а) Анатомия артериальной системы. Система внутричерепных артерий состоит из переднего и заднего сосудистых бассейнов. Передний сосудистый бассейн включает внутреннюю сонную артерию и ее ветви, в числе которых передние и средние мозговые артерии и передние и задние соединительные артерии. Задний сосудистый бассейн включает позвоночные артерии, базилярную артерию и задние мозговые артерии (рис. 1).
Рисунок 1. Кровоснабжение головного мозга. Артерии, берущие начало от дуги аорты. Вид спереди
Внутреннюю сонную артерию (ВСА) делят на семь сегментов в соответствии с их эмбриональными артериями-предшественниками (рис. 2, 3). Первый сегмент ВСА простирается от бифуркации общей сонной артерии на уровне шеи до нижнего края основания черепа. Второй сегмент проходит в сонном канале пирамиды височной кости и отдает две небольшие ветви: видиеву артерию (артерия крыловидного канала), которая соединяется с ветвями наружной сонной артерии (НСА), и сонно-барабанную артерию, идущую к среднему уху.
Рисунок 2. Сегменты и ветви ВСА. Вид сбоку
Рисунок 3. Сегменты и ветви ВСА. Вид спереди
Третий сегмент ВСА - короткая часть, расположенная выше рваного отверстия, которая простирается от вершины пирамиды височной кости до пещеристого синуса. Четвертый сегмент ВСА расположен в пещеристом синусе и имеет две крупные ветви (менинго-гипофизарный ствол, который питает гипофиз, ТМО ската черепа и намет мозжечка через базальную и краевую ветви намета мозжечка, нижнюю гипофизарную артерию и ветвь к тройничному узлу; и нижнелатеральный ствол, который питает черепные нервы и ТМО пещеристых синусов через ветвь к пещеристому синусу и менингеальную ветвь), у которых есть анастомозы с ветвями НСА.
Пятый сегмент ВСА, перед тем как войти в полость черепа, проходит в передней части пещеристого синуса. Иногда от пятого сегмента берет начало глазная артерия. Шестой сегмент ВСА является первым сегментом, расположенным в субарахноидальном пространстве, он имеет две ветви (глазная артерия и верхняя гипофизарная артерия, которая кровоснабжает аденогипофиз, ножку гипофиза и зрительный перекрест). Седьмой сегмент ВСА продолжается до бифуркации ВСА на переднюю и среднюю мозговые артерии, от этого сегмента ответвляется задняя соединительная артерия.
В передней мозговой артерии выделяют три сегмента (рис. 4, 5). Сегмент А1 начинается от ВСА и простирается медиально в сторону срединной линии до начала передней соединительной артерии, которая соединяется с контралатеральной передней мозговой артерией. От сегмента А1 отходят медиальные лентикулостриарные артерии, которые кровоснабжают базальные ядра.
Рисунок 4. Передние и средние мозговые артерии, базилярная артерия и задние мозговые артерии и их ветви. Вид снизу
Рисунок 5. Передние мозговые артерии и их ветви. Правое полушарие, медиальная поверхность
Сегмент А2 проходит в межполушарной щели от точки отхождения передней соединительной артерии до уровня клюва мозолистого тела. Ветви сегмента А2: глазнично-лобная и лобно-полярная артерии, которые кровоснабжают нижнемедиальные отделы лобных долей. В дополнение к лентикулостриарным артериям, отходящим от сегмента А1, от проксимальной части А2 может также отходить возвратная артерия Гейбнера, питающая базальные ядра. В некоторых случаях возвратная артерия Гейбнера может отходить от сегмента А1 или от передней соединительной артерии.
Сегмент А3 проходит вокруг мозолистого тела и делится на околомозолистую артерию и краевую артерию мозолистого тела, которые идут назад над мозолистым телом и поясной извилиной соответственно. Сегменты А2 и АЗ снабжают кровью средние части лобных и теменных долей, мозолистое тело и передние ножки внутренних капсул.
Среднюю мозговую артерию делят на 4 сегмента (рис. 6—8). Сегмент М1 (горизонтальный) начинается от ВСА и идет латерально до сильвиевой борозды, отдает латеральные лентикулостриарные артерии, кровоснабжающие наружную капсулу, хвостатое ядро и скорлупу, а также переднюю височную артерию, кровоснабжающую передние отделы височных долей. На уровне сильвиевой борозды сегмент М1 разветвляется на сегменты М2 (островковые), которые идут вверх и назад вдоль островка. Ветви сегментов М2 идут латерально вдоль покрышечных частей полушарий мозга (сегменты М3), кровоснабжая эти отделы.
Рисунок 6. Средние мозговые артерии (СМА) и их ветви. Вид спереди
Рисунок 7. Средние мозговые артерии и их поверхностные ветви. Вид со стороны латеральной поверхности головного мозга
Рисунок 8. Средние мозговые артерии и их проксимальные ветви. Вид сбоку в области сильвиевой борозды
Продолжением сегментов М3 после выхода из сильвиевой борозды являются сегменты М4 (корковые), которые питают боковые поверхности полушарий мозга.
Задние мозговые артерии являются терминальными ветвями базилярной артерии, они кровоснабжают задние и нижние части теменных и затылочных долей, а также таламуса (рис. 9, 10). В задней мозговой артерии выделяют 4 сегмента. Сегмент Р1 начинается от базилярной артерии, направляется латерально до уровня отхождения задней соединительной артерии. От сегмента Р1 отходят задние прободающие артерии таламуса, которые питают средний мозг и задние части таламуса. От места соединения сегмента Р1 и задней соединительной артерии начинается сегмент Р2, который идет назад и латерально вокруг среднего мозга над наметом мозжечка. От сегмента Р2 отходят передние и задние височные артерии, питающие нижние отделы височных долей, которые не получают кровоснабжения от передней височной артерии (ветвь сегмента М1 средней мозговой артерии).
Рисунок 9. Задняя мозговая артерия (ЗМА) и ее ветви. Вид снизу
Рисунок 10. Задняя мозговая артерия и ее ветви. Вид сбоку
Другие ветви сегмента Р2: медиальные и латеральные задние ворсинчатые артерии, которые питают сосудистое сплетение III и боковых желудочков соответственно; таламоколенчатая артерия, которая кровоснабжает задние отделы таламуса; ножковые прободающие артерии, которые снабжают кровью средний мозг. Сегмент Р3 - это часть задней мозговой артерии, расположенная в четверохолмной цистерне позади среднего мозга, до ее входа в шпорную борозду. Сегмент Р4 задней мозговой артерии идет в шпорной борозде; его ветви - теменно-затылочная артерия, шпорная артерия, латеральная затылочная артерия и задние артерии валика мозолистого тела, которые кровоснабжают затылочную долю, заднемедиальные отделы височных долей и заднюю часть мозолистого тела.
От подключичной артерии с каждой стороны отходит по одной позвоночной артерии, которые направляются вверх, в область шеи, а затем внутри черепа на уровне перехода варолиева моста в продолговатый мозг объединяются, образуя базилярную артерию (см. рис. 1). Каждую позвоночную артерию делят на 4 сегмента. Сегмент V1 простирается от подключичной артерии до отверстия поперечного отростка позвонка С6. Сегмент V1 питает нижнюю часть шейного отдела спинного мозга и глубокие мышцы шеи. Сегмент V2 идет вверх через отверстия поперечных отростков позвонков С6-С1. От сегмента V2 отходит передняя менингеальная артерия.
Сегмент V3 начинается от выхода позвоночной артерии из отверстия поперечного отростка С1 и заканчивается на уровне наружного края ТМО в большом затылочном отверстии. От сегмента V3 ответвляется задняя менингеальная артерия. Сегмент V4 -это интрадуральный участок позвоночной артерии, от этого сегмента берет начало задняя нижняя мозжечковая артерия. Другие ветви сегмента У4: перфорирующие артерии продолговатого мозга, передние и задние спинномозговые артерии. Оба сегмента V4 соединяются, образуя базилярную артерию.
Ветви базилярной артерии: передняя нижняя мозжечковая артерия, верхние мозжечковые артерии и перфорирующие артерии (рис. 11, 12). Самая верхняя часть базилярной артерии раздваивается на правую и левую задние мозговые артерии. Верхние отделы позвоночных артерий и базилярная артерия снабжают кровью верхнюю часть спинного мозга, ствол мозга и мозжечок.
Рисунок 11. Базилярная артерия и верхние отделы позвоночной артерии и их ветви
Рисунок 12. Базилярная артерия и верхние отделы позвоночной артерии и их мозжечковые ветви. Вид сбоку
Виллизиев круг - это артериальный круг головного мозга, представляет собой систему анастомозов, расположен в основании головного мозга, связывает передний и задний сосудистые бассейны. Состоит из верхних отделов обеих внутренних сонных артерий, сегментов А1 передних мозговых артерий, передней соединительной артерии, базилярной артерии, задней соединительной артерии и сегментов Р1 обеих задних мозговых артерий.
Наружная сонная артерия формируется в результате бифуркации шейного отдела общей сонной артерии. Наружная сонная артерия имеет восемь главных ветвей (рис. 13). Верхняя щитовидная артерия спускается вниз, питая гортань и щитовидную железу. Восходящая глоточная артерия направляется вверх, кровоснабжая носоглотку, ротоглотку, ТМО, среднее ухо и IX, X и XI ЧН. Язычная артерия питает полость рта, язык и поднижнечелюстную железу. Лицевая артерия кровоснабжает лицо, щеки, губы и нёбо. Затылочная артерия — мозговые оболочки задней черепной ямки, а также глубокие мышцы верхних отделов шеи и волосистую часть головы. Задняя ушная артерия питает волосистую часть головы и наружное ухо.
Рисунок 13. Наружная сонная артерия и ее ветви. Вид спереди и сбоку
Поверхностная височная артерия - волосистую часть головы. Верхнечелюстная артерия кровоснабжает глубокие мягкие ткани лица и носа.
Ветвью верхнечелюстной артерии является средняя менингеальная артерия, которая идет вверх и через остистое отверстие проникает в полость черепа, где кровоснабжает мозговые оболочки. Между ветвями наружной сонной артерии (за исключением верхней щитовидной и язычной артерий) и внутричерепными ветвями ВСА и/или позвоночных артерий могут формироваться анастомозы.
б) Анатомия венозной системы головного мозга. Венозная система головного мозга состоит из поверхностной системы, по которой оттекает кровь от коры головного мозга и поверхностного слоя белого вещества в корковые вены и в конечном счете в синусы ТМО, и глубокой системы, по которой оттекает кровь от глубоких слоев белого вещества и базальных ядер (рис. 14-16). К глубокой венозной системе относятся парные внутренние мозговые вены, расположенные в крыше III желудочка, базальная вена (вена Розенталя), вена Галена и прямой синус ТМО. Сюда же относятся трансцеребральные вены. Внутренние мозговые вены формируются в отверстии Монро за счет слияния перегородочных, субэпендимальных, желудочковых вен, передних ветвей к хвостатому ядру, таламостриарных и ворсинчатых вен. Базальные вены (вены Розенталя) расположены в средних отделах височных долей.
Рисунок 14. Поверхностная и глубокая венозные системы головного мозга. Вид со стороны латеральной поверхности головного мозга
Рисунок 15. Поверхностная и глубокая венозные системы головного мозга. Вид со стороны медиальной поверхности головного мозга
Рисунок 16. Поверхностная и глубокая венозные системы головного мозга. Вид снизу
Они отводят кровь от височных долей, островка Рейля и ножек мозга. Эти вены анастомозируют со средними мозговыми и каменистыми венами. Базальные вены идут назад, огибая ножки мозга, где они сливаются с внутренними мозговыми венами, образуя по срединной линии большую мозговую вену (вену Галена), расположенную ниже валика мозолистого тела. Вена Галена соединяется с нижним сагиттальным синусом, по которому кровь оттекает в прямой синус ТМО. Трансцеребральные (медуллярные) вены собирают кровь от белого вещества больших полушарий, проходят сквозь паренхиму головного мозга и в норме обычно не видны при МРТ или КТ.
Поверхностная венозная система состоит из поверхностных мозговых вен, идущих вдоль поверхности мозга, которые отводят кровь от коры головного мозга и подкоркового белого вещества. Конфигурация поверхностных вен может варьировать, к ним относятся приблизительно 12 вен, по которым кровь оттекает в верхний сагиттальный синус. Отчетливо выделяется верхняя анастомотическая вена (вена Тролара), которая впадает в верхний сагиттальный синус. Также может быть хорошо видна нижняя анастомотическая вена (вена Лаббе), впадающая в поперечный синус. Поверхностная средняя мозговая вена - еще одна хорошо заметная вена, она расположена в сильвиевой борозде и направляется кпереди, отводя кровь от латеральной поверхности головного мозга в пещеристые синусы и/или крыловидное венозное сплетение.
в) Синусы ТМО. Вены поверхностной и глубокой венозных систем впадают в синусы ТМО (рис. 17), которые представляют собой каналы, выстланные эндотелием, расположенные между периостальным (внешним) и менингеальным (внутренним) слоями ТМО. Синусы ТМО подразделяют на две группы: задневерхние и передненижние. Задневерхняя группа включает верхний и нижний сагиттальные синусы, прямой синус, синусный сток (жом Герофила), поперечный и сигмовидный синусы и луковицу яремной вены. Грануляции паутинной оболочки могут встречаться во всех синусах ТМО, но наиболее часто они присутствуют в верхнем сагиттальном и поперечном синусах.
Рисунок 17. Венозная система головного мозга, включая синусы ТМО. Вид сбоку
Передненижняя группа синусов ТМО включает пещеристый синус, верхний и нижний каменистые синусы, синус ската и клиновидно-теменной синус. Кровь от пещеристых синусов оттекает в крыловидные венозные сплетения через овальное отверстие или в верхний и/или нижний каменистые синусы. Кровь от верхнего каменистого синуса оттекает в сигмовидный синус, тогда как кровь от нижнего каменистого синуса - в луковицу яремной вены. Венозное сплетение ската соединяет пещеристый синус с каменистыми синусами. Клиновидно-теменной синус в передних отделах средней черепной ямки соединяет поверхностные вены, прилегающие к височным долям, с нижним каменистым синусом (см. рис. 17).
По венам задней черепной ямки кровь может оттекать вверх, в вену Галена (верхняя вена червя, предцентральная вена мозжечка и передняя мостосреднемозговая вена), вперед в каменистый синус (каменистые вены) или назад и латерально в поперечный или сигмовидный синусы (нижние вены червя) (рис. 18).
Рисунок 18. Вены ствола мозга. Вид снизу
г) Развитие сосудов головного мозга:
1. Развитие артериальной системы. В процессе эмбрионального развития участвуют шесть жаберных дуг. Производные третьих жаберных дуг образуют внутренние сонные артерии. Часть левой четвертой жаберной дуги формирует большую часть дуги аорты, и правая четвертая жаберная дуга образует проксимальный сегмент правой подключичной артерии. Производные первой дуги формируют видиеву артерию. Производные второй - глоточную, наружную сонную, стременную и сонно-барабанную артерии.
На 4-й неделе гестации примитивные парные внутренние сонные артерии, сообщающиеся с дорсальной аортой и третьей дугой аорты, доставляют кровь развивающимся мозговым пузырям: переднему, среднему и заднему, или ромбовидному. Зрелая картина артериальной системы головного мозга формируется к 8-й неделе гестации.
На 4-й неделе развивающийся ромбовидный мозг получает кровь от парных продольных артерий, которые формируют временные анастомозы с внутренними сонными артериями. На сроке примерно 5 нед. гестации эти парные артерии постепенно сливаются по срединной линии, образуя базилярную артерию. Неправильное слияние продольных артерий может привести к их фенестрации. Нарушение инволюции некоторых анастомозов между внутренними сонными артериями и продольными артериями может привести к аномальным соединениям между внутренними сонными артериями и базилярной артерией, таким как персистирующая тригеминальная артерия (рис. 19).
Рисунок 19. Пороки развития соединений между внутренними сонными и базилярной артериями. Вид сбоку
2. Развитие венозной системы. На 5-й неделе гестации вокруг заднебоковых частей развивающегося мозга формируются три венозных сплетения. Поступательное развитие и соединения между этими сплетениями за следующие 6 месяцев приводят к окончательному формированию главных синусов ТМО.
На 11-й неделе гестации после нормальной инволюции первичных эмбриональных трансцеребральных вен и пиального венозного сплетения формируются корковые вены.
д) КТ-ангиография и перфузионная KT. КТ-ангиография - полезный инструмент отображения и оценки нормальных и патологически измененных кровеносных сосудов. Она доказала свою клиническую полезность при оценке состояния внутричерепных артерий, вен и синусов ТМО, а также таких патологических процессов, как аневризмы, АВМ, окклюзии артерий и тромбоз синусов ТМО.
Перфузионная КТ является относительно новым методом исследования, при котором используется динамическое внутривенное контрастирование, позволяющее измерять объемную скорость кровотока (ОСК), объем мозгового кровотока (ОМК) и среднее время транзита крови (СВТК) в изучаемых участках мозга. Перфузионная КТ применяется главным образом для диагностики инфарктов головного мозга и оценки смежных зон снижения перфузии (полутень и зона олигемии), в которых повышен риск прогрессирования до инфаркта. Поддержание ОСК крайне важно для нейронов. При окклюзии артерий нарушение электрической активности нейронов развивается за считаные секунды.
Смерть клеток зависит от продолжительности и степени ишемии, чувствительности отдельных анатомических структур к гипоксии и концентрации кислорода в крови. В норме ОСК составляет 50-60 мл/100 г/мин. Если в течение нескольких часов ОСК держится на уровне 15-20 мл/100 г/мин (легкая/средней тяжести гипоксия), развивается ишемия, на фоне которой спонтанная и индуцированная электрическая активность нейронов существенно уменьшается, хотя в случае реперфузии и восстановления показателей ОСК выше 50 мл/100 г/мин эти изменения могут быть полностью обратимы. При тяжелой гипоксии, когда ОСК падает ниже 10 мл/100 г/мин, через несколько минут может возникнуть деполяризация клеточных мембран и ишемия, влекущая за собой инфаркт мозга.
Когда происходит артериальный тромбоз или эмболия, ОСК в пораженной мозговой ткани обычно изменяется неоднородно. В центре поражения расположено ядро ишемии с наибольшим снижением ОСК, что вызывает необратимое повреждение клеток и инфаркт, по периферии находится зона ишемической полутени (пенумбра), в которой ОСК снижена умеренно и при реперфузии ишемия может быть обратима. В полутени обычно наблюдается утрата электрической активности нейронов без немедленной аноксической деполяризации, а также потеря ауторегуляции. Если реперфузии не произойдет, полутень будет прогрессировать до инфаркта. Вокруг полутени может также располагаться зона умеренного снижения ОСК (зона олигемии); риск развития инфаркта в этой зоне ниже, чем в ишемической полутени.
Тромболитическую терапию можно считать успешной, если она обеспечивает своевременную реперфузию полутени и зоны олигемии. Оценить размеры полутени и зоны олигемии можно с помощью КТ с динамическим контрастированием и/или перфузионной МРТ.
При перфузионной КТ используют внутривенное болюсное введение йодсодержащего КС; линейная зависимость между концентрацией КС и плотностью позволяет напрямую рассчитывать и количественно определять ОСК, ОМК и СВТК для областей ишемии и инфаркта головного мозга, прежде чем начать тромболитическую терапию.
е) Магнитно-резонансная ангиография. МРТ - высокоэффективный метод исследования нормальных и патологически измененных кровеносных сосудов. Качество их визуализации при МРТ зависит от таких факторов, как тип импульсной последовательности, пульсовое давление и диапазон скоростей кровотока в исследуемых сосудах, а также от размера, формы и ориентации сосудов относительно плоскости изображения. Информацию о морфологии кровеносных сосудов можно получить с помощью импульсной последовательности SE, при которой проходимые сосуды выглядят как зоны выпадения сигнала (изображения с «черной кровью»), или импульсной последовательности GRE, при которой движущиеся ядра атомов водорода (протоны) в крови визуализируются как зоны высокого сигнала (изображения со «светлой кровью»).
Для проведения MP-ангиографии используется импульсная последовательность GRE. Высокий сигнал от движущейся крови в этой последовательности отображает направление и скорость движения ядер атомов водорода, а не показывает напрямую морфологию кровеносных сосудов. Чтобы оптимизировать отображение различных артерий и вен, врач может выбрать нужные параметры. При MP-ангиографии используются два основных метода импульсной последовательности GRE. Один основан на амплитуде сигнала от водорода и называется времяпролетной MP-ангиографией. Другой -на сдвигах фаз движущихся протонов (водорода) в крови по сравнению с неподвижной тканью и называется фазовоконтрастной МР-ангиографией.
При времяпролетной MP-ангиографии импульсная последовательность GRE позволяет отчетливо визуализировать приток крови (высокий сигнал) за счет движущихся протонов (ядра водорода) на фоне относительно низкого сигнала протонов в неподвижной ткани. При фазово-контрастной МР-ангиографии отличить движущиеся и неподвижные протоны позволяет биполярный градиент магнитного поля. Если известна скорость кровотока, можно выбрать необходимую чувствительность импульсной последовательности, чтобы выделить интересующие сосуды. При фазово-контрастной MP-ангиографии можно подобрать режим исследования, позволяющий обнаружить медленный кровоток в венах и участках тяжелого стеноза артерий.
Отдельные изображения в импульсной последовательности GRE можно получить с помощью последовательной техники сканирования, также называемой двумерной (2D) времяпролетной (TOF) или фазово-контрастной МР-ангиографией, либо в полнообъемном режиме, который называется трехмерной (3D) времяпролетной или фазово-контрастной МР-ангиографией. Полученные с помощью любого из этих двух методов изображения затем обрабатывают с помощью компьютерных программ, чтобы получить изображения, приближенные к традиционным артериограммам. В настоящее время доступны два вида компьютерной обработки изображений: метод проекций максимальных интенсивностей (MIP) и метод трехмерной поверхностной реконструкции.
Первый метод используется чаще, он позволяет демонстрировать изображения в любой плоскости наклона на пленке или в виде кинофрагмента. Трехмерная поверхностная реконструкция - другой метод компьютерной обработки MP-ангиограмм, который формирует объемные (3D) изображения, показывая тени от сосудов и перспективу. Изображения формируются способом, подобным таковому при технологии MIP. Как показывает опыт, визуализация трехмерных объектов полезна для получения картины пространственных отношений между сосудами в одной корональной плоскости и позволяет дифференцировать изображения смежных и накладывающихся друг на друга сосудов.
MP-ангиография, как показал опыт, дает хорошие клинические результаты при оценке состояния шейных отделов сонных артерий, внутричерепных артерий и вен, а также синусов ТМО. С ее помощью можно выявить аневризмы, АВМ, окклюзию артерий, тромбоз синусов ТМО и т.д.
ж) Классификация (табл. 1) Врожденные пороки и варианты развития сосудов:
