Bài 3: Giải phẫu Vòng tuần hoàn Willis, các nhánh xuyên sâu và biến thể giải phẫu

🎯 Mục tiêu Bài học (Learning Objectives)

1. Mô tả chính xác cấu trúc hình thái của Vòng tuần hoàn Willis (Circle of Willis – CoW): Liệt kê đầy đủ 7–9 phân đoạn mạch máu cấu thành (ACoA, đoạn A1 ACA hai bên, ICA T-bifurcation, đoạn P1 PCA, PCoA), xác định vị trí giải phẫu trong bể trên yên và bể gian cuống não, đồng thời phân định rõ hai vòng tuần hoàn trước – sau. ^{4Dimmick JE, et al. Normal Variants of the Cerebral Circulation at Multidetector CT AngiographyRadioGraphics (PMID: 18936034)Nhấn để xem trong bảng nguồn}
2. Phân tích sinh lý huyết động của các cấp độ tuần hoàn bàng hệ: Trình bày cơ chế bàng hệ Cấp 1 (Vòng Willis – hoạt động trong vài giây) và Cấp 2 (nối thông màng nhện, động mạch mắt), giải thích hiện tượng dòng chảy đảo chiều qua ACoA/PCoA khi tắc ICA hoặc tắc thân nền, và ý nghĩa trong dự đoán penumbra. ^{3van Seeters T, et al. Completeness of the Circle of Willis and Risk of Ischemic Stroke in Patients with Carotid…Radiology (PMID: 26176652)Nhấn để xem trong bảng nguồn}
3. Xác định chính xác vùng cấp máu của các nhóm nhánh xuyên sâu: Phân biệt phạm vi cấp máu của nhánh xuyên vân – bao trong (lenticulostriate), động mạch quặt ngược Heubner, động mạch mạch mạc trước (AChA) và nhánh xuyên đồi thị, đồng thời nhận diện hội chứng nhồi máu AChA kinh điển và biến thể động mạch Percheron. ^{2Lazzaro MA, et al. The Artery of Percheron: Clinical Presentation, Imaging Spectrum, and Occlusion ManagementAJNR American Journal of Neuroradiology (PMID: 20413685)Nhấn để xem trong bảng nguồn}
4. Nhận diện và phân tích các biến thể giải phẫu thường gặp của Vòng Willis trên CTA/MRA: Thiểu sản hoặc mất đoạn A1, động mạch não trước đơn chiếc (azygos), cửa sổ/nhân đôi ACoA, động mạch não sau gốc thai nhi (fetal PCA bán phần – toàn phần) và các động nối phôi thai tồn tại, kèm hệ quả huyết động của từng biến thể khi xảy ra tắc mạch lớn. ^{1Kloska SP, et al. Anatomical Variants of the Circle of Willis: Assessment with 64-Slice Computed Tomography Ang…Stroke (PMID: 32194850)Nhấn để xem trong bảng nguồn4Dimmick JE, et al. Normal Variants of the Cerebral Circulation at Multidetector CT AngiographyRadioGraphics (PMID: 18936034)Nhấn để xem trong bảng nguồn}
5. Đọc và báo cáo giải phẫu Vòng tuần hoàn Willis chuẩn hóa: Đánh giá đường kính các phân đoạn mạch (A1 2.1–2.8 mm; M1 3.0–4.0 mm; PCoA 1.2–2.0 mm…), áp dụng tiêu chuẩn thiếu sản (< 1.0 mm đối với ACM/PCoA; < 1.5 mm đối với A1/P1) và viết báo cáo CTA/3D TOF-MRA theo cấu trúc, tránh các cạm bẫy chẩn đoán thường gặp.

Tại sao bài này quan trọng?

📌 1. Tổng quan & Vai trò Giải phẫu Lâm sàng (Anatomical Significance)

1.1. Cấu trúc Hình thái Vòng Willis

• Tuần hoàn trước (Anterior circulation):
  • Động mạch thông trước (Anterior Communicating Artery - ACoA): Kết nối hai động mạch não trước.
  • Đoạn A1 Động mạch não trước hai bên (ACA A1 segments): Nối từ đoạn tận ICA đến ACoA.
  • Đoạn tận Động mạch cảnh trong hai bên (ICA T-bifurcation / C1 segment): Nơi ICA chia nhánh thành ACA và MCA.
• Tuần hoàn sau (Posterior circulation):
  • Đoạn P1 Động mạch vỏ não sau hai bên (PCA P1 segments / Pre-communicating segments): Nối từ đoạn tận động mạch thân nền đến điểm xuất phát của PCoA.
  • Động mạch thông sau hai bên (Posterior Communicating Arteries - PCoAs): Kết nối đoạn tận ICA (hoặc MCA) với đoạn P1-P2 PCA.

1.2. Sinh lý Huyết động & Các Cấp độ Tuần hoàn Bàng hệ

1. Tuần hoàn Bàng hệ Cấp 1 (Primary Collateral Pathway - Vòng Willis):
   • Cơ chế: Hoạt động ngay lập tức (vòng tính bằng giây) nhờ sự chênh lệch áp lực thủy tĩnh giữa hai bán cầu hoặc giữa tuần hoàn trước - sau.
   • Dòng chảy đảo chiều: Ví dụ, khi tắc ICA bên trái, dòng máu từ ICA bên phải sẽ đi qua ACA A1 phải ➔ ACoA ➔ đảo chiều dòng chảy tại ACA A1 trái để cấp máu cho cả ACA trái và MCA trái. Tương tự, nếu tắc động mạch thân nền, dòng máu từ ICA hai bên sẽ đi qua PCoA tái tưới máu cho PCA và thân nền. Cao điểm này thể hiện vai trò sống còn của mức độ hoàn chỉnh Vòng Willis đối với nguy cơ nhồi máu não khi hẹp/ít mạch cảnh nặng. ^{3van Seeters T, et al. Completeness of the Circle of Willis and Risk of Ischemic Stroke in Patients with Carotid…Radiology (PMID: 26176652)Nhấn để xem trong bảng nguồn}
2. Tuần hoàn Bàng hệ Cấp 2 (Secondary Collateral Pathway - Nối thông Màng nhện & Động mạch Mắt):
   • Nối thông màng nhện (Pial / Leptomeningeal Anastomoses): Các nhánh vỏ ngoài cùng của ACA, MCA, và PCA nối thông với nhau trên bề mặt vỏ não. Tuy nhiên, khả năng bù trừ này phụ thuộc nhiều vào thể trạng vi mạch và huyết áp toàn thân.
   • Động mạch mắt (Ophthalmic Collateral): Khi tắc ICA đoạn cổ, dòng máu từ Động mạch cảnh ngoài (ECA) ➔ Động mạch mặt/thái dương nông ➔ Động mạch mắt ➔ Động mạch cảnh trong đoạn xoang hang (ICA C4/C5).

⚙️ 2. Mốc Giải phẫu Chuẩn & Kích thước Sinh lý (Normal Landmarks & Measurements)

2.1. Chỉ số Kích thước Đường kính Sinh lý Bình thường

[!IMPORTANT] Định nghĩa Thiểu sản (Hypoplasia) & Không có (Aplasia / Hypoplasia Criteria): Một phân đoạn mạch thuộc Vòng Willis được xếp loại là Thiểu sản (Hypoplastic) khi đường kính lòng mạch nhỏ hơn 1.0 mm đối với ACoA và PCoA, hoặc nhỏ hơn 1.5 mm đối với A1 ACA và P1 PCA. Được coi là Không có / Tịt bẩm sinh (Aplastic / Absent) khi hoàn toàn không quan sát thấy tín hiệu dòng chảy trên CTA / MRA phân giải cao.

CTA đầu người bình thường – Vòng tuần hoàn Willis | Normal CTA headCase Lâm Sàng

🩺 3. Các Nhánh Xuyên Sâu & Phân Vùng Cấp Máu Cốt Lõi (Deep Perforating Vessels & Ischemic Territories)

Hình 1: Chuỗi xung MRI (Axial (FLAIR)) bộc lộ hình ảnh thalamic high FLAIR signal.

3.1. Nhóm Nhánh Xuyên Vân - Bao Trong (Lenticulostriate Arteries - LSAs)

• Nguồn gốc giải phẫu: Gồm từ 2 đến 12 nhánh nhỏ xuất phát chủ yếu từ mặt trên - sau của đoạn M1 Động mạch não giữa (MCA) (nhóm xuyên bên - lateral LSAs) và một phần nhỏ từ đoạn A1 ACA (nhóm xuyên giữa - medial LSAs).
• Phân vùng cấp máu:
  • Nhân bèo (Putamen) và Cầu nhạt (Globus pallidus).
  • Thân và một phần đầu Nhân đuôi (Caudate body & head).
  • Chi trước và phần trên Chi sau Bao trong (Anterior limb & superior posterior limb of Internal Capsule).
• Ý nghĩa lâm sàng:
  • Đây là vùng tổn thương nhồi máu ổ khuyết phổ biến nhất (Lacunar Stroke chiếm 20% tổng số đột quỵ).
  • Nhóm mạch này chịu áp lực thủy tĩnh cao trực tiếp từ ICA, là vòi phát sinh kinh điển của Xuất huyết nhu mô não do tăng huyết áp (Hypertensive Intracerebral Hemorrhage) làm đứt vỡ các vi túi phình Charcot-Bouchard.

3.2. Động mạch Quặt ngược Heubner (Recurrent Artery of Heubner - RAH)

• Nguồn gốc giải phẫu: Xuất phát từ đoạn A2 sớm (ngay sau ACoA) hoặc vị trí nối A1-ACoA (chiếm 85%), chạy ngược chiều với A1 về phía góc ngoài để chui vào khoang thủng trước (anterior perforated substance).
• Phân vùng cấp máu:
  • Phần dưới trước của Đầu nhân đuôi (Anterior inferior caudate head).
  • Chi trước bao trong phần dưới (Inferior anterior limb of internal capsule).
  • Vùng vỏ não trán - ổ mắt lân cận và Vùng dưới đồi trước (Anterior hypothalamus).
• Biểu hiện nhồi máu: Yếu chi dưới đối bên kèm theo thất ngôn dạng vận động (Motor dysphasia) (nếu tổn thương bên bán cầu ưu thế), yếu cơ mặt - lưỡi và biến đổi nhận thức / hành vi trán.

3.3. Động mạch Mạch mạc Trước (Anterior Choroidal Artery - AChA)

• Nguồn gốc giải phẫu: Xuất phát từ mặt sau của Động mạch cảnh trong (ICA đoạn C7/T-bifurcation), ngay trên điểm xuất phát của PCoA.
• Phân vùng cấp máu:
  • Chi sau bao trong (Posterior Limb of Internal Capsule - PLIC): Chứa bó tháp (corticospinal tract).
  • Dải thị giác (Optic tract) và Thể gối ngoài (Lateral geniculate body).
  • Đám rối mạch mạc não thất bên (Choroid plexus of lateral ventricle).
  • Phần trong Thùy thái dương (Uncus & Hippocampus).
• Hội chứng Nhồi máu AChA Kinh điển (AChA Infarction Triad):
  1. Liệt nửa người đối bên (Contralateral hemiplegia): Do tổn thương bó tháp ở chi sau bao trong.
  2. Mất cảm giác nửa người đối bên (Contralateral hemianesthesia): Do tổn thương dải đồi thị - vỏ não.
  3. Bán manh đồng danh đối bên (Contralateral homonymous hemianopia): Do tổn thương dải thị giác / thể gối ngoài.

3.4. Các Nhánh Xuyên Đồi Thị & Động mạch Percheron (Artery of Percheron - AOP)

1. Động mạch Xuyên đồi thị trước (Tuberothalamic / Premamillary arteries): Xuất phát từ PCoA.
2. Động mạch Xuyên đồi thị giữa / Cạnh đường giữa (Paramedian / Thalamoperforating arteries): Xuất phát từ đoạn P1 PCA.
3. Động mạch Xuyên đồi thị sau (Thalamogeniculate arteries): Xuất phát từ đoạn P2 PCA.
4. Động mạch Mạch mạc sau (Posterior Choroidal Arteries - PChA): Xuất phát từ đoạn P2 PCA.

[!CAUTION] Động mạch Percheron (Artery of Percheron - AOP): Ở khoảng 4% – 11% dân số, thay vì các nhánh xuyên cạnh đường giữa xuất phát riêng rẽ từ P1 PCA hai bên, một thân động mạch độc nhất (solitary arterial trunk) xuất phát từ một bên P1 PCA duy nhất để cấp máu cho CẢ HAI ĐỒI THỊ (Bilateral paramedian thalami) và một phần trung não trước.

Hình ảnh Nhồi máu AOP đặc trưng:

• Tổn thương đối xứng hai bên đồi thị (Bilateral paramedian thalamic infarction) dạng "V-sign" tại trung não.
• Triệu chứng lâm sàng nặng nề đột ngột: Hôn mê (Coma), biến đổi ý thức nghiêm trọng, liệt vận nhãn hướng lên (Vertical gaze palsy) và rối loạn trí nhớ cấp. Dễ bị chẩn đoán nhầm với viêm não hoặc bệnh lý chuyển hóa nếu không chụp MRI DWI/FLAIR cấp cứu. ^{2Lazzaro MA, et al. The Artery of Percheron: Clinical Presentation, Imaging Spectrum, and Occlusion ManagementAJNR American Journal of Neuroradiology (PMID: 20413685)Nhấn để xem trong bảng nguồn}

⚠️ 4. Biến thể Giải phẫu Vòng Willis & Cạm bẫy Chẩn đoán (Anatomical Variants & Pitfalls)

4.1. Các Biến thể Tuần hoàn Trước (Anterior Circulation Variants)

A. Thiểu sản / Không có đoạn A1 ACA (Hypoplastic / Aplastic A1 Segment)

• Đặc điểm: Đoạn A1 của một bên ACA bị nhỏ (< 1.5 mm) hoặc hoàn toàn không phát triển. Cả hai động mạch não trước đoạn A2 đều được cấp máu từ đoạn A1 bên đối diện thông qua động mạch ACoA mở rộng.
• Ý nghĩa lâm sàng: Đây là biến thể rất phổ biến (~10%). Tuy nhiên, vùng ACoA phải chịu gánh nặng áp lực thủy tĩnh tăng gấp đôi, làm tăng tỷ lệ xuất hiện Túi phình Động mạch Thông trước (ACoA Aneurysm) gấp 3 – 5 lần so với bình thường.

B. Động mạch Não trước Đơn chiếc / Bất cặp (Azygos Anterior Cerebral Artery)

• Đặc điểm: Hai đoạn A1 ACA hợp lại tạo thành một thân chung duy nhất (single unpaired A2 trunk) cấp máu cho cả hai bán cầu não vùng trán - đỉnh giữa.
• Ý nghĩa lâm sàng: Tắc thân azygos ACA duy nhất này sẽ gây nhồi máu não hai bên thùy trán (bilateral frontal lobe infarction), dẫn đến liệt hai chân đột ngột và mất ngôn ngữ nghiêm trọng.

C. Cửa sổ Mạch / Nhân đôi ACoA (ACoA Fenestration / Duplication)

• Đặc điểm: ACoA bị chia làm hai nhánh tạo hình cửa sổ (fenestration) hoặc tồn tại hai mạch song song. Là vị trí điểm yếu cấu trúc thành mạch dễ hình thành túi phình.

4.2. Các Biến thể Tuần hoàn Sau (Posterior Circulation Variants)

A. Động mạch Não sau Gốc Thai nhi (Fetal Origin of Posterior Cerebral Artery - Fetal PCA)

• Fetal PCA Bán phần (Partial Fetal PCA): Đường kính PCoA bằng hoặc lớn hơn đoạn P1 PCA. PCA nhận máu từ cả ICA (qua PCoA) và Basilar (qua P1).
• Fetal PCA Toàn phần (Full / Complete Fetal PCA): Đoạn P1 PCA hoàn toàn không phát triển (aplasia) hoặc thiểu sản nặng. Động mạch não sau (PCA) xuất phát trực tiếp và phụ thuộc 100% vào Động mạch Cảnh trong (ICA) qua PCoA.

Hình 2: Chuỗi xung MRI (Axial (FLAIR)) bộc lộ hình ảnh midbrain high FLAIR signal.

[!WARNING] Hệ lụy Lâm sàng Cực kỳ Quan trọng của Fetal PCA: Trong trường hợp bệnh nhân có Fetal PCA Toàn phần, tuần hoàn sau (PCA) bị ngắt kết nối hoàn toàn khỏi hệ thống Thân nền. Nếu xảy ra tắc nghẽn Động mạch cảnh trong (ICA) đoạn cổ, bệnh nhân không chỉ bị nhồi máu diện rộng thùy trán - thái dương (territory MCA + ACA) mà còn bị nhồi máu hoàn toàn thùy chẩm đối bên (territory PCA), gây mất thị giác toàn bộ và tiêu tốn tối đa diện tích não bộ!

B. Động mạch Nối Tồn tại Thời Phôi thai (Persistent Embryonic Carotid-Vertebrobasilar Anastomoses)

1. Động mạch Tam thoa Tồn tại (Persistent Trigeminal Artery - PTA):
   • Phổ biến nhất (chiếm 85% các đường nối tồn tại), tần suất 0.1% – 0.6%.
   • Nối từ ICA đoạn xoang hang (C4) đi qua xương bướm đến thẳng động mạch thân nền.
   • Dấu hiệu hình ảnh: Dấu hiệu "Tau sign" (chữ Tau Hy Lạp) kinh điển trên hình ảnh MRA/CTA lát cắt dọc (Sagittal).
2. Động mạch Tai tồn tại (Persistent Otic / Acoustic Artery): Rất hiếm, nối từ ICA đoạn đá đến thân nền qua ống tai trong.
3. Động mạch Dưới lưỡi tồn tại (Persistent Hypoglossal Artery - PHA): Nối từ ICA đoạn C1-C2 qua ống thần kinh dưới lưỡi (hypoglossal canal) đến động mạch đốt sống.
4. Động mạch Gian đốt sống tồn tại (Persistent Proatlantal Intersegmental Artery): Nối từ ECA hoặc ICA đến động mạch đốt sống tại C1/C2.

📝 5. Báo cáo Giải phẫu Mẫu chuẩn (Structured Anatomy Reporting Template)

BÁO CÁO CẮT LỚP VI TÍNH MẠCH MÁU NÃO (CTA) / CỘNG HƯỞNG TỪ MẠCH MÁU (3D TOF-MRA)

CHỈ ĐỊNH: Đánh giá giải phẫu Vòng Willis, biến thể mạch máu và khảo sát hệ thống nhánh xuyên nội sọ ở bệnh nhân nghi ngờ đột quỵ cấp / túi phình mạch não.

KĨ THUẬT: Chụp CTA 128 dãy cắt ngang từ C1 đến đỉnh vòm sọ, tái tạo 3D MIP/VRT độ phân giải 0.625 mm (hoặc chuỗi xung 3D TOF-MRA 3.0T không tiêm thuốc đối quang từ).

MÔ TẢ KẾT QUẢ:

• Tuần hoàn Trước:
  • Động mạch cảnh trong (ICA) hai bên ngấm thuốc/tín hiệu liên tục, đường kính đoạn T-bifurcation phải 4.1 mm, trái 4.0 mm. Không thấy hẹp hay túi phình.
  • Đoạn A1 Động mạch não trước (ACA) hai bên phát triển cân đối, đường kính 2.4 mm.
  • Động mạch thông trước (ACoA) thông thoáng, đường kính 1.8 mm, chiều dài 2.2 mm. Không thấy hình ảnh túi phình hay cửa sổ mạch.
  • Đoạn M1 Động mạch não giữa (MCA) hai bên ngấm thuốc đều, không thấy huyết khối hay tắc nghẽn. Nhóm nhánh xuyên vân - bao trong (LSA) hiển thị rõ nét trên lát cắt mỏng.
• Tuần hoàn Sau & Đường nối:
  • Động mạch thân nền (Basilar Artery) đường kính đỉnh 3.5 mm, tín hiệu dòng chảy tốt.
  • Đoạn P1 Động mạch não sau (PCA) hai bên bắt thuốc bình thường, đường kính 2.2 mm.
  • Động mạch thông sau (PCoA): PCoA bên trái đường kính 1.5 mm sinh lý. PCoA bên phải thiểu sản nhẹ (đường kính 0.8 mm).
  • KHÔNG ghi nhận biến thể Fetal PCA toàn phần, không thấy động mạch Percheron hay các đường nối tồn tại phôi thai (PTA).
• Nhu mô & Nhánh xuyên: Không thấy tổn thương nhồi máu ổ khuyết cấp tính tại vùng nhân bèo, bao trong hai bên và đồi thị.

KẾT LUẬN:

• Vòng tuần hoàn Willis cơ bản hoàn thiện, huyết động cân đối hai bên.
• Biến thể thiểu sản nhẹ PCoA bên phải (sinh lý bình thường). Chưa phát hiện tắc mạch lớn, hẹp nặng hay túi phình mạch máu nội sọ.

🩻 6. Minh họa Ca lâm sàng DICOM Tương tác

CASEREF_ID_1 CASEREF_ID_2