脑血液循环的解剖与生理

1/11脑血液循环的解剖与生理脑血液循环的解剖与生理第一部分脑血液供应及循环障碍大脑血液供由颈内动脉系统和椎-基底动脉系统组成。颈内动脉系统包括颈内动脉主干及其分支,为眼部和大脑半球前3／5部分(约以顶枕沟为界)供血,包括额叶、颞叶、顶叶皮质及深部白质、基底节及部分间脑;椎-基底动脉系统包括椎动脉、基底动脉主干及其分支,供应大脑半球后2/5部分，包括颞-枕区、脑干、小脑、丘脑底部、部分丘脑、迷路、耳蜗。供应区供应区域海马、苍白球、内囊下部额叶内侧和顶叶皮质及其下方白质、胼胝体前部额叶外侧面、顶叶、枕叶和颞叶皮质及其下方白质尾状核、壳核、内囊上部延髓、小脑下部脑桥中下部、小脑中部脑桥上部、中脑下部、小脑上部枕叶和颞叶内侧面皮质及其下方白质，胼胝体后部和中脑上部脑脑动脉动脉脉络膜前A椎动脉小脑后下A基底动脉大脑后A丘脑穿通支丘脑膝状体支大脑供血动脉有3条：大脑前动脉(ACA)、大脑中动脉(MCA)、大脑后动脉(PCA)。小脑供血动脉有3条：小脑后下动脉(PICA)、小脑下前动脉(AICA)、小脑上动脉(SCA)。ACAA，MCA的外纹A、PCA的后纹A。DWI示双侧Heubner返动脉(ACA近端深穿支)受累。2/11脑血液循环的解剖与生理(一)脑动脉系统穿入脑实质，营养白质及核团。中央支多发自Willis环和大脑前、中、后相邻的动脉主干，几乎垂直地穿入脑实质，供应间脑、纹状体与内囊，称为深穿支动脉，如纹状体动脉或豆纹动脉。中央支与皮质支之间几乎无侧枝循环。【主动脉弓与颈外动脉】1.主动脉弓：主动脉弓凸侧从右向左发出3大分支：头臂干、左颈总动脉、左锁骨下动脉。头臂干为一粗短干，向右上方斜行至右胸锁关节后方分为右颈总动脉和右锁骨下动脉。2.颈总动脉:颈总动脉左侧发自主动脉弓，右侧起自头臂干。两侧颈总动脉均经胸锁关节后方,沿食管、气管和喉的外侧上行,至甲状软骨上缘高度分为颈内动脉和颈外动脉。3.颈外动脉：初居颈内动脉前内侧,后经其前方转至外侧,上行穿腮腺至下颌颈处分为颞浅动【颈内动脉系统】1.颈内动脉(ICA)或称前循环ICA起自颈总动脉(CCA)，在C4(下颌角)或甲状软骨上缘水平分成颈外动脉(ECA)与颈内动脉(ICA)。(1)在解剖上根据动脉走行及毗邻关系,ICA分为4段:曲，该动脉穿过破裂孔进入海绵窦。2)岩骨段：发出颈鼓支(至鼓膜)、翼管支(至翼管)。4)前床突上段／虹吸部上段/颅部颅内段:位于前后床突上方。临床上海绵段与前床突上段合A与颈外动脉分支间存在丰富的吻合支。(2)临床上正常ICA血管造影分为5段1)岩骨段(C5):又称颈动脉管段、神经节段。行于颞骨岩部内，走行方向由后外至前内。是颈内动脉经颈动脉管外口进入颅内，在颈动脉管内口处,位于交叉神经节下面的一段。2)海绵窦段(C4):颈内动脉在海绵窦内沿颈内动脉沟向前行的一段,走行方向由后向前。3)前膝段(C3):又称虹吸段,由海绵窦段移行为床突上段的转折处，呈C字形走向，在C3或C3与C2交界处发出眼动脉,穿视神经管入眶。4)床突上段(C2)：又称是交叉池段，位于前、后床突连线的稍上方，恰好在交叉池内，走5)终段(C1):又称后膝段，该段参与Willis环组成,并发出后交通动脉脉络膜前动脉。在侧位片上,C2、C3、C4三段共同组成C字形，即虹吸部。虹吸部流体力学时相经常发生变化,动脉管压强随之发生变化,是动脉硬化的好发部位之一。3/11脑血液循环的解剖与生理2．颈内动脉分支(1)眼动脉OA：在ICA虹吸部之前发出,是ICA入颅后在蛛网膜下腔第一条较大的分支,经视神经孔入眼眶，在视神经上方走行至眼眶内侧,至内眦处分为眶上动脉与鼻背侧动脉。中心视网膜动脉供应视网膜血液，是眼动脉最重要和恒定的分支,在眼球后穿入视神经鞘内，沿视神经中轴前行,至视神经乳头处穿出，分为4条终末支，即视网膜鼻侧及颞侧上、下动脉，是全身唯一能借助检眼镜直接窥见的小动脉，可观察是否存在动脉硬化。(2)脉络膜前动脉AChA:多在后交通动脉稍上方自ICA发出,在海马沟回穿过脉络裂进入侧脑室下角,形成脉络丛,并与脉络膜后动脉有丰富吻合支。主要供应海马及海马沟回脉络丛、视束大部分、外侧膝状体、苍白球内侧及中间部、内囊后肢的2／3等。这一细小动脉在蛛网膜下腔行程最长,极易栓塞，海马和苍白球是最易致病的两个结构。该动脉栓塞导致大脑脚底供血不足,产生对侧偏身感觉障碍、偏盲,有时出现对侧偏盲。(3)大脑前动脉ACA:ACA是ICA的终末支，为大脑半球内侧面供血。ACA起自前穿质下面，向前内侧走行至半球间裂，经前交通动脉(AcomA)与对侧ACA连①眶动脉：发自A2段，供应额叶眶回内侧份与直回;②额极动脉：在胼胝体膝部附近发出,向前上行分支供应额叶前部和额极;半球上缘至顶上小叶,供应扣带回后份、楔前叶前2／3、顶上小叶及顶下小叶上缘。皮质支动脉供应半球内侧面前3/4、额顶叶背侧面上1/4部皮质及皮质下白质(小腿和足部运动和感觉皮质)。皮质支阻塞可造成皮质缺血梗死,表现对侧小腿和足部中枢性瘫、感觉减退及锥体束征,额叶性精神症状,因大脑前动脉分支分布额前区(包括额极)等,旁中央小叶受损出现尿便障碍。2)深穿支动脉内侧豆纹支,包括基底支(供应视交叉背侧及下丘脑)以及内侧纹动脉(又称Heubner回返动脉，供应内囊前肢、部分膝部、豆状核前部及丘脑前部)。深穿支受累可发生供血区腔隙性梗死,临床表现对侧面部及上肢近端中枢性瘫。4/11脑血液循环的解剖与生理动脉MCA：颈内动脉的直接延续,起自前穿质内侧部下方,供应大脑半球外侧面大部分及额叶、顶叶深部结构。1)主要皮质支动脉MCA在M2至M3段，即岛叶附近常见分为两个皮质支：上干与下干；上干发自眶额外侧动颞后动脉、角回动脉。后部,主侧半球该动脉闭塞出现Broca失语；②中央沟前动脉：供应额中回前部、额下回后部及中央前回下3/4皮质,闭塞可出现对侧中③中央沟动脉：供应中央沟两侧中央前回下3/4皮质,闭塞出现对侧上肢为主的瘫痪及感觉对侧上肢感觉障碍，伴轻瘫及命名性失语;⑤顶下动脉：又称缘上回动脉，供应缘上回和顶上小叶,优势半球动脉闭塞出现失用症；⑥角回动脉:供应角回和顶上小叶后部,优势半球闭塞出现失读、计算困难和命名性失语；⑧颞前动脉:供应颞极及颞上、中、下回前部;⑨颞极动脉:供应颞极,变异较大。2)深穿支：又称豆纹动脉，是MCA主干垂直发出的一组动脉，分为内侧支与外侧支。深穿MCA血管造影分5段:即M1段蝶骨段或水平段,系MCA自颈内动脉分出后的一段,在造影前M或称终末段，分布于大脑外侧裂上下缘部分,包括顶下动脉、角回动脉及颞后动脉，这三大分支为半球外侧面大部分区域供血。MCA主干闭塞引起供血区包括皮质和深部白质大面积脑梗死,导致对侧肢体瘫、感觉障碍、水肿可出现意识障碍或因脑疝死亡。5/11脑血液循环的解剖与生理【椎-基底动脉系统】1.椎－基底动脉系统：也称后循环，椎动脉起源于双侧锁骨下动脉,经由第6至第2颈椎的横突孔上行,在寰椎横突孔上弯向后内，绕过寰椎后弓，穿过寰枕后膜及硬脊膜经枕骨大孔入颅，入颅后左、右椎动脉向中线靠近,在脑桥下缘合成基底动脉,其终末支为大脑后动脉。该系统供应大脑半球后2／5部分、丘脑、脑干和小脑的血液。(1)椎动脉1)脑膜支：为小脑镰、大脑镰、小脑幕及邻近的硬脑膜供血。2)脊髓后动脉：供应延髓和上颈髓。3)脊髓前动脉:供应延髓前面锥体交叉、内侧丘系、舌下神经和上颈髓前2/3；4)延髓动脉:供应延髓椎体、舌下神经核、迷走神经核、孤束及孤束核。5)小脑后下动脉：在延髓中、下段之间距基底动脉1.5cm处发出,是椎动脉最大的分支,供应延髓背外侧、第IV脑室脉络丛、小脑后下部皮质、小脑扁桃体及齿状核等。该动脉易动脉硬化性血栓形成,表现为延髓背外侧(Wallenberg)综合征。(2)基底动脉表现为基底动脉尖综合征。其长短及供应脑桥之远近分为三组动脉：前群为旁中央动脉，外侧群为短旋动脉,后群为长动脉。闭塞均出现特殊临床综合征。脑桥动脉太小，血管造影很难显示。①旁中央动脉:基底动脉发出的最短动脉,长约3mm，每侧4-6条,供应脑桥腹侧中线两旁的腹)内侧综合征(Foville综合征)，两侧闭塞出现闭锁综合征。侧楔形区域,包括皮质脊髓束、内侧丘系、桥核、桥小脑纤维、部分三叉神经核和面神经核侧并有分支与小脑前下动脉及小脑上动脉吻合;主要供应脑桥被盖部，包括脊髓丘脑束、脊2)内听动脉：也称迷路动脉,常由小脑前下动脉发出,左右各一的细长分支，自基底动脉发出后,在展神经根前方越过,行向外侧,与面神经、前庭蜗神经伴行进入内耳道。分布于内耳前庭和三个半规管及耳蜗。内听动脉细长，走形特殊,吻合支少，中老年人易发生动脉硬化引起缺血症状，表现眩晕、耳鸣和听力下降。脑半球前下部等，途中发出小支供应展神经、面神经和位听神经根及延髓上部;该动脉闭塞出现同侧上肢小脑性共济失调、周围性面瘫、听力下降、面部感觉异常及对侧偏身痛温觉障碍等。分为蚓支与半球支，供应中脑被盖外侧部、脑桥上段被盖部、小脑结合臂、小脑半球上面、上蚓部、小脑齿状核等。该动脉闭塞出现同侧上肢小脑性共济失调和对侧偏身痛温觉减退，齿状核支是小脑出血的好发动脉。6/11脑血液循环的解剖与生理(3)大脑后动脉PCA是基底动脉的终末支,与后交通动脉吻合参与构成脑底动脉环,之后环绕大脑脚向上经中脑后外侧，沿颞叶、枕叶内侧面走行,发出分支供应枕叶内侧面、下面和部分侧面，以及颞下回、部分间脑和内囊。PCA主要分支有：1)丘脑穿通动脉:为后内侧中央支，供应下丘脑、垂体、漏斗部、灰结节、乳头体、丘脑底部及内壁、中脑被盖内侧部。2)丘脑膝状体动脉:为后外侧动脉,供应膝状体、丘脑枕和大部分丘脑外侧核团。3)四叠体动脉:供应大脑脚、四叠体、松果体及小脑蚓部。4)脉络膜后内动脉：供应大脑脚、膝状体、丘脑枕、丘脑上部及松果体。5)脉络膜后外动脉:丘脑背内侧核、丘脑枕及外侧膝状体。动脉供应大脑脚中外侧、黑质、中脑被盖外侧部;长旋动脉供应四叠体上丘与下丘。区；顶枕动脉供应楔叶和枕叶背外侧,是视中枢的主要供血动脉。PCA造影将其分为四段:P1大脑脚段或交通前段，为从基底动脉分叉至后交通动脉汇合处；P2环池段，后交通动脉汇合处至大脑后段；P3四叠体段,中脑后段至距状裂；P4距状裂段，为PCA在距状裂内终末支。小脑性共济失调等;PCA环绕大脑脚转向背侧,跨过小脑幕切迹,行于小脑幕上面的半球内侧受压并牵拉其后下方的动眼神经，导致动眼神经麻痹,主要压迫缩瞳肌纤维引起瞳孔放大。动眼神经位于小脑上动脉与大脑后动脉间,此两条动脉是动脉瘤的好发部位，压迫动眼神经出现眼肌麻痹。通支供应前下丘脑与后下丘脑、视束及视交叉后部,丘脑前核及丘脑腹侧核。7/11脑血液循环的解剖与生理椎–基底动脉系统血管解剖及造影分段孔向外横行段;V3寰椎段，从V2外端弯曲向上,在垂直上行入枕骨大孔；V4枕骨大孔段,B,C矢状位,PCA分段:P1大脑脚段/交通前段;P2环池段；P3四叠体段;P4距状裂段。AICA小脑前下动脉。【脑动脉侧枝循环】的腹侧面,它将颈内动脉与椎基底动脉系统系统互相连接；②颅外与颅内动脉分支之间的吻合;③大脑与小脑的主要动脉终支之间的软脑膜血管吻合。1.颅内外动脉侧枝循环上颌动脉通过鼓室前动脉、脑膜中动脉与颈内动脉之颈－鼓室动脉及大脑中动脉分支间都存在可建立的侧枝循环。2.颅内动脉的主要侧枝循环1)脑底动脉环(Willis环):由双侧的大脑前动脉、颈内动脉、大脑后动脉、后交通动脉侧ACA互相沟通，颈内动脉或MCA与PCA之间由后交通动脉沟通,在脑底部形成的环状吻8/11脑血液循环的解剖与生理合在两侧半球及一侧半球的前、后部形成丰富的侧枝循环,具有脑血流供应调节与代偿作用。一项350例人脑尸检研究资料发现,约48%Willis环存在发育异常，但不影响脑部供血，如一侧颈内动脉闭塞,通过前、后交通动脉代偿供血，不出现脑缺血症状。中老年人因脑底动脉粥样硬化导致血管狭窄，代偿能力下降,易发生脑梗死。2)脑皮质吻合支：ACA、MCA及PCA的皮质支在同侧大脑皮质有广泛的吻合,例如一侧MCA主干闭塞只出现基底节区脑梗死,皮质供血依靠ACA与PCA皮质吻合支代偿。小脑后下动脉、小脑前下动脉和小脑上动脉在同侧小脑半球也存在广泛的皮质血管吻合。3)脑深穿支吻合：脑深穿支吻合较少,侧枝循环不如皮质支丰富,脑血流调节及代偿作用较差,深部白质脑梗死较多见。在某些病理情况下,如烟雾病可出现超越正常的侧枝循环,脑底可见许多向上的小动脉,发挥侧枝循环代偿功能。4)软脑膜动脉：在ACA、MCA、PCA的软脑膜分支之间存在吻合支，与来自颈外动脉的脑膜中动脉分支也有吻合，如一侧大脑中动脉主干闭塞患者,DSA显示同侧颈外动脉血液血液经软脑膜供应皮质脑组织。3.分水岭区1)皮质分水岭区：位于皮质区两支供血动脉交界区,通常为ACA－MCA供血皮质交界区或MCA－PCA供血皮质交界区。2)皮质下分水岭区或内分水岭区：位于白质区域，如侧脑室前后角、半卵圆中心区,见于(二)脑静脉系统大脑静脉系统可分为幕上静脉系统及幕下静脉系统,但个体差异性较大。静脉回流路径是由脑浅、脑深静脉引流至静脉窦,最后汇入颈内静脉。脑静脉特点是，没有同名的动脉伴行，管壁薄,无肌肉及弹性纤维,缺乏弹性，无静脉窦。静脉窦是硬脑膜围成的管道系统，是脑静脉血和CSF回流的必经之路。与躯体外周血管不通,脑静脉性硬膜窦与动脉分开走行。9/11脑血液循环的解剖与生理【脑静脉】(1)大脑上静脉：汇集大脑皮质大部分血液注入上矢状窦。(2)大脑中静脉：汇集大脑外侧沟附近血液注入海绵窦。大脑下静脉:汇集大脑半球外侧面下部和底部血液注入海绵窦和大脑大静脉。这些静脉一段行走于大脑皮质，一段行走于蛛网膜下腔,进入硬脑膜内，轻微头外伤可引起硬膜下浅静脉撕裂,出现硬膜下血肿。2.大脑深动脉:包括大脑大静脉、大脑内静脉、基底静脉，引流来自深部白质、基底节、丘脑静脉血汇入窦汇。(1)大脑大静脉(Galen’svein)：位于颅内中线后部,两条大脑内静脉在第三脑室脉络大脑大静脉和大脑内静脉易形成血栓,引起半球深部出血性梗死、颅压高及意识障碍。(2)大脑内静脉:由两侧的隔静脉、丘脑纹状体静脉在室间孔后方汇成左右两条大脑内静脉,(3)基底静脉：由大脑腹侧面的大脑中深动脉及大脑前静脉汇集而成，收集两侧苍白球内等脑底部血液，注入大脑大静脉。10/11脑血液循环的解剖与生理3.静脉窦：位于颅骨下骨膜层与硬脑膜层之间,内面是一层内皮细胞,窦壁由致密的胶原纤维组成,坚韧无弹性、无瓣膜,包括上矢状窦、下矢状窦、直窦、横窦、乙状窦、窦汇和海绵窦等。静脉窦易发生血栓形成。硬脑膜为双层膜结构覆盖于CNS，骨膜层与脑膜层分离形成静脉回流通路即静脉窦。静脉窦内层脑膜延伸成为大脑镰、小脑幕及小脑镰,上矢状窦行走于大脑镰上缘收集大脑浅静脉、第二部分脑血液循环生理人脑重量虽仅为体重的2%,每分钟却有750-1000ml富含氧和葡萄糖的血液流经脑循环，旺盛的心脏及肾脏相似。大脑活动如思考或睡眠时,脑组织血流量、耗氧量及葡萄糖消耗总量不变,仅特定区域脑血流量及代谢变化。【脑血液循环生理】脑组织消耗体循环中10%的葡萄糖,其中80%被用于能量代谢,10％-15％的葡萄糖代谢为乳酸并在血液循环中清除，剩余葡萄糖被用于突触作为神经递质传递。与其他组织相比,脑组织无法储存葡萄糖、糖原及其他能量物质。持续正常脑功能必须依赖于动脉不间断的输送能量物质,脑组织每分钟每克脑组织血流量计算,脑灰质约为0.8ml,脑白质为0.20－0.23ml。脑组织代谢特点为低储备高代谢，在缺血缺氧时意识水平下降，会迅速进入昏迷状态。致不可逆性损伤,最终导致脑梗死。【脑血流主要影响因素】脑血流量的调节是通过以下机制实现的:1.静脉压:通常情况下静脉压对脑血流影响很小,脑血液供应收到引力作用，特别在高速离心影响时脑动脉压明显下降，可不伴脑血流量减少,是由于静脉压同时下降到虹吸作用。脑静脑缺血或脑梗死。2．颅内压:与脑血流量成反比,当颅内压升高时脑血流降低，但由于血压生理性调节,颅内压升高时平均动脉压随之升高,如大量脑出血患者颅内压急剧增高,血压可代偿性增高保持脑血流正常。因此，这种高血压处理应先用脱水药,降低颅内压,血压也随之降低,不应单用降压药，否则会导致脑缺血。3.脑血管阻力:与脑血流量成反比，血管阻力愈大,血流量愈小。管径与阻力直接相关,按照Poiseuille－Hegan节律,流量与流经管长度成反比，与流经管半径成正比。脑血流狭窄早期患者可无脑缺血症状，当狭窄到一定程度或闭塞时引起脑组织缺血或坏死时出现神经功能缺失。谷氨酸盐兴奋神经元及突触释放一氧化氮，导致血管扩张,从而增加脑血流量，细胞代谢产TP响脑代谢率变化导致脑血流量改变。5.动脉二氧化碳分压(PaCO2):脑血流量受不同浓度的PaCO2影响。