（一）颈外动脉系统
平甲状软骨上缘从颈总动脉分出，分布至颈前部、面部及颅部（皮肤、肌肉、筋膜、颅骨、硬脑膜等）。先居颈内动脉内侧，后经其前方转至外侧，共有9个分支。
1.甲状腺上动脉（superior thyroid artery） 在舌骨大角下方从颈外动脉起始部前壁发出，沿甲状软骨侧面下行至甲状腺侧叶上缘，分支供应甲状腺和喉。主要分支有：舌骨支、喉上动脉、环甲肌支、胸锁乳突肌支、腺支。
2.舌动脉（lingual artery） 平舌骨大角起自颈外动脉前壁，向前内行，经舌骨舌肌深面入舌，分支供应舌、口腔底和腭扁桃体等。主要分支有：舌骨支、舌背动脉、舌下动脉、舌深动脉。
3.面动脉（facial artery） 于舌动脉稍上起自颈外动脉前壁，分支滋养下颌下腺、面部及腭扁桃体。主要分支有：腭升动脉、扁桃体动脉、腺支、颏下动脉、下唇动脉、鼻外侧支及内眦动脉。
4.胸锁乳突肌动脉（sternocleidomastoid branches） 平面动脉高度发自颈外动脉后壁，供应胸锁乳突肌动脉。
5.枕动脉（occipital artery） 于二腹肌后腹下缘起自颈外动脉后壁，分布于颅枕顶后部。主要分支有：胸锁乳突肌支、乳突支、耳支、肌支、降支、脑膜支、枕支。
6.耳后动脉（posterior auricular artery） 于二腹肌后腹上缘起自颈外动脉后壁，或与枕动脉共干发出，在乳突前方上升，分布于耳郭以上的头皮。主要分支有：茎乳动脉、耳支、枕支。
7.咽升动脉（ascending pharyngeal artery） 从颈外动脉起始部的内壁发出，沿咽侧壁上升至颅底，沿途发支供应颈深肌、淋巴结、交感干、迷走神经、舌下神经及咽、软腭、鼓室、腭扁桃体等。主要分支有：咽支、鼓室下动脉、脑膜后动脉。
8.颞浅动脉（superficial temporal artery） 为颈外动脉的终末延续，从下颌颈后方开始向上经颧突表面至颞部，与耳颞神经和颞浅静脉伴行，颞浅动脉为颅内、颅外动脉吻合的首选动脉。主要分支有：腮腺支、面横动脉、耳前支、颧眶动脉、颞中动脉、顶支、额支。
9.上颌动脉（颌内动脉）maxillary artery（internal maxillary artery） 为颈外动脉的另一终末支，在下颌颈处由颈外动脉呈直角分出，经下颌颈深面入颞下窝，走至翼腭窝，沿途分布到外耳道、鼓室、牙及牙龈、鼻腔、腭、咀嚼肌、硬脑膜等处。全程可分为3段：下颌部、翼肌部、翼腭部。
（1）上颌动脉下颌部：向内经耳颞神经及翼外肌下方，至下牙槽神经的前方。主要分支有：耳深动脉、鼓室前动脉、下牙槽动脉、脑膜中动脉、脑膜副动脉。
（2）上颌动脉翼肌部：经行翼外肌深面及翼外肌两头之间的部分。主要分支有：咬肌动脉、翼肌支、颞深前动脉、颞深后动脉、颊动脉。
（3）上颌动脉翼腭部：从翼外肌两头间入翼腭窝，达蝶腭神经节前方。主要分支有：上牙槽后动脉、眶下动脉、腭降动脉、蝶腭动脉、翼管动脉、咽支。
（二）颈内动脉系统
1.颈内动脉颅外段 颈内动脉为颈总动脉2终支之一。约在第3～5颈椎平面、甲状软骨上缘处由颈总动脉分出，直径约为4～5mm。其行程以颅底破裂孔外口为界，分成颅外段和颅内段。
颅外段又名颈段，居颈外动脉后外方，继转其后内侧，沿咽侧壁上升至颅底。起始处有梭形膨大，为颈动脉窦（carotid sinus），内附压力感受器，可调节血压和心率。
颈内动脉颈段前面有舌下神经、面总静脉和枕动脉横过，后面与颈上交感结、舌咽神经、迷走神经相邻。前内侧有颈外动脉，前外侧有颈内静脉。近颅底处，舌咽神经、迷走神经、副神经斜过其后方。进入破裂孔时，颈内静脉恰位于其后方。
颈内动脉通常不是笔直的，而是具有一定弧度。颈段的形态变异大体有3种：①呈轻度“S”或“C”形弯曲；②在立体空间上呈螺旋状扭转；③中途扭转成环形。以弯曲为常见，后2种少见。变异常发生于颈内动脉起始上方3～6cm处，以中老年人多见，似与动脉硬化和高血压病有关。
2.颈内动脉颅内段 颈内动脉颅内段依行程可分为延续的5段：岩段、海绵窦段、膝段、床突上段和终段。
（1）岩段（petrous part）：从颅底破裂孔外口起，到穿过硬脑膜至海绵窦之前止，全程皆行于骨性管道内。入管后紧贴管壁垂直上行一短距离，然后急行转弯，于水平方向走向前内。行至岩部尖端时，出破裂孔内口，从三叉神经半月节内侧进入颅中窝，穿过硬脑膜延续为海绵窦段。此段主要分支有：①颈鼓支（caroticotympanic branch）。由颈内动脉后壁发出，经颈动脉管后壁小孔入鼓室，与颈外动脉的颈乳动脉鼓支吻合。②翼管支（vidian branch）。伴翼管神经入翼管，与颈外动脉的上颌动脉发出的翼管动脉吻合。③原始三叉动脉（primitive trigeminal artery）。是颈内动脉与基底动脉吻合支的胚胎残余动脉。④原始听动脉（primitive otic artery）。发出后入内听道伴面神经及听神经走行。
（2）海绵窦段（cavernous part）：在岩部尖端，颈内动脉居三叉神经半月节内侧，仅被硬膜分隔。在破裂孔软骨上方，动脉向上前内走行，于后床突外侧进入海绵窦。入窦后稍微上升便向前行，进入蝶鞍两侧的颈动脉沟中，略呈“S”形弯曲，直抵前床突内下方。然后，沿沟的弧度转向上内，在前床突的内下方依次穿过海绵窦顶部的硬脑膜和蛛网膜，进入颈动脉池移行为膝段。海绵窦段远端的直径约为3.3～5.4mm。此段主要分支有：①脑膜垂体动脉干（meningohypophysial artery）。自海绵窦口处发出，立即分为3支：一是幕底支（basal tentortial branch），向后行于小脑幕两层之间，分布于第Ⅲ、Ⅳ脑神经及小脑幕。二是背侧脑膜支（斜坡支）（dorsal meningeal branch）：向上至硬脑膜，并分布于斜坡、鞍背及展神经。三是垂体下动脉（inferior hypophysial artery），主要分布于神经垂体及鞍底。鞍底脑膜肿瘤时，可见脑膜垂体动脉及其分支增大。②海绵窦下动脉（inferior cavernous artery）。在海绵窦中部向下发出，分布至海绵窦壁和第Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ脑神经及三叉神经半月节，并与脑膜中动脉分支在棘孔处吻合。其中较大的一支为圆孔动脉。③下被膜动脉（inferior capsular artery）。从海绵窦段前部下方发出1～2支，横过鞍底部，分布于硬脑膜。在垂体前方，与垂体下动脉分支及对侧同名动脉吻合。
（3）膝段（genicular part）：颈内动脉从海绵窦段走行中，呈“C”形环绕前床突侧方，由此穿破硬脑膜进入颈动脉池。因此，膝段是海绵窦段与床突上段间的转折部。此段主要分支有：①垂体上动脉（superior hypophysial artery）。发数支分布于腺垂体、漏斗、灰结节、乳头体、视交叉及视束。②眼动脉（ophthalmic artery）。其分支主要包括：第一支向前外侧为视网膜中央动脉，负责眼底的血液供应；后眼动脉主干转向上外方先后分出筛前与筛后动脉、睫后动脉、泪腺动脉、脑膜前动脉、眶上动脉等，供应眼球、眼肌、泪腺及眶周皮肤。其中眶上动脉和上颌动脉终末支眶下动脉的分支可形成颅内外血管的侧支循环通路。
（4）床突上段（supraclinoid part）：位于前后床突连线稍上方的颈动脉池的脑脊液中。床突上段的近段直径为2.4～4.1mm，其走行方向与海绵窦段正好相反。
（5）终段（terminal part）：在颈动脉池内，动脉末端弯向上后外，止于分叉处，形成突向后的弯曲。通常颈内动脉在前穿质下分叉，也可在外侧裂水平分叉。在分叉前，颈内动脉的长度、管腔、走行方向及弯曲度存在差别。终段的主要分支有从颈内动脉后外侧发出后交通动脉、脉络膜前动脉及偶尔发出的钩动脉。在分叉处，大脑前动脉走向前内，而走向外的大脑中动脉实际是颈内动脉的直接延续。
①后交通动脉（posterior comumicating artery）：从终段发出，水平后行，与大脑后动脉吻合，全长约15mm，当其粗大时起始部可发生漏斗样扩张，容易被误诊为动脉瘤，如其直径不超过3mm，应视为正常。其背侧为视束和大脑脚，腹侧为蝶鞍，内侧为灰结节和乳头体，外侧为动眼神经和钩回。它的起始部是后交通动脉瘤的好发部位，也是连接前、后循环两大系统的血管桥，变异较大。主要分支有：中央支（2～8）（central branch）上行穿入脑底，可分为前后两组，前组供应下丘脑（灰结节、漏斗、乳头体）、丘脑腹侧部和内囊后肢，后组主要供应底丘脑核（Luys体）；结节丘脑动脉（tuberothalamic artery）为后交通动脉中央支中的最大者，供应灰结节、乳头体及内囊后肢。
②脉络膜前动脉（anterior choroidal artery）：从终段后交通动脉外侧发出，沿视束后行，至大脑脚前缘转向后外，在钩回附近经脉络膜裂入侧脑室下角，参与形成脉络丛并与脉络膜后外动脉吻合。分布于海马旁回、钩、海马、齿状回前部，尾状核尾、视束外侧、灰结节、乳头体、大脑脚后中1/3、外侧膝状体。主要分支为纹状体内囊动脉（striatocapsular artery），分布于内囊后肢下2/5，苍白球内侧部、黑质、红核等。
3.大脑前动脉（anterior cerebral artery） 大脑前动脉于视交叉外侧、嗅三角后方从颈内动脉几乎呈直角分出，水平走向前内，越过视神经上面进入大脑纵裂的终板池，经胼胝体下回斜向前上，沿胼胝体沟由前向后达胼胝体压部前方，弯曲向上移行为楔前动脉。在视交叉前方，左右大脑前动脉借前交通动脉相连。分支供应额顶叶内侧面、尾状核、基底节、胼胝体及额叶的底面。主要包括大脑前动脉交通前段、前交通动脉、大脑前动脉交通后段及其分支。大脑前动脉共分为5段：
A1（交通前段，precommunicating part）自分出至前交通动脉的一段，侧位片上，常与大脑中动脉M1段重叠，正位片上横行至中线的一段。
A2（胼胝体下段，subcallosal part）自前交通动脉起至胼胝体膝下方的一段。正位片上，自中线弯向上行。在A2起始部，发出眶额动脉。
A3（膝段，genicular part）呈“C”形，为环绕胼胝体膝，突向前方的一段，与胼胝体膝的形状和弧度基本一致。此段发出额极动脉。
A4（胼周段，pericallosal artery）在胼胝体沟内由前向后而行，达胼胝体压部稍前方，此段称胼周动脉。
A5（终段，terminal part）胼周动脉在胼胝体压部前方弯曲向上，移行为楔前动脉，此楔前动脉一段为终末段。
（1）大脑前动脉交通前段：大脑前动脉交通前段又称A1段，从颈内动脉分出，至前交通动脉连接处止，长约10mm，管径为1.0～3.0mm，但发育不良（管径＜1.0mm）或极度发育不良（＜0.5mm）也常见，以右侧发育不良者居多。
大脑前动脉起始2～5mm处发出1～3支中央支，称中央短动脉（short central artery）。它们可分成若干细支，稍向后外行，在前穿质内侧部入脑，供应尾状核前部、内囊前肢、纹状体前下部、下丘脑视上区、胼胝体膝、透明隔、穹窿部等部。
Heubner返动脉（recurrent artery of Heubner）又称为前内侧丘纹动脉，从大脑前动脉与前交通动脉相接处发出。起始处位于终板池内，发出2～3支入脑。分布于尾状核、豆状核前部及内囊前肢，有时还发支供应内囊膝和后肢前部。
（2）前交通动脉（anterior communicating artery）：前交通动脉位于两侧大脑前动脉之间，长1～2mm，是动脉瘤的好发部位之一。前交通动脉从后下面发出2～4个下丘脑支（hypothalamic branches），向后分布于下丘脑视前区、视交叉、结节和漏斗。
（3）大脑前动脉交通后段：大脑前动脉交通后段从前交通动脉水平起，逐渐向远端延续。此段行于大脑纵裂内，贴附半球内侧面，在终板池内沿终板前方上升，进入胼胝体池，绕胼胝体膝，沿胼胝体沟走向后方，主干称为胼周动脉。主要分支为：
①内侧眶额动脉（internal orbitofrontal artery）：起自胼胝体下段（A2）的起始部，前行分支供应额叶眶面的直回、嗅沟及眶回内侧部，于眶面外侧部与大脑中动脉的外侧眶额动脉吻合。
②额极动脉（frontopolar artery）：于膝段（A3）发出，沿额底前上行至额极，供应额叶及额极内、外侧面。
③额前内侧动脉（anterior internal frontal artery）：于胼胝体膝附近发出，沿额叶内侧面前上行，分2～3支越过半球上内缘至背外侧的额上沟，供应额中回上半部。
④额中间内侧动脉（middle internal frontal artery）：于胼胝体膝上方呈直角发出，斜过扣带回，至额上中回中部越过半球的上内缘至额上沟，供应扣带回和额上回内、外侧面及额中回上半中部。
⑤额后内侧动脉（posterior internal frontal artery）：于胼胝体中部发出，后上行，于额上回后部过上内缘至背外侧面，供应扣带回、额上回、额中回上半后部、中央前回上1/4。
⑥旁中央动脉（paracentral artery）：于胼胝体后部发出，后上行，于中央小叶处越过半球上内缘达中央前、后回上1/4，供应扣带回、旁中央小叶及中央前、后回上1/4。
⑦楔前动脉（precuneal artery）：为大脑前动脉的延续，在胼胝体压部稍前方弯向后上，经顶下沟至楔前叶。越过上内缘至顶上小叶，直至顶间沟。常分2支分布至扣带回后部、楔前叶前2/3、顶上小叶及顶下小叶上缘。
⑧胼胝体动脉（callosal artery）：在胼胝体压部前方从大脑前动脉主干下缘发出，沿胼胝体沟后行，分布于胼胝体压部及附近皮质。
4.大脑中动脉（middle cerebral artery） 大脑中动脉可呈双干型、单干型、三干型或多干型。供应大脑半球凸面、基底节、额叶下面，并与大脑前动脉、大脑后动脉有丰富的吻合。大脑中动脉一般分为5段：M1（水平段horizontal part）、M2（环绕段circumferential part）、M3（侧裂段lateral fissure part）、M4（分叉段bifurcating part）和M5（终段terminal part）。
（1）大脑中动脉M1、M2及其分支：大脑中动脉颈内动脉的直接延续，从视交叉外侧、嗅三角和前穿质下方颈内动脉分叉起，水平外行，抵达前床突附近的外侧裂窝止，此段为水平段（M1），长14～30mm。其后大脑中动脉呈“C”形环绕岛叶前端进入外侧裂，此段为环绕段（M2）。M2由上干和下干在分叉处分开，在外侧裂池中向后上走行10～22mm后再接近。分叉处为动脉瘤的好发部位。上述2段的主要分支有：
①豆纹动脉（lenticulostriate artery）：从大脑中动脉起始部算起，在10mm以内发出的称为内侧豆纹动脉，在10～20mm范围内发出的称为外侧豆纹动脉，总数2～19支，它们全部发自大脑中动脉的下内面。内、外侧豆纹动脉供应尾状核、豆状核大部、内囊膝和后肢的上3/5。外侧豆纹动脉出血大多发生于壳核，血蓄积于外囊，又名外囊出血。
②外侧眶额动脉（external orbitofrontal artery）：从水平段末端发出，向上外侧走行，供应额叶的下外侧面。当大脑中动脉形成三支时，它可以从其中一支发出。但不超过额下回的三角部。在侧位观，其向前上走行，后前位观时则向下外侧。
③颞极动脉（temporopolar artery）：从M1下缘单干或双干发出，向前外下行，至颞极外侧面绕至内面，分布在颞极外、内面和钩回。
④颞前动脉（anterior temporal artery）：从M1下缘单干或双干发出，浅出后越过颞上回前部斜向后下，分布于颞上、中、下回前部。
（2）大脑中动脉M3～M5段及其分支：大脑中动脉自岛叶沿岛盖表面翻出外侧裂，分出数条皮质支分布于半球表面。在分叉的远端，大脑中动脉干隐于大脑外侧裂内，紧贴岛叶表面，由前下走向后上，此段为侧裂段（M3）。动脉干本身（多为下干）在顶、枕、颞交界处分叉为角回动脉和颞后动脉，此分叉处称分叉段（M4）。而角回动脉一般认为是大脑中动脉的终支，称终段（M5）。
侧裂三角（sylvian triangle）对大脑中动脉和半球背外侧面的定位较为重要。大脑中动脉侧裂段（M3）沿岛叶表面向后上行，该段发出5个分支（外侧眶额动脉、中央前沟动脉、中央沟动脉、顶前动脉、顶后动脉）。这些分支后上行到达岛叶上沟时，位置最深，由此转折向下外行，由大脑裂浅出继续上行。这些分支的转折点可从脑血管造影加以识别。从最前端的转折点到侧裂点连成一线AS，即为侧裂三角的上缘，从大脑中动脉前端至侧裂点S连线BS，即为侧裂三角的下缘。从第1个分支的转折点A至大脑中动脉前端B连线AB即为三角的前缘。侧裂三角ABS中含有上述5个分支。大脑中动脉M3～M5段的主要分支有：
①外侧眶额动脉（external orbitofrontal artery）：见前述。
②中央沟前动脉（precentral sulcus artery）：从侧裂段总干或上干发出，浅出后，斜向后上，分2～3支。前部分支分布于岛盖后部及额中回、额下回后部，后部分支分布于中央前回前部下3/4。此动脉可作为中央前沟定位标志。
③中央沟动脉（central sulcus artery）：从侧裂段主干或上干发出，浅出后，沿中央沟上行，分布于中央沟下3/4两岸皮质。此动脉与中央沟关系恒定，可借以确定中央前、后回。
④顶前动脉（anterior parietal artery）：从侧裂主干或上干发出，浅出后，经中央后沟上行，一支弯向后方深入顶间沟，另一支继续沿中央后沟上行，供应中央后回下3/4及顶间沟前部上下皮质。借此动脉可确定中央后回及顶上、下小叶。
⑤顶后动脉（posterior parietal artery）（缘上回动脉，supramarginal artery）：通常为双干行上干的终支，从外侧裂浅出后上行达顶间沟，供应缘上回及顶上小叶下缘。
⑥角回动脉（artery of angular gyrus）：为单干型的终支或双干型下干的终支，最为恒定。从外侧裂浅出后，沿颞上沟后行，越过角回至顶间沟后部，分布于角回及顶上小叶后部下缘。
⑦颞枕动脉（temporooccipital artery）：为双干型下干的终支或三干型的下干，向后行，分布于颞上回后部和枕叶外面。
⑧颞后动脉（posterior temporal artery）：从双干型的下干或总干下缘发出，或从颞干发出，于大脑外侧裂后端浅出，越过颞上回向后，分布于颞上、中、下回后部。
⑨颞中动脉（middle temporal artery）：从双干型下干或总干下缘发出，浅出后越过颞上回，进入颞上沟斜向后下，分布于颞叶中部，末梢至颞下回上缘。
（三）椎基底动脉系统
1.椎动脉（vertebral artery） 椎动脉是锁骨下动脉的第1分支，椎动脉沿前斜角肌内缘后上行，继而通过上6个颈椎横突孔形成的骨管隧道，从寰椎横突孔走出，弯向后内，越过寰椎后弓，越过寰枕后膜及硬膜入颅，在蛛网膜下隙中沿延髓侧面斜向上内，于脑桥下缘，左右侧椎动脉汇合成基底动脉。椎动脉造影可分为以下5段：
（1）V1段：在前后位片上，是椎动脉穿越过上2～6颈椎横突孔上行的一段。主要分支有脊髓支（5～6支），每节分支经椎间孔入椎管，分2支，一支伴神经根供应脊髓及被膜，另一支分出降支，与上下位同名分支吻合。
（2）V2段：在前后位片上，是椎动脉出枢椎横突孔向外横行到寰椎横突孔的一段。在侧位片上，此段是重叠的。
（3）V3段：从V2末端上行，穿越过寰椎横突孔的一段。主要分支为肌支、神经根支、脑膜后动脉。供应枕下三角各肌、供应C2神经根、颅后窝硬脑膜。
（4）V4段：从V3段上端急弯向后内越过寰椎后弓，达枕骨大孔的一段。主要分支为肌支，供应颈部深层肌。
（5）V5段：从枕骨大孔后，斜向上内达中线，与对侧同名动脉汇合成基底动脉的一段。V5段发出小脑下后动脉后，在前后位片上，常向下形成一襻状弯曲，然后上升再与对侧吻合。主要分支有：
①脑膜前支（anterior meningeal branch）：平枕骨大孔发出，供应孔前面的硬脑膜。
②脑膜后支（posterior meningeal branch）：供应大脑镰、小脑镰、小脑幕及邻近硬脑膜。
③脊髓后动脉（posterior spinal artery）：有时从小脑后动脉发出，分布延髓下部背侧（薄、楔束及核、小脑下脚）。
④小脑下后动脉（inferior posterior cerebellar artery）：多从椎动脉上端、平橄榄中下1/3平面发出，常有2～3个弯曲。于小脑扁桃体内侧分成2个终支。主要分支有：一是下蚓支（inferior vermal artery）供应小结、蚓椎体、蚓垂；二是半球支（hemispherical branch）可分3支，供应半球下面中后部，并与小脑上动脉吻合；三是第四脑室脉络丛支（branch to choroidal plexus of fourth ventricle）构成第四脑室脉络丛垂直部；四是脊髓支（7～10支）（medullary branch）分布于由髓纹至菱形窝下角的延髓背外侧部。
⑤脊髓前动脉（anterior spinal artery）：从两侧椎动脉合并前的内侧面发出，平橄榄与对侧吻合，形成脊髓前正中动脉下行，分布延髓下部及脊髓前后角和中央灰质。
⑥延髓动脉（medullar artery）：从脑桥下缘椎动脉干发出，分布于延髓上部的锥体、舌下神经核、下橄榄核。
2.基底动脉（basilar artery） 左右椎动脉于桥延交界处合成，经脑桥基底动脉沟上行至脑桥上缘，全长约3cm。基底动脉口径下段平均为5.43mm，中段为4.3mm，上段为4.42mm。主要分支有：
（1）小脑下前动脉（anterior inferior cerebellar artery）：多从基底动脉下1/3发出，行向下外分支供应展神经、面神经、前庭蜗神经、小脑前下面、脑桥背盖尾侧部、小脑中脚下部和下脚、第四脑室脉络丛侧部。分有内听动脉（internal auditory artery），其伴前庭蜗神经入内耳道，供应耳蜗、前庭、半规管。
（2）脑桥支（pontine branch）：为基底动脉至脑桥的小分支，每侧有10余支，从基底动脉后壁和侧壁发出。可分为3组：旁正中动脉、短回旋动脉、长回旋动脉。
（3）小脑上动脉（superior cerebellar artery）：每侧多为一支起自基底动脉上端，与大脑后动脉相伴行，分支供应小脑上蚓和半球上面、小脑髓质和齿状核、小脑上脚、中脚、前髓帆、松果体、第三脑室脉络丛、脑桥中脑交界的被盖。主要分支有：
①上蚓支（superior vermal branch）：分布于上蚓、方叶及上半月叶内侧部及邻近脑干部，并有深支达髓质。
②半球支（hemispherical branch）：分布于方叶及上半月叶外侧部及邻近脑桥中脑部，并有深支达髓质。
③脑桥被盖支：分布被盖区域。
3.大脑后动脉（posterior cerebral artery） 基底动脉在鞍背水平发出双侧的大脑后动脉，可分为4段。P1段：从起始到后交通动脉连接处的一段为P1段，亦称交通前段。P2段：从后交通动脉起至中脑后外面发出颞下支的一段，亦称交通后段或环池段。P3段：从P2段到发出顶枕动脉和距状沟动脉二终支的一段，又称四叠体段。P4段：为P3段末端发出的枕支，即顶枕动脉和距状沟动脉。主要分支有：
（1）中央内侧动脉（medial central artery）：共有3～7支，由交通前段发出，头侧群供应下丘脑垂体、漏斗和灰结节，尾侧群供应乳头体、底丘脑、丘脑内壁和内侧核团。主要分支为丘脑穿动脉（thalamoperforating artery），为中央内侧动脉中粗大的分支，由后穿质入脑营养丘脑前部及内侧部、下丘脑及中脑黑质、红核等。
（2）丘脑膝状体动脉（thalamogniculate artery）：从交通后段发出，供应内、外侧膝状体、丘脑枕和大部外侧核团及内囊后肢。
（3）四叠体动脉（quadrigeminal artery）：从交通前段或后段近端发出，与小脑上动脉伴行绕过大脑脚，沿途分支到大脑脚、四叠体、松果体。
（4）脉络膜后内侧动脉（posterior medial choroidal artery）：于大脑后动脉交通后段发出，于上丘平面入大脑横裂，参与第三脑室脉络丛。分支营养大脑脚、上丘、松果体、膝状体、丘脑后上部及丘脑枕。
（5）脉络膜后外侧动脉（posterior lateral choroidal artery）：从交通后段发出，在海马沟回处入海马沟，参与侧脑室脉络丛，发支至穹窿、海马连合、尾状核、丘脑背外侧核、丘脑枕及外侧膝状体。
（6）中脑支（mesencephalic branch）主要分支有：
①旁正中动脉（paramedian artery）：从大脑后动脉内侧部、基底动脉分叉部，及后交通动脉根部发出，形成动脉丛，再由丛发出分支进入后穿质，供应脚间窝、中缝核，包括动眼神经核、内侧纵束、红核、大脑脚内侧部。
②短回旋动脉（short circumferential artery）：可从大脑后动脉近段、脚间丛和小脑上动脉近段发出，供应大脑脚的中间和外侧部、黑质、被盖外侧部及中脑上部。
（7）胼胝体背侧动脉（dorsal callosal artery）：发自大脑后动脉P3段，后上行，分布于胼胝体背侧。
（8）皮质支（cortical branch）主要分为以下5支：
①颞下前动脉（inferior anterior temporal artery）：在海马旁回、钩附近从大脑后动脉发出，分布于颞下回和海马旁回前部。
②颞下中动脉（inferior middle temporal artery）：于海马钩中部，从大脑后动脉发出，分布于梭状回和颞下回中部。
③颞下后动脉（inferior posterior temporal artery）：在海马钩后部发出。
④距状沟动脉（calcaring artery）：为大脑后动脉终支之一。于距状裂与顶枕沟汇合处分出距状沟动脉，分布于楔叶、舌回、枕叶外面月状沟和枕叶外侧沟以后的部分。
⑤顶枕动脉（parietooccipital artery）：为大脑后动脉的另一终支，于距状裂与顶枕裂汇合处分出，后上行，分布于楔叶、楔前叶及半球背外侧面。
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