腦血管壁較薄，中膜和外膜均較相同管徑的顱外動(dòng)脈壁薄。頸內(nèi)動(dòng)脈和椎動(dòng)脈經(jīng)顱底入顱，在腦底首先形成動(dòng)脈環(huán)（Willis環(huán)），由動(dòng)脈環(huán)發(fā)出分支入腦，都由顱底向腦室方向輻射分布。供應(yīng)大腦皮質(zhì)的動(dòng)脈環(huán)在皮質(zhì)表面反復(fù)分支形成軟膜小動(dòng)脈叢，再由該叢發(fā)出皮質(zhì)和髓質(zhì)動(dòng)脈深入腦實(shí)質(zhì)。供應(yīng)腦深部的穿動(dòng)脈（中央支）從腦底的前穿質(zhì)和腳尖窩自下而上傳入腦內(nèi)、穿動(dòng)脈之間，雖然存在豐富的血管吻合，但吻合支細(xì)小，對(duì)腦血流的調(diào)節(jié)和代償能力較弱。腦灰質(zhì)的毛細(xì)血管密度比白質(zhì)豐富。腦組織的血流量分布不一，灰質(zhì)（腦細(xì)胞集中的部位）的血流量高于白質(zhì)（神經(jīng)纖維集中的部位），大腦皮質(zhì)的血液供應(yīng)最豐富，該部位缺血易發(fā)生出血性腦梗死，白質(zhì)的缺血易出現(xiàn)缺血性腦梗死。不同部位的腦組織對(duì)缺血、缺氧性損害的敏感性不同，皮質(zhì)、海馬神經(jīng)元對(duì)缺血、缺氧性損害敏感，所以在不同部位可出現(xiàn)程度不同的病理損害。

一、腦的血液循環(huán)

腦組織幾乎沒有能源儲(chǔ)備，需要血液循環(huán)連續(xù)不斷地供應(yīng)氧和葡萄糖，一旦腦的血供受到障礙，其后果是嚴(yán)重的。

（一）腦的血液供應(yīng)

腦的血液供應(yīng)來自頸內(nèi)動(dòng)脈系統(tǒng)和椎－基底動(dòng)脈系統(tǒng)，腦動(dòng)脈在腦實(shí)質(zhì)中反復(fù)分支直至毛細(xì)血管，然后逐漸匯集成靜脈。腦的深、淺靜脈先回流至硬腦膜竇，再經(jīng)頸內(nèi)靜脈等回心。以頂枕溝為界，頸內(nèi)動(dòng)脈系通過頸內(nèi)動(dòng)脈、大腦前動(dòng)脈和大腦中動(dòng)脈系統(tǒng)供應(yīng)大腦半球前3／5和部分間腦的血液，椎－基底動(dòng)脈系系統(tǒng)供應(yīng)大腦半球后2／5（枕葉和顳葉的底部）以及部分間腦、腦干和小腦的血液。無論頸內(nèi)動(dòng)脈或椎－基底動(dòng)脈都位于腦的腹側(cè)面，因此，腦的動(dòng)脈分支都由腹側(cè)面發(fā)出，然后繞行到腦的背側(cè)面，沿途發(fā)出分支供應(yīng)腦的各個(gè)結(jié)構(gòu)。

（二）豐富的側(cè)支循環(huán)

1．顱外動(dòng)脈的側(cè)支循環(huán)　頸內(nèi)動(dòng)脈的眼動(dòng)脈與頸外動(dòng)脈的面動(dòng)脈、顳淺動(dòng)脈等分支的吻合；頸外動(dòng)脈的腦膜中動(dòng)脈與大腦前、中、后動(dòng)脈的軟腦膜動(dòng)脈間的吻合；頸外動(dòng)脈和椎動(dòng)脈之間的吻合通過枕動(dòng)脈；一側(cè)或兩側(cè)頸外動(dòng)脈之間的分支進(jìn)行廣泛的吻合，當(dāng)一側(cè)頸總動(dòng)脈閉塞時(shí)，血流可經(jīng)這些吻合支由健側(cè)流入患側(cè)頸外動(dòng)脈再由頸外動(dòng)脈的側(cè)支循環(huán)流入頸內(nèi)動(dòng)脈，保證病變側(cè)腦部的血供，在腦血供發(fā)生障礙時(shí)亦起到一定的調(diào)節(jié)作用。

2．顱內(nèi)動(dòng)脈的側(cè)支循環(huán)

（1）頸內(nèi)動(dòng)脈與基底動(dòng)脈的分支在腦底形成吻合，稱為腦底動(dòng)脈環(huán)（Willis環(huán)），即兩側(cè)大腦前動(dòng)脈之間由前交通動(dòng)脈互相結(jié)合，兩側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈和兩側(cè)大腦后動(dòng)脈之間由后交通動(dòng)脈相互連接。腦底動(dòng)脈環(huán)的存在，對(duì)腦血液供應(yīng)的調(diào)節(jié)與代償起重要的作用，為兩側(cè)大腦動(dòng)脈之間和頸內(nèi)動(dòng)脈系統(tǒng)與椎－基底動(dòng)脈系統(tǒng)之間建立了側(cè)支循環(huán)，可代償頸部一支或多支動(dòng)脈發(fā)生狹窄或閉塞時(shí)的血液供應(yīng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)人約有48%的大腦動(dòng)脈環(huán)發(fā)育不全或異常，較常見的有：一側(cè)后交通動(dòng)脈管徑＜1mm的約占27%；大腦后動(dòng)脈起源于頸內(nèi)動(dòng)脈的約占14%；前交通動(dòng)脈管徑＜1mm或缺如；兩側(cè)大腦前動(dòng)脈起自一側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈。不正常的動(dòng)脈環(huán)易出現(xiàn)動(dòng)脈瘤，前交通動(dòng)脈和大腦前動(dòng)脈的連接處是動(dòng)脈瘤的好發(fā)部位。

（2）各軟腦膜動(dòng)脈的吻合：大腦前、中、后動(dòng)脈的軟腦膜分支在大腦半球表面之間形成吻合，組成豐富的側(cè)支循環(huán)，若一側(cè)大腦動(dòng)脈的分支發(fā)生閉塞時(shí)，在某種程度上可起到一定的代償作用。

（3）供應(yīng)大腦半球的動(dòng)脈可分為皮質(zhì)支（或旋支）與中央支：皮質(zhì)支進(jìn)入軟腦膜后先吻合成網(wǎng)，然后從吻合網(wǎng)上發(fā)出細(xì)小分支，以垂直方向進(jìn)入皮質(zhì)，供應(yīng)大腦半球皮質(zhì)及皮質(zhì)下白質(zhì)與腦干的外側(cè)；中央支起自動(dòng)脈主干的近側(cè)端，它們幾乎垂直穿入腦實(shí)質(zhì)供應(yīng)基底核、丘腦、內(nèi)囊、外囊等。過去一般認(rèn)為皮質(zhì)與中央支穿入腦實(shí)質(zhì)后是不吻合的終動(dòng)脈。而現(xiàn)在許多實(shí)驗(yàn)證實(shí)，存在毛細(xì)血管前的吻合，但吻合支細(xì)小，當(dāng)一個(gè)主要血管阻塞或腦缺血時(shí)，這種吻合很難完成有效地側(cè)支循環(huán)以維持足夠量的血液循環(huán)，因而產(chǎn)生該動(dòng)脈分布區(qū)的一個(gè)缺血軟化灶。

腦部動(dòng)脈通過幾組吻合支建立豐富的側(cè)支循環(huán)，其中Willis環(huán)最為重要。與其他器官的血管系統(tǒng)相比，腦血管系統(tǒng)具有兩個(gè)顯著的特點(diǎn)，一方面通過長(zhǎng)期的進(jìn)化，形成了十分有效的血液供應(yīng)和代償保障機(jī)制，當(dāng)一側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈系統(tǒng)或大腦中動(dòng)脈完全閉塞時(shí)可以全無癥狀；另一方面，由于存在腦血管病的先天變異或發(fā)育不良，側(cè)支循環(huán)開放的可能性和有效程度因人而異。側(cè)支循環(huán)開放的有效性決定于主血管閉塞的速度，從狹窄發(fā)展至閉塞越慢，側(cè)支循環(huán)代償功能越完全，甚至完全代償而無任何臨床癥狀。在不同的患者中，同一支動(dòng)脈閉塞可以引起不同的癥狀，因此，僅憑借臨床表現(xiàn)來判斷病變的血管是很困難的。

二、腦血流量

腦是人體最重要的器官，雖然質(zhì)量?jī)H占體重的2%～3%，但正常成年人全腦血流量為800～1000ml／min，占每分心排血量的20%，葡萄糖和氧耗量占全身供給量的20%～25%。腦組織耗氧量多，幾乎無葡萄糖和氧的儲(chǔ)備，這就導(dǎo)致了腦對(duì)缺血缺氧耐受能力差。當(dāng)腦血供中斷導(dǎo)致腦缺氧時(shí)，6s內(nèi)神經(jīng)元代謝受影響，2min內(nèi)腦電活動(dòng)停止，5min后腦組織出現(xiàn)不可逆性的損傷。因此足夠的腦血流供應(yīng)對(duì)保持正常的腦部功能和結(jié)構(gòu)完整極為重要。

正常情況下的腦血流量（cerebral　blood　flow，CBF）是指正常成人每分鐘全腦血流量，為800～1000ml。按平均腦質(zhì)量為1500g計(jì)算，健康年人的平均腦血流量為55ml／（100g·min）。腦血流量分布不均勻，大腦皮質(zhì)可達(dá)77～138ml／（100g·min），而腦白質(zhì)僅為14～25ml／（100g·min）。

腦血流量與有效腦灌注壓成正比，而與腦血管阻力成反比，用公式表示為Q＝（MAP－ICP）／R，其中，Q為腦血流量，MAP為平均動(dòng)脈壓，ICP為顱內(nèi)壓，R為腦血管的阻力，MAP－ICP為有效灌注壓。腦血管阻力R＝8η·L／πr4，則Q＝（MAP－ICP）πr4 8ηL。腦血流量最主要的影響因素是血管管徑，其次是血黏度。平均動(dòng)脈壓決定于心臟功能和體循環(huán)血壓。