作者：倒影无痕
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Willis环为大脑主要的侧支循环，提供前循环（颈动脉）和后循环（椎基动脉）之间的沟通路径。正常个体中Willis环常存在变异，其变异的情况直接影响脑血管疾病的发生、发展和预后。本文对Willis环相关知识要点做一总结。
Willis环及其解剖结构
Willis环是颈内动脉和椎动脉系统在鞍上池垂体柄视交叉和漏斗周围形成的吻合，有助于大脑两侧血液供应的平衡。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（图1）。
图1
生理情况下，Willis环可以减弱颈内动脉系统和椎基底动脉系统内压力和流量的正常瞬时差异；而在病理条件下，如动脉粥样硬化、血栓栓塞、出血以及先天性梗阻等，Willis环可以提供灌注的替代途径，以维持脑的血液供应。但目前大量研究显示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。
Willis环变异的主要类型
Willis 环的结构变异率较高，但评估方法的不同导致结构变异率报道不一。目前仍以 DSA 为金标准。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。
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）。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（图2-图6）。
图2
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图6
真实世界中Willis环变异的MR血管成像如下：
Willis环变异的发生率
据目前文献显示，发育不全是最常见的异常，发生率在24%到27%之间。一项纳入55例尸检患者的研究显示12%的Willis环可见前交通动脉分叉或成网状；10%的Willis环可见胚胎型大脑后动脉；6%的Willis环由于缺少后交通动脉而导致Willis环不完整；Willis环后循环异常比前循环异常更常见。
对于胚胎型大脑后动脉，可以分为完全性胚胎型大脑后动脉（定义为完全来自颈内动脉且与基底动脉无关的大脑后动脉）和部分性胚胎型大脑后动脉（定义为来自颈内动脉的大脑后动脉，与基底动脉存在小的或闭合的连接）。一项研究纳入536例卒中患者的研究显示9.5% ( = 51) 存在完全性胚胎型大脑后动脉，15.1% ( = 81) 存在部分性胚胎型大脑后动脉；相对于无变异的患者和部分性胚胎型大脑后动脉的患者，完全性胚胎型大脑后动脉的患者多为老年人和女性。
相对于西方国家人群，中国人群的 Willis 环结构变异率较高，且后循环变异率远远高于前循环。Li 等对中国 170 名健康成年人进行的一项 CTA 研究显示，Willis 环的结构变异率为 73%，其中前循环变异率为 21%，后循环变异率为 69%。
Willis环变异的病因有哪些？
对于Willis环变异的病因目前尚未完全阐明。一些研究显示Willis环变异是遗传因素所致。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。而有研究显示其他因素，如母亲先兆子痫，可能会改变脑血管变异的发展；如早产可能会影响Willis环变异的形成。但一项纳入122对成年双胞胎健康人群的研究显示Willis环变异与遗传和环境因素无关。因此，Willis环变异的病因尚需进一步研究探讨。
Willis环变异可以影响哪些疾病？
Willis环变异与卒中
大脑侧支循环分为初级侧支循环、次级侧支循环和三级侧支循环。而作为初级侧支循环的Willis环是主要的侧支循环。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。
Willis环变异与颅内动脉瘤
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。Willis环结构畸形，如前循环的不对称性，通过产生血管内血流动力学的局部改变，可能为动脉瘤的发展提供力学基础。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。
Willis环变异与白质脑病
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。
Willis环变异与高血压
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
综上所述，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。
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