быстрое устранение неврологического дефицита, что заставляет клиницистов полагать, что задействован экстракраниальный окклюзионный процесс.

Следует отметить, что между соседними ветвями мозговых артерий, глубокопроникающими артериями, поверхностными и глубокими ветвями мозговых артерий не существует эффективных путей анастомоза.

Открытие коллатеральных путей во многом зависит от возраста человека и временной последовательности окклюзии. У пожилых людей коллатеральные пути чаще оказываются гипопластическими или вовлекаются в атеросклеротический процесс. Даже коллатеральные сосуды достаточного размера просвета часто не способны достаточно быстро адаптироваться к внезапным окклюзиям, например, вследствие эмболии. Следовательно, коллатеральный кровоток имеет больше шансов на адекватное развитие у лиц с медленно развивающимися атеросклеротическими окклюзиями. При наличии множественных атеросклеротических поражений адекватность коллатеральных каналов может быть значительно снижена. На адекватность коллатерального русла также влияют наличие множественных, а не единичных коллатеральных источников и патологическое состояние сосудов, снижающее их способность к расширению.

Экстракраниально имеются многочисленные шейно-краниальные коллатерали. Окклюзия внутренней сонной артерии обеспечивает коллатеральное кровообращение в сифоне сонной артерии через наружную сонную и глазную артерии ( рис. 6-7 ). Передняя и средняя мозговые артерии в этом случае кровоснабжаются также от противоположной передней мозговой артерии и задней мозговой артерии через переднюю и заднюю соединительные артерии. В случае окклюзии позвонка вблизи его основания ( рис. 6-8 ) кровоток шунтируется в щитошейный и реберно-шейный стволы с компенсаторным расширением противоположной позвоночной артерии. Коллатеральное кровообращение , возникающее при окклюзии крупных ветвей дуги аорты, идет через межреберные и внутренние грудные артерии к подключичной, а затем через ветви щитошейного и реберно-шейного стволов к позвоночным и сонным артериям ( рис. 6-9 ).

изображение

РИСУНОК 6-7. Основные наружные сонные и позвоночные коллатеральные пути, связанные с окклюзией внутренней сонной артерии.

изображение

РИСУНОК 6-8. Основные коллатеральные пути при окклюзии позвоночной артерии.

изображение

РИСУНОК 6-9. Основные коллатеральные пути при окклюзии проксимального отдела подключичной артерии.

Исторически для оценки залогового потока использовался ряд процедур. Простейшим методом оценки внутричерепного коллатерального потенциала была 5-минутная компрессионная проба общей сонной артерии. Однако сегодня, с появлением методов ангиографии и магнитно-резонансной ангиографии, такие процедуры используются редко. Возможность реально визуализировать коллатеральный кровоток при патологических состояниях и создать «дорожную карту» для интервенционной коррекции значительно изменила диагностику и лечение.

Выводы

Артериальная система головного мозга человека при поражении обструктивными поражениями может вызывать широкий спектр симптомов, которые часто неспецифичны. Тяжесть и характер этих симптомов будут варьироваться в зависимости от базовой анатомии артерий, вариантов нормы и артериального сегмента(ов), пораженного обструктивным поражением(ями). Врач также должен знать о церебральной гемодинамике и наличии влияния коллатеральных путей на церебральную гемодинамику, чтобы правильно интерпретировать результаты ультразвуковой допплерографии и поставить точный диагноз. Современные методы лечения с использованием внутрипросветных технологий подчеркнули необходимость лучшего понимания сосудистой анатомии, ее разновидностей и коллатеральных путей.

В этой главе представлен обзор нормальной цереброваскулярной анатомии и часто встречающихся аномалий, а также обсуждение гемодинамики и развития коллатеральных ветвей. Были рассмотрены часто встречающиеся экстракраниальные и внутричерепные коллатеральные пути, подчеркивая их клиническое значение.

Оцените статью
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Клиника Молова М.Р