Đa giác willis là gì? Các nghiên cứu về Đa giác willis

Đa giác Willis là gì?

Đa giác Willis (tiếng Anh: Circle of Willis) là một cấu trúc mạch máu hình vòng, nằm ở nền não, có vai trò quan trọng trong việc cung cấp và điều hòa lưu lượng máu đến các vùng khác nhau của não bộ. Đây là hệ thống kết nối giữa hai nguồn cung cấp máu lớn: hệ động mạch cảnh trong (thuộc hệ tuần hoàn phía trước) và hệ động mạch đốt sống – nền (thuộc hệ tuần hoàn phía sau). Cấu trúc đặc biệt này cho phép máu có thể lưu thông theo nhiều hướng, giúp duy trì tưới máu cho não ngay cả khi một trong các nhánh động mạch bị tắc hoặc hẹp.

Tên gọi "đa giác Willis" được đặt theo tên của bác sĩ giải phẫu người Anh – Thomas Willis, người đầu tiên mô tả chính xác cấu trúc này vào thế kỷ 17 trong cuốn sách kinh điển Cerebri Anatome. Ngày nay, đa giác Willis được xem là một trong những cấu trúc giải phẫu thần kinh quan trọng nhất, giữ vai trò trung tâm trong nhiều cơ chế sinh lý và bệnh lý của não bộ.

Thành phần cấu tạo của đa giác Willis

Đa giác Willis được hình thành từ sự kết nối giữa các động mạch lớn ở nền sọ, bao gồm:

• Hai động mạch cảnh trong (internal carotid arteries): Đưa máu từ tim lên não trước, chia nhánh thành động mạch não trước và não giữa.
• Hai động mạch não trước (anterior cerebral arteries - ACA): Cấp máu cho phần trước và giữa của thùy trán và thùy đỉnh.
• Động mạch thông trước (anterior communicating artery - AComA): Nối hai động mạch não trước, khép kín phía trước của đa giác.
• Hai động mạch thông sau (posterior communicating arteries - PComA): Nối từ động mạch cảnh trong đến động mạch não sau, tạo liên kết giữa tuần hoàn trước và sau.
• Hai động mạch não sau (posterior cerebral arteries - PCA): Tách từ động mạch nền, cấp máu cho thùy chẩm, phần dưới thùy thái dương và não giữa.
• Động mạch nền (basilar artery): Hình thành từ sự hợp nhất của hai động mạch đốt sống, cấp máu cho não giữa và thân não.

Khi các mạch máu này được kết nối đầy đủ, chúng tạo thành một hình vòng hoặc lục giác khép kín, gọi là vòng động mạch não, hay chính là đa giác Willis.

Chức năng sinh lý của đa giác Willis

Chức năng chính của đa giác Willis là đảm bảo lưu lượng máu ổn định và liên tục cho não bộ. Trong điều kiện sinh lý bình thường, dòng máu chảy qua đa giác theo hướng từ động mạch cảnh trong và động mạch nền đến các nhánh não trước, giữa và sau. Tuy nhiên, nếu một nhánh chính bị tắc, đa giác Willis có thể tái phân phối máu từ phía còn lại hoặc từ hệ tuần hoàn đối bên để duy trì tưới máu cho vùng thiếu máu – đây được gọi là tuần hoàn bàng hệ (collateral circulation).

Cơ chế bù trừ này rất quan trọng trong việc hạn chế tổn thương não do thiếu máu cục bộ, đặc biệt trong các tình huống như hẹp động mạch cảnh trong, thuyên tắc mạch hoặc co thắt mạch sau xuất huyết dưới nhện.

Tính đa dạng giải phẫu

Cấu trúc của đa giác Willis rất đa dạng giữa các cá nhân. Chỉ khoảng 30–50% dân số có vòng Willis hoàn chỉnh, tức có đầy đủ các mạch nối tạo thành hình vòng khép kín. Một số biến thể phổ biến bao gồm:

• Thiếu hoặc hẹp động mạch thông trước (AComA): Làm mất kết nối giữa hai bên tuần hoàn trước.
• Động mạch não sau có nguồn gốc từ động mạch cảnh trong (PCA fetal origin): Khi đó hệ tuần hoàn sau phụ thuộc hoàn toàn vào hệ cảnh.
• Thiếu động mạch thông sau (PComA) một hoặc hai bên: Gây gián đoạn liên kết giữa hệ cảnh và nền.

Những biến thể này có thể ảnh hưởng đến khả năng duy trì tuần hoàn bàng hệ khi xảy ra tổn thương mạch máu não. Một nghiên cứu tại Radiology (RSNA, 2015) cho thấy người có đa giác Willis không hoàn chỉnh có nguy cơ đột quỵ cao hơn khi xảy ra tắc mạch.

Liên quan đến bệnh lý

Đa giác Willis đóng vai trò trung tâm trong nhiều bệnh lý mạch máu não. Các rối loạn thường gặp liên quan đến cấu trúc này bao gồm:

• Đột quỵ thiếu máu não: Tắc một nhánh lớn như động mạch cảnh có thể được bù trừ bằng dòng máu từ phía còn lại nếu vòng Willis hoạt động tốt.
• Phình mạch não: Đa số phình mạch trong sọ xuất hiện tại các điểm nối của đa giác, đặc biệt là tại động mạch thông trước và động mạch thông sau.
• Dị dạng mạch máu bẩm sinh (AVM): Gây bất thường lưu lượng máu, có thể dẫn đến vỡ mạch, xuất huyết dưới nhện hoặc đột quỵ.
• Hẹp động mạch cảnh: Nếu vòng Willis không đủ hoàn chỉnh, việc bù trừ lưu lượng máu từ hệ tuần hoàn sau trở nên khó khăn.

Đánh giá tình trạng đa giác Willis có thể được thực hiện thông qua các phương pháp chẩn đoán hình ảnh như:

• MRA (Magnetic Resonance Angiography): Không xâm lấn, cung cấp hình ảnh 3D chi tiết của mạch máu não.
• CTA (Computed Tomography Angiography): Có độ phân giải cao, phát hiện tốt phình mạch và tắc mạch.
• DSA (Digital Subtraction Angiography): Tiêu chuẩn vàng trong đánh giá chi tiết cấu trúc mạch não, thường dùng trong can thiệp nội mạch.

Tham khảo phân tích đầy đủ về phương pháp chẩn đoán tại NCBI – Imaging Techniques in Cerebrovascular Diagnosis.

Tầm quan trọng trong lâm sàng và phẫu thuật

Trong phẫu thuật thần kinh và can thiệp mạch, việc xác định cấu trúc và tình trạng lưu thông của đa giác Willis là điều bắt buộc. Nó giúp bác sĩ:

• Lập kế hoạch phẫu thuật phình mạch, AVM, cắt u não gần nền sọ.
• Đánh giá nguy cơ tổn thương mạch máu và vùng não thiếu máu.
• Quyết định kỹ thuật bắc cầu mạch máu não (cerebral bypass) hoặc nong – đặt stent động mạch cảnh.

Ví dụ, trong can thiệp điều trị phình mạch tại động mạch thông trước, hiểu rõ lưu lượng từ các nhánh đối bên có thể giúp quyết định sử dụng coil, stent hay clip mạch hợp lý. Ngoài ra, đa giác Willis cũng là chìa khóa để đánh giá hiệu quả tuần hoàn bàng hệ trước khi tiến hành các thủ thuật làm tắc mạch chọn lọc.

Ứng dụng trong giảng dạy và nghiên cứu

Đa giác Willis thường được trình bày trong các tài liệu giải phẫu học như là ví dụ điển hình cho hệ thống mạch máu vòng và cơ chế bù trừ sinh lý. Một số nguồn học thuật như UCLA Brain Atlas hoặc Johns Hopkins – Brain Anatomy cung cấp mô hình 3D, minh họa trực quan về các thành phần và sự kết nối mạch máu trong não.

Trong nghiên cứu lâm sàng, vòng Willis được dùng làm tiêu chuẩn để đánh giá nguy cơ đột quỵ, tiềm năng điều trị tái tưới máu, và hiệu quả của các chiến lược điều trị nội khoa hoặc can thiệp mạch.

Kết luận

Đa giác Willis là một cấu trúc mạch máu trung tâm trong nền não, kết nối hệ tuần hoàn trước và sau, tạo thành mạng lưới bảo vệ não bộ trước các tình huống thiếu máu cục bộ. Cấu trúc này có vai trò quan trọng trong sinh lý thần kinh, chẩn đoán hình ảnh, phẫu thuật thần kinh và điều trị đột quỵ. Dù tồn tại nhiều biến thể giải phẫu, việc hiểu rõ đặc điểm, chức năng và các bất thường liên quan đến đa giác Willis giúp cải thiện đáng kể kết quả điều trị trong các bệnh lý mạch máu não.