Vascularisation cérébrale

 
La vascularisation artérielle du cerveau est assurée par deux systèmes : carotidien & vertébral, l’un irrigue la plus grande part des hémisphères & du diencéphale, tandis que l’autre se distribue au contenu de la fosse postérieure & à la moelle.
Les deux systèmes établissent un réseau anastomotique tout autour de la base du diencéphale; ce dispositif est le polygone de Willis à partir duquel partent dans toutes les directions les réseaux vasculaires.
 
Le polygone de Willis
 
* Au stade fœtal, le système carotidien est la seule source artérielle.
Chaque artère carotide interne se subdivise divise au contact de la base du diencéphale en un tronc rostral & un tronc caudal ; de chacun se détache latéralement une collatérale, ce seront les artères cérébrales moyenne & postérieure.
Le segment restant du tronc antérieur formera l’artère cérébrale antérieure; celui du tronc postérieur se confondra avec son homologue opposé pour former le tronc basilaire.
Par ailleurs, les deux artères cérébrales antérieures établiront un pont anastomotique appelé artère communicante antérieure.
 
* Le système vertébral est représenté à ce stade initial par deux artères grêles issues chacune d’une sous-clavière. Elles grimpent le long du rachis et rejoignent dans la fosse postérieure le tronc basilaire avec lequel elles forment une trifurcation dont la branche intermédiaire sera l’artère spinale antérieure.
Enfin, le segment reliant la carotide interne à la cérébrale postérieure constituera la communicante postérieure ; ultérieurement, l’atrophie progressive de ce tronc carotido-basal entraîne le développement du système vertébral.
 
* Le pourtour du polygone ainsi constitué est déterminé :
-       en avant par les deux cérébrales antérieures & leur communicante,
-       latéralement par les deux communicantes postérieures, &
-       en arrière par les deux cérébrales postérieures convergeant au sommet du tronc basilaire.
 
* Ce dispositif anastomotique est variable:
- l’absence de communicantes postérieures crée une indépendance des deux systèmes carotidien et vertébral.
- la cérébrale postérieure peut être très grêle,
- la communicante antérieure peut-être absente, ou bien enrichie par une artère cérébrale médiane.
Ces aspects n’ont pas de caractère pathologique quand ils sont congénitaux, les mécanismes de suppléance régularisent la vascularisation, ce qui n’est pas le cas quand elles surviennent brusquement à la suite d’une obstruction ou d’une rupture.
 
* Le cadre artériel ainsi constitué est interposé entre la base du crâne & la face inférieure du cerveau. Il circonscrit une aire qui couvre d’une part la selle turcique & d’autre part le losange opto-pédonculaire du diencéphale.
De ce cadre se détachent de nombreuses branches qu’on peut répartir en deux groupes :
-       les artères centrales, courtes, elles perforent la face inférieure du cerveau pour atteindre les structures profondes ;
-       les artères corticales, longues cheminent en surface dans les sillons hémisphériques ; ce sont les artères cérébrales antérieures, moyennes & postérieures. 
 
L’artère carotide interne
irrigue la partie antérieure du cerveau ainsi que l’orbite & son contenu.
Elle se dégage de la carotide primitive à la hauteur du cartilage thyroïde, correspondant à la quatrième vertèbre cervicale.
Son trajet vers la cavité crânienne est très sinueux. En effet, elle transite par le canal carotidien creusé dans le rocher en décrivant deux coudes, devient intracrânienne en pénétrant dans le sinus caverneux au sein duquel elle longe le flanc du sphénoïde, puis elle en émerge en marquant un dernier coude qui l’oriente en arrière et en haut (siphon carotidien) et se termine en dedans de la clinoïde antérieure, à l’aplomb de l’espace perforé antérieur. Son calibre est de 9mm en moyenne.
De la convexité antérieur du siphon se détache son unique collatérale, l’artère ophtalmique.
Elle se résout en quatre artères terminales: les cérébrales antérieure & moyenne, la choroïdienne antérieure & la communicante postérieure.
 
L’artère vertébrale
se distribue à la portion postérieure de l’encéphale et en partie la moelle.
Elle se détache de la sous-clavière à la hauteur de la première vertèbre thoracique; elle rejoint le plan vertébral, monte à travers les canaux transversaires à partir de C6 ou C5 jusqu’à la charnière, perfore les parties molles occipito-atloïdiennes, contourne en spirale le flanc du bulbe, monte contre sa face ventrale et se termine en regard du trou borgne en s’anastomosant avec son homo¹logue opposée pour former le tronc basilaire.
Son calibre ne dépasse pas 4mm.
Ce parcours, bien plus long que celui de la carotide, traverse quatre régions:
- elle occupe au niveau du creux sus-claviculaire le trigone vertébral dont le sommet est représenté par l’apophyse transverse de C6 (repère de Chassaignac) ;
- la veine vertébrale, plexiforme, & le nerf vertébral l’accompagnent dans la traversée du canal tranversaire :
- Sa traversée des partie molles de la charnière occipito-vertébrale s’inscrit dans le triangle de Tillaux ;
- à la jonction médullo-bulbaire,elle croise par-devant les racines médullaires du nerf spinal (XI) dont elle est séparée par le ligament dentelé, puis se dirige vers le sillon médian du bulbe en croisant le nerf hypoglosse (XII), l’olive et la pyramide bulbaires, pour atteindre enfin le niveau du trou borgne.
 
Ses collatérales intracrâniennes irriguent :
- la dure-mère de la fosse postérieure (artère méningée postérieure);
-       le bulbe (artères du corps restiforme, artère olivaire) ;
-       la moelle (artères spinales antérieure & postérieure)
- la face inférieure du cervelet par l’artère cérébelleuse inférieure & postéreure (PICA), important repère radiographique.
Le tronc basilaire constitue son unique terminale, il résulte de l’union des deux artères vertébrales à la hauteur du trou borgne. C’est un tronc médian & impair de 3 cm de long, il chemine entre la gouttière basilaire de la protubérance et l’apophyse basilaire de l’occipital; il se termine à la hauteur du sommet de l’espace perforé postérieur en bifurquant en deux branches terminales, les artères céréb¹rales postérieures qui prennent part à la constitution du polygone de Willis.
Auparavant, il distribue des rameaux
- à la protubérance,
- au bulbe (artère de la fossette latérale )
- au nerf auditif (artère auditive interne), et
- au cervelet (artères cérébelleuses inférieures & moyenne).
 
L’artère cérébrale antérieure irrigue la face médiale de l’hémisphère.
* Elle se détache de l’artère carotide interne à la hauteur de l’apophyse clinoide , enjambe le nerf optique et s’engage sous le lobe frontal en direction de la fissure inter-hémisphérique. Elle atteint le genou du corps calleux, chemine sur sa face supérieure incluse dans le sillon péricalleux ; puis, à mi-chemein, elle se redresse et parcourt sur la face médiale de l’hémisphère un trajet orienté en haut et en arrière, en marches d’escalier, passant du sillon péri-calleux au sillon calloso-marginal puis au sillon séparant les lobules paracentral & quadrilatère ; elle atteint enfin le bord supérieur de l’hémisphère où elle s’épuise en de fins rameaux.
Son calibre moyen est de 2,5mm.
- Les artérioles issues de son segment péri-calleux se distribuent aux commissures inter-hémisphériques (corps calleux & trigone);
- de sa convexité naissent:
- l’artère striée médiane de Heubner déc¹rit un trajet récurrent vers l’espace perforé antérieur qu’elle pénètre par plusieurs rameaux dont l’un est destiné à la tête du noyeu caudé;                                                                                                                                              
- l’artère orbitaire interne nait au dessous du bec calleux, elle se ramifie sur gyrus rectus;
- l‘artère préfrontale se distribue à la circovolution frontale interne;
- l’artère calloso-marginale nait au dessus du genou du corps calleux, elle parcourt le sillon homonyme jusquau bord supé¹rieur de l’hémisphère. Elle fournit des rameaux pour la frontale interne, au lobule paracentral et la partie supérieure des frontale et pariétale ascendantes.
- l’artère du lobule quadrilatère se détache de son segment terminal.
- l’artère péricalleuse postérieure continue le trajet du tronc principal jusqu’au bourrelet où elle s’anastomose avec un rameau de la cérébrale postérieure.
 
La cérébrale antérieure est variable par son trajet ou par sa distri¹bution;
- elle emprunte parfois le sillon calloso-marginale au lieu du sillon peri-calleux;
- elle se termine par deux branches, occupant l’une le sillon calloso-marginal, et l’autre le sillon péricalleux;
- inconstamment une artère cérébrale médiane nait de la communicate antérieure;
 
L’artère cérébrale moyenne , dite sylvienne, est la plus volumineuse des artères corticales, elle irrigue la face latérale des lobes frontal & temporal. ¹
Elle naît du flanc externe de la carotide , son tronc est dans le prolongement du siphon, ce qui favorise l’aiguillage des embolies à travers elle. ¹
Au segment initial basal fait suite un segment curvi¹ligne déroulé au fond de la vallée sylvienne ; le segment suivant est profondément inclus dans la scissure de Sylvius jusqu’à son extrémité marquée par le lobule du pli courbe où le tronc artériel s’épuise.
Les nombreuses collatérales qui s’en détachent se répartissent en trios groupes:
* les artères ascendantes irriguent la face latérale des lobes frontal et pariétal; ce sont: ¹
- l’artère orbito-frontale distribue à la base du lobe frontal à l’exception du gyrus rectus;
- l’artère frontale antérieure irrigue principalement F3;
- l’artère préfrontale ou pré-rolandique se ramifie dans la FA;
- l’artère rolandique, volumineuse, chemine dans le sillon central en irrigant les circonvolutions frontale & pariétale ascendantes, territoire cortical mixte, moteur & sensitif;
- l’artère pariétale antérieure émerge en arrière de l’opercule rolandique, elle se distribue à la partie antérieure des circonvolutions P1 & P2, territoire somato-psychique (gnosie sensitive);                                                                                                                                                                                                                                                                                    
- l’artère pariétale postérieure, grêle, apparaît à l’extrémité de la scissure de Sylvius, son apport vasculaire complète l’irrigation des P1 & P2.
* Les artères descendantes destinées à la face latérale du lobe temporal sont les deux artères temporales antérieure & postérieure qui se partagent l’irrigation des deux premières circonvolutions temporales :
 
* Les artères perforantes seront évoquées plus loin.
                                                                                                                                                             
* La description décrite est la plus fréquemment observée, elle est de type bifurqué en collatérales ascendantes & descendantes.
- un autre schéma est relativement fréquent, l’artère sylvienne se divise dans la vallée en deux troncs, le tronc supérieur des artères fronto-pariétales, et le tronc inférieur d’où naissent les artères temporo-pariétales dont la volumineuse artère de Wernicke;
- rarement la division se fait en un éventail de plusieurs branches terminales;
- enfin, ultime aspect: l’artère reste uni tronculaire jusqu’à sa terminanison au pli courbe.
 
L’artère cérébrale postérieure       
 
Issue du système vertébral, elle assure la vascularisation des lobe occipital et temporal.
Elle est une branche de bifurcation en T du tronc basilaire à la hauteur de la jonction pédonculo-protubérantielle.
Elle contourne le pédoncule cérébral , rejoint la face médiale de l’hémisphère où elle va longer la scissure de l’hippocampe et rejoindre la scissure calcarine où elle se termine. Ce parcours, relativement court, décrit un arc de cercle dont le segment antérieur reçoit l’artère communicante postérieure.
Ses nombreuses collatérales irriguent la totalité du cortex occipital, du mésencéphale et complètent la vascularisation du lobe temporal et des réseaux choroïdiens.
* Du segment latéro-pédonculaire se détachent :
- les deux artères temporales antérieure & postérieure, elles se partagent la vascularisation des circovolutions T3,T4 & T5 ;
- Les rameaux pédonculaires ;
-l’artère quadrijumelle destinée à la face tectale du mésencéphale (TQA & TQP) ;
- l’artère choroïdienne (v. plus loin)
* l’artère calcarine ou occipitale postérieure est la terminale de l’artère cérébrale postérieure dont elle continue le trajet, incluse dans la sillon calcarin, elle s’épuise à l’extrémité du pôle occipital en bouquet de rameaux dont quelques uns vont jusqu’à la face latérale du lobe. Ces branches s irriguent principalement le territoire cortical visuel ainsi que la partie inférieure des radiations optiques.
 
Le réseau ventriculo-choroïdien
 
Les plexus choroides sont les prolongements intra-ventriculaires de la pie-mère. Cette vascularisation est fournie par les artères choroidiennes.
 
L’artère choroïdienne antérieure se détache de la carotide interne, entre l’origine de de la sylvienne et celle de la communicante postérieure. Très grêle (1mm de diamètre), elle s’oriente en arrière & en dehors, longe la bandelette optique puis le pédoncule cérébral qu’elle contourne, aborde la fente de Bichat contre T5, elle pénètre dans la corne inférieure du ventricule latéral, s’épanouit dans la toile choroïdienne qu’elle accopagne dans son trajet en suivant la courbure du ventricule jusqu’à l’extrémité de la corne frontale où elle se termine à la hauteur du trou de Monroe. Elle fournit de nombreuses artérioles disposées en traverses qui s’anastomosent avec des rameaux issues de la cérebrale postérieure
Indépendamment de son territoire choroidien, elle fournit des perforantes aux noyaux centraux et de nombreux rameaux superficiels à l’uncus, à la bandelette optique, au pédoncule cérébral & aux corps genouillés.
 
L’artère choroïdienne postérieure naît de la cérébrale postérieure juste après l’abouchement de la communicante, elle contourne le pédoncule cérébral, pénètre dans la partie moyenne de la fente de Bichat et s’engage dans le plexus choroïde latéral qu’elle accompagne jusqu’au de Monroe.
 
L’artère choroïdienne moyenne est une collatérale de la cérébelleuse supérieure ou de la cérébrale postérieure. Elle s’insinue entre les feuillets de la toile choroïdien¹ne du troisième ventricule, chemine près de la ligne médiane jusqu’à la tête du noyau caudé où elle se termine.

Les artères perforantes 
 
proviennent des réseaux issus du polygone de Willis, elles assurent l’irrigation des structures centrales (noyaux gris, capsules, centre ovale…); ce sont des artères de petit calibre, à trajet rectiligne.
Selon leur lieu de pénétration à travers la base du cerveau, on les répartit en trois groupes :
 
- le groupe antérieur provient du tronc pricipal & des cérébrales antérieures ; ils irriguent en superficie le chisama , le tuber, la région sus-optique & le secteur antérieur du 3° ventricule.
Les rameaux profonds pénètrent à travers le tamis de l’espace perforé antérieur, elles irriguent la portion antérieure du noyau basal & de la capsule. Un de ces rameaux est mieux individualisé, c’est l’artère de Heubner, elle se détache du segment initial de la cérébrale antérieure, déc¹rit un trajet récurrent vers l’espace perforé antérieur qu’elle pénètre par plusieurs rameaux destinés à la tête du noyau caudé.
- Le groupe intermédiaire provient de plusieurs sources : la sylvienne, la communicante postérieure & la choroidienne antérieure. Les rameaux perforants constituent le groupe des artères striées, elles vascularisent le striatum (noyau caudé & putamen), les noyaux ventro-latéraux & le noyau antérieur du thalamus, ainsi que la capsule interne. Les rameaux superficiels vascularisent la region centrale du losange opto-pédonculaire.
Les perforantes issues de la choroidienne antérieure vascularise principalement la la partie médiale du noyau lenticulaire (globus pallidum).
 
- Le groupe postérieur est fourni par l’artère cérébrale postérrieure. Deux contingents d’artérioles s’en détachent : les rameaux thalamo-mamillaires, pour les tubercules mamillaires et la région dorsale du thalamus ; et le groupe thalamo-genouillé destiné aux corps genouillés elatéraux,, le pulviner, le segment rétro-lenticulaire de la capsule interne le bras postérieur de la capsule interne, la portion temporale du noyau caudé & les radiations optiques.
 
Les anastomoses du réseau cortical sont de plusieurs types :
Les anastomoses à plein canal, sont de gros calibre, elles sont importantes car elles permettent une suppléance et une récupération fonctionnelle en cas d’oblitération d’un tronc, on les observe principalement: ¹
- entre les artères cérébrales antérieures;
- entre les artères cérébrales moyenne et postérieure au niveau de l’incisure supérieure pariéto-occipitale;
- entre les artères cérébrales antérieure et postérieure, par l’intermédiaire de l’arc péri-calleux; ¹
- enfin la communicante postérieure garde son aspect embryonnaire très développé, réalise une large anastomose entre les artères cérébrales moyenne & postérieure. ¹
Les anastomoses en candélabre sont de petit calibre, elles unissent les parties distales de deux ou trois terminales à la manière de deux candélabres op¹posés; ils sont habituellement localisés dans les sillons frontal supé¹rieur et sous pariétal;
Les anastomoses en réseau, encore plus grêles, siègent dans la couche profonde de la pie-mère à la surface des hémisphères céréb¹raux;
 
Du réseau pie-mérien disposé à la surface du cortex (réseau pial), se détachent perpendiculairement un nombre considérable d’artérioles qui se ramifient dans la substance grise & dans le centre ovale. Elles sont de type terminal, de sorte qu’aux confins des territoires cortical & central existe une zone intermédiaire insuffisamment irriguée, siège fréquent des foyers de ramollissement sénile et de lacune de désintégration.
 
Les syndromes cliniques
 
* Le territoire irrigué par la cérébrale antérieure est vaste, il comprend en superficie le corps calleux, le gyrus rectus, l’aire médiale hémisphérique située en aval du cunéus et une partie du gyrus rectus. Le territoire profond intéresse les noyaux gris centraux & le bras antérieur de la capsule interne.
Son obstruction s’exprime par un des deux tableaux suivants:
- le syndrome global dû à une obstruction de l’origine de l’ar¹tère est fait d’un coma brutal avec troubles hypothalamiques, psychiques, d’une hémiplégie contro-latérale à prédominance crurale associée à des troubles de la parole;
- le syndrome partiel, consécutif à une oblitération en aval de l’artère de Heubner, se caractérise par une hémiplégie & des troubles de la sensibilité, sans coma ni troubles psychiques.
 
* Le territoire de la sylvienne est plus étendu, il comprend la partie latérale des lobes frontal, pariétal & temporal; Il est centré sur la région rolandique, ce qui explique que l’obstruction de cette artère dé¹termine le syndrome sylvien qui se manifeste par deux tableaux cliniques selon le siège de l’oblitération:
- le syndrome sylvien profond lié à l’atteinte du territoire des artères perforantes se traduit par une hémiplégie contro¹latérale sévère, globale et proportionnelle, associée à une aphasie de type Broca quand l’ischémie siège dans l’hémisphère dominant;
- l’aphasie de type Wernicke avec apraxie, troubles du schéma corporel et hémianopsie, lorsque la lésion siège dans la partie postérieure du territoire irrigué par les branches temporales dont les rameaux profonds vascularisent les radiations optiques;
 
* Le territoire de l’artère cérébrale postérieure est relativement réduit, il comprend le lobe occipital et une partie du lobe temporal (face inférieure & T3).
Son obstruction se manifeste par la constance des troubles visuels.
- Le syndrome global dû à l’obstruction du tronc est rare; il est fait d’une hémi-anopsie homonyme, une hémi-parésie avec anesthésie, un hémi-syndrome thalamique, une aphasie type Wernicke, alexie, agnosie visuelle & cécité psychique quand l’hémisphère prédominant est atteint ;
- le syndrome partiel, lié à une lésion de l’artère calcarine, se traduit par une hémi-anopsie totale ou en quadrant (supérieur ou inférieur), selon que l’obstruction porte sur le tronc de cette artère ou seulement sur quelques uns de ses rameaux. L’obstruction bilatérale réalise la cécité corticale.
 
Anatomie radiologique

L’exploration du réseau artériel cérébral est réalisable par injection intra-vasculaire de produit de contraste. Les images obtenues (artériographie cérébrale) reflètent la topographie et la distribution des troncs artériels, elles constituent un élément de valeur dans le diagnostic des tumeurs ou lésions. On se base sur des clichés de face & de profil, la voie intra-carotidienne permet de visualiser la distribution des artères cérébrales antérieures & moyenne, celle de la cérébrale postérieure est obtenue par injection de l’artère vertébrale.
 
* Les images de profil du réseau carotidien mettent en évidence:
- le siphon carotidien qui se projette en forme de S entre la selle turcique et l’orbite, de sa convexité supérieure se détache l’artère ophtalmique, de saconvexité inférieure part vers l’arrière la communicante postérieure;
- l’artère cérébrale antérieure décrit une double courbure d’où naissent deux collatérales (fronto-polaire & calloso-marginale ; elle se continue au-delà par l’artère péri-calleuse;
- l’artère sylvienne & ses deux segments:
. du segment concave se détache le tronc de l’artère en candélabre qui se résout en trois branches: frontale, rolandique & pariétale;
. le court segment sus-jacent s’épanouit en un bouquet de trois artères sinueuses & ascendantes identifiées de haut en bas en artères pariétale postérieure, celle du pli courbe et l’artère temporale postérieure.
 
On complète la lecture par le tracçage de l’axe artériel du cerveau ; c’est la ligne joignant le tronc de l’artère sylvienne à l’artère du pli courbe; cet axe fait avec l’horizontale passant par la tubérosité occipitale interne et la selle turcique un angle de 40° en moyenne (angle de Worunger-Gerner)
¹
* Les images de face montrent:
- le siphon carotidien, projeté au-dessus & en dedans du toit de l’orbite & ses deux branches: médiale (cérébrale antérieure) & latérale (sylvienne);
- la sylvienne décrit un trajet d’abord horizontal & latéralisé, puis se redresse verticalement et se divise en ses terminales;
- a cérébrale antérieure se dirige vers la ligne médiane après un court trajet horizontal, redevient verticale, formant l’axe artériel du cerveau vu de face. Parfois, la cérébrale antérieure du côté opposé s’injecte en même temps, quand la communicante antérieure est courte & suffisante, les deux cérébrales antérieures cheminent alors côte à côte, de part & d’autre de la ligne médiane.

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