StudyMed医師国家試験

輪をつくる血管、輪から出る血管―Willis動脈輪を「流れ」で描き直す

第105回医師国家試験 G問題 第36問

国試問題にチャレンジ

第105回 G問題 第36問

Willis動脈輪を構成するのはどれか。3つ選べ。

  1. a.内頸動脈
  2. b.前大脳動脈
  3. c.中大脳動脈
  4. d.後大脳動脈
  5. e.椎骨動脈

対話形式の解説

ドクタードクター
今回は脳底部の動脈吻合、Willis動脈輪の構成を問う解剖の問題だ。丸暗記で臨むと迷いやすいけれど、「輪に流れ込む血管」「輪そのもの」「輪から出ていく血管」の3つに分けて考えると、すっきり整理できるよ。まず、脳に血液を送る系統はいくつあるかな。
医学生医学生
内頸動脈系と椎骨脳底動脈系の2系統です。解剖学の講義で、前方循環と後方循環と習いました。
ドクタードクター
その通り。Willis動脈輪は、この前方と後方、さらに左右の循環をつなぐ輪状の吻合なんだ。位置としては視交叉や下垂体茎、乳頭体を取り囲むように脳底部にある。では、前から順に構成血管を挙げられるかな。
医学生医学生
前交通動脈、前大脳動脈、内頸動脈、後交通動脈、後大脳動脈……あと中大脳動脈も入っていた気がします。
ドクタードクター
途中までは完璧だけど、最後でつまずく人が多いところだね。血流の順にたどってみよう。内頸動脈は頭蓋内に入ると、後交通動脈を出したあと前大脳動脈と中大脳動脈に分かれる。左右の前大脳動脈は正中に向かい、前交通動脈で結ばれて輪の前半部をつくる。だから内頸動脈の終末部と、前大脳動脈のうち前交通動脈までの近位部は輪の一部なんだ。
医学生医学生
中大脳動脈は内頸動脈から分かれるのに、なぜ入らないんですか。
ドクタードクター
中大脳動脈は内頸動脈のほぼ直接の延長で、外側溝のほうへ外向きに走っていく。どの血管とも輪状に吻合せず、輪から離れていく枝なんだ。地図でいえば、環状線から郊外へ伸びる放射道路のイメージだね。
医学生医学生
なるほど、輪に「つながっている」ことと輪を「構成する」ことは別なんですね。
ドクタードクター
そういうこと。次は後ろ半分。左右の椎骨動脈は延髄の前面を上って橋の下縁あたりで合流し、脳底動脈になる。脳底動脈は先端で左右の後大脳動脈に分かれ、後大脳動脈は後交通動脈を介して内頸動脈とつながる。これで輪が閉じるわけだ。
医学生医学生
ということは、椎骨動脈は輪に血液を送り込む上流の血管で、輪そのものではない。正解は内頸動脈、前大脳動脈、後大脳動脈の3つですね。
ドクタードクター
正解。後大脳動脈も、脳底動脈の分岐部から後交通動脈との合流部までの近位部が輪をつくる。ちなみに椎骨動脈は後下小脳動脈を出していて、その領域の梗塞はWallenberg症候群の原因になる。輪の外の血管も臨床的にはとても大事だよ。
医学生医学生
CBTの勉強でWallenberg症候群は頻出でした。椎骨動脈とセットで覚えておきます。
ドクタードクター
では臨床的意義に進もう。この輪の一番の役割は側副血行路だ。一側の内頸動脈がゆっくり狭窄・閉塞しても、前交通動脈を介して対側から、後交通動脈を介して椎骨脳底動脈系から血液が回り込み、脳梗塞を免れることがある。ただし、輪が教科書通りに完全に揃っている人は半数以下とされ、一部が細かったり欠けていたりする変異はよくあるんだ。
医学生医学生
だから同じように内頸動脈が詰まっても、症状が出る人と出ない人がいるんですね。
ドクタードクター
その理解でいい。もう一つ重要なのが脳動脈瘤の好発部位であること。嚢状動脈瘤の大部分は動脈輪とその近傍の分岐部にでき、代表は前交通動脈、内頸動脈と後交通動脈の分岐部、中大脳動脈の分岐部だ。破裂すればくも膜下出血になる。
医学生医学生
脳神経外科の実習で、瞳孔散大を伴う動眼神経麻痺を見たら内頸動脈-後交通動脈分岐部の動脈瘤を疑え、と言われました。
ドクタードクター
まさにその通り。動眼神経はこの分岐部のすぐ近くを走っていて、外側を走る副交感線維が先に圧迫されやすいから、瞳孔散大が目立つんだ。痛みを伴う急な動眼神経麻痺は破裂の前触れのこともあるから、緊急で評価が必要だよ。あわせて、両側の内頸動脈終末部から前・中大脳動脈近位部が進行性に狭窄し、脳底部に異常血管網ができるもやもや病も、この領域の疾患として押さえておこう。
医学生医学生
最後に灌流域も確認させてください。前大脳動脈は下肢優位、中大脳動脈は顔面・上肢優位の麻痺と失語、後大脳動脈は同名半盲、でしたよね。
ドクタードクター
よく整理できているね。後大脳動脈の梗塞では黄斑回避を伴うことが多い点も添えておこう。輪の構成と各動脈の灌流域を一枚の図として頭に描けるようになれば、画像を見たときにどの血管の問題かがすぐに結びつくはずだ。

まとめ

Willis動脈輪は脳底部で前方循環(内頸動脈系)と後方循環(椎骨脳底動脈系)、さらに左右の循環をつなぐ輪状の吻合で、前交通動脈、左右の前大脳動脈近位部、内頸動脈終末部、後交通動脈、後大脳動脈近位部から構成されます。中大脳動脈は輪から外側へ出ていく枝、椎骨動脈は輪へ流入する上流の血管であり、通常は構成血管に含めません。動脈輪は内頸動脈閉塞時の側副血行路として働きますが、完全な形を持つ人は半数以下とされ、変異が多いことも知っておく必要があります。また嚢状脳動脈瘤は前交通動脈や内頸動脈-後交通動脈分岐部などの分岐部に好発し、後者では瞳孔散大を伴う動眼神経麻痺が手がかりとなります。血流の順に輪を描いて理解することは、脳梗塞・くも膜下出血の病態や画像診断を読み解く基盤になります。

解答・解説

正解はa, b, dです

Willis動脈輪(大脳動脈輪)は、脳底部(視交叉・下垂体茎・乳頭体を取り囲む位置)にある輪状の動脈吻合である。脳へ血液を送る2系統、すなわち前方循環(内頸動脈系)と後方循環(椎骨脳底動脈系)、および左右の循環を互いにつなぐ役割をもつ。

構成血管(前から順に)

・前交通動脈(1本) ・左右の前大脳動脈(前交通動脈より近位の部分、A1部) ・左右の内頸動脈(終末部) ・左右の後交通動脈 ・左右の後大脳動脈(後交通動脈との合流部より近位の部分、P1部) 血液の流れで整理すると、内頸動脈は頭蓋内で前大脳動脈と中大脳動脈に分かれ、左右の前大脳動脈が前交通動脈で連結されて輪の前半部をつくる。一方、左右の椎骨動脈が合流して脳底動脈となり、その先端で左右の後大脳動脈に分かれる。後大脳動脈は後交通動脈を介して内頸動脈とつながり、輪の後半部をつくる。 したがって、輪そのものを形づくる血管は内頸動脈、前大脳動脈、後大脳動脈であり、中大脳動脈は輪から外側へ出ていく枝、椎骨動脈は輪へ流入する上流の血管という位置づけになる。

選択肢考察

  1. ○a.  内頸動脈

    内頸動脈は総頸動脈から分岐し、頸動脈管・海綿静脈洞を経て頭蓋内に入る。その終末部(後交通動脈を分岐してから前大脳動脈と中大脳動脈に分かれるまでの部分)がWillis動脈輪の外側の一辺を構成する。前方循環の本幹であり、後交通動脈を介して後方循環と連絡する。Willis動脈輪を構成するため正しい。

  2. ○b.  前大脳動脈

    前大脳動脈は内頸動脈から分岐して正中へ向かい、左右が前交通動脈で結ばれる。内頸動脈分岐部から前交通動脈までの近位部(A1部)がWillis動脈輪の前部を構成する。前交通動脈より遠位では大脳縦裂内を上行し、前頭葉・頭頂葉の内側面(下肢の運動野・感覚野を含む)を灌流する。Willis動脈輪を構成するため正しい。

  3. ×c.  中大脳動脈

    中大脳動脈は内頸動脈から前大脳動脈を分けた後の、内頸動脈の直接の延長にあたる太い枝で、外側溝(Sylvius裂)へ向かって外側に走り、大脳半球外側面の広い範囲(顔面・上肢の運動野・感覚野、優位半球の言語野など)を灌流する。輪から外側へ離れていく血管であり、ほかの血管と輪状に吻合しないため、通常はWillis動脈輪の構成に含めない。誤り。なお、穿通枝であるレンズ核線条体動脈は高血圧性脳出血(被殻出血)の好発血管である。

  4. ○d.  後大脳動脈

    後大脳動脈は脳底動脈の先端から左右に分岐し、後交通動脈を介して内頸動脈と連絡する。脳底動脈分岐部から後交通動脈との合流部までの近位部(P1部)がWillis動脈輪の後部を構成する。遠位では後頭葉(視覚野)、側頭葉内側下面、視床などを灌流する。なお、後大脳動脈が主に内頸動脈から後交通動脈を経て血流を受ける変異(胎児型後大脳動脈)もみられる。Willis動脈輪を構成するため正しい。

  5. ×e.  椎骨動脈

    椎骨動脈は鎖骨下動脈の第1枝で、第6頸椎から上位頸椎の横突孔を上行し、大後頭孔から頭蓋内に入る。延髄の前面を上行して橋の下縁付近で左右が合流し、脳底動脈となる。途中で後下小脳動脈(PICA)や前脊髄動脈を出し、延髄外側や小脳下面を灌流する(PICA領域の梗塞はWallenberg症候群〈延髄外側症候群〉の原因となる)。Willis動脈輪へ血液を送り込む上流の血管ではあるが、輪そのものは構成しないため誤り。

Willis動脈輪の臨床的意義

・側副血行路:一側の内頸動脈が徐々に狭窄・閉塞しても、前交通動脈を介した対側からの血流や、後交通動脈を介した椎骨脳底動脈系からの血流により、脳梗塞を免れることがある。ただし動脈輪が完全な形で揃っている人は半数以下とされ、一部が低形成・欠損している変異が多い。 ・脳動脈瘤の好発部位:嚢状脳動脈瘤の大部分は動脈輪とその近傍の血管分岐部に生じる。代表的な部位は前交通動脈、内頸動脈-後交通動脈分岐部、中大脳動脈分岐部であり、破裂するとくも膜下出血をきたす。 ・内頸動脈-後交通動脈分岐部の動脈瘤は、すぐ近くを走る動眼神経を圧迫し、瞳孔散大を伴う動眼神経麻痺を起こすことがある。 ・もやもや病:両側の内頸動脈終末部から前・中大脳動脈近位部が進行性に狭窄・閉塞し、脳底部に異常血管網(もやもや血管)が発達する疾患である。

脳の主な動脈と灌流域

・前大脳動脈:大脳半球内側面(前頭葉・頭頂葉)。閉塞で対側下肢優位の運動・感覚障害。 ・中大脳動脈:大脳半球外側面。閉塞で対側の顔面・上肢優位の片麻痺、感覚障害、優位半球なら失語。 ・後大脳動脈:後頭葉、側頭葉内側下面、視床。閉塞で対側の同名半盲(黄斑回避を伴うことが多い)。 ・椎骨脳底動脈系:脳幹、小脳、後大脳動脈領域。

POINT

・Willis動脈輪の構成:前交通動脈、左右の前大脳動脈(A1)、左右の内頸動脈、左右の後交通動脈、左右の後大脳動脈(P1)。 ・中大脳動脈と椎骨動脈・脳底動脈は通常含めない(中大脳動脈は輪から出る枝、椎骨動脈は輪へ流入する血管)。 ・脳動脈瘤は動脈輪の分岐部(前交通動脈、内頸動脈-後交通動脈分岐部、中大脳動脈分岐部)に好発する。

※問題・正答は厚生労働省の公開資料をもとに掲載しています。