神外手术中,静脉的处理通常比动脉更为纠结,比如对颞前入路中的侧裂静脉(大脑中浅静脉)、MVD术中的岩上静脉、中颅底入路下的岩上窦的离断问题,又如对海绵窦的确切定义等。这些问题的背后逻辑应该是建立在对静脉胚胎发育的理解上的。笔者在学习Dolenc教授的经典著作《Cavernous Sinus Developments and Future Perspectives》(2009)时,曾被第三章“Venous anatomy of the lateral sellar compartment”中展示的一些黑白手绘脑静脉胚胎发育图片所震撼,有幸从华中科技大学同济医学院附属协和医院的赵沃华老师那里获取了原著——Padget发表于1957年的古董级文献“The development of the cranial vein”,大量的清晰原图让人如获至宝,但整整75页蝇头小字和满目生僻的胚胎名词,顿时让人望而却步。近来终于有时间仔细研读这篇宏伟巨著,面对如此艰深的内容肯定得边做笔记边学习,而在学完全篇后才发现,赵老师早已在两年前发布了此文的中文笔记“脑静脉胚胎发育”,甚至还给原图进行了重制和配色。虽未谋面,但从赵老师的公众号内容可看出他在脑血管方面的极深造诣,也因此很欣喜,因为发现自己的很多理解和赵老师不谋而合。尽管有珠玉在前,我仍然想认真做一份读书笔记,记录学习过程中的一些重要知识点和思考过程。由于我对胚胎学所知甚少,中文翻译和理解必然有很多不当之处,希望同道多多批评指正。


Dorcas Hager Padget女士(1906-19731948年和19561957年先后发表了脑动脉1和脑静脉2,3胚胎发育的研究成果。她将脑动脉的胚胎发育分为8期(Stage 1-7和成人),胚期(embryonic period以“斯特里特发育分期”(Streeter developmental horizonsHorizon I-XXIII23期)、胎儿期(fetal period)以月龄,以及冠臀长(crown-rump lengthCRLmm来记录(相关内容可参见赵沃华老师的公众号“脑血管解剖笔记”系列)。在她10年后的脑静脉胚胎发育的研究中,Padget依然沿用了动脉发育的8分期,但需了解,静脉发育较动脉发育明显延迟(动脉发育在胎儿40mm阶段完成,而静脉发育为80mm阶段,且很多重要吻合直到出生后才形成)和更为复杂;因此她将静脉发育的8个阶段调整为如下:

  • 阶段1:对应动脉发育Stage1和)2,胚期Horizon XIV5-8mm

  • 阶段2对应动脉发育Stage 3,胚期Horizon XVXVI6-12mm

  • 阶段3:对应动脉发育Stage 4,胚期Horizon XVIIXVIII10-16mm

  • 阶段4:对应动脉发育Stage 5,胚期Horizon XIX16-21mm

  • 阶段5:对应动脉发育Stage 6,胚期Horizon XXXXI18-26mm

  • 阶段6:对应动脉发育Stage 7,胎儿期2.5月龄(40mm

  • 阶段7:新增Stage 7a,胎儿期3月龄(60-80mm

  • 阶段8:出生后(postnatal)的婴儿(infant)或成人(adult)阶段

本笔记分为四篇,上篇记录阶段1-4stage 2-5),中篇记录阶段5-6stage 6-7),下篇记录阶段7-8stage 7a和出生后),附篇为原文篇末所附图片集。关于8(出生后)的内容,在1957年的文章3中并未重点呈现,主要见于1956年先发表的另一篇相对简短的文章2,重点阐述了成人解剖与胚胎解剖的不同和演变原理。笔者将融入相关章节。文中加粗字体为胚胎解剖名词,加粗加下划线字体为成人解剖名词,斜体为比较胚胎学(comparative embrylogy内容。图片中的静脉结构将加以中文标注。


Stage1Horizon XIII)(4-5mm)和)2Horizon XIV)(5-8mm

之所以将stage 1带上括号并入stage 2,是因为有鲜明动脉发育形态的stage 1,所呈现的静脉模式却非常简单和短暂,很快被stage 2的模式代替,故将动脉发育的两期并为静脉发育的一期来描述。

此阶段胚胎为典型的脊椎动物胚胎,其特征包括:1)三腮弓:下颌弓(mandibular)、舌骨弓(hyoid)、舌咽弓(glossopharyngeal);2)五脑泡:端脑(telencephalon)、间脑(diencephalon)、中脑(mesencephalon)、后脑(metencephalon)、末脑(myelencephalon);视杯(optic vesicle)内出现外胚层晶状体囊泡(ectodermal lens vesicle);颈内动脉供应前脑,基底动脉初现。脑静脉远未成熟。

胚胎头部由前主静脉(anterior cardinal vein引流,体部由后主静脉(posterior cardinal vein引流,两者汇合为总主静脉(common cardinal vein / duct Cuvier

stage 1,头部由原始后脑通道(primordial hindbrain channel / primitive rhombencephalic vessel引流至前主静脉,其位于神经管背侧、所有颅神经的内侧,故有学者称为头内侧静脉(vena capitis medialis,很快演变为软膜动静脉。

stage 2,神经管被覆的原始毛细血管丛(primitive capillary plexus,由更浅层的三组硬膜静脉丛(anterior, middle, posterior dural plexuses经三支硬膜静脉干(anterior, middle, posterior dural stem汇入原始头窦(primary head-sinus,引流至前主静脉。原始头窦位于颅神经VX的内侧、VIIVIIIIX和耳泡(otocyst)的外侧,故有学者称为头外侧静脉(vena capitis lateralis;是未来硬脑膜静脉窦的原型。

1、比stage 1稍早期的阶段。A1-220体节(somites)胚胎,Horizon XIB1-328体节胚胎,Horizon XII。原始后脑通道消失,继而由原始头窦引流至前主静脉


此阶段,原始头窦的唯一腹侧属支是原始上颌静脉(primitive maxillary vein,分布在新生成的上颌突(maxillary process),引流视泡(optic vesicle)和嗅区,是未来所有眶和眼的静脉的原型。

前主静脉将最终发育为颈内静脉。此阶段尚无颈外静脉(stage 6才成形),其此时的雏形为咽腹侧静脉(ventral pharyngeal vein,分布在第1-3腮弓(未来形成面和颈),汇入总主静脉;此后会向上迁移,汇入前主静脉,并改名为舌面静脉(linguofacial vein;在后期成为颈外静脉的属支。

2stage 2A)和stage 3B



Stage 3,胚期Horizon XVXVI6-12mm

此阶段胚胎的特征:额部和上颌扩大,四肢伸长;眼和鼻进一步发育;上颌突显著发育,腮弓进一步变化;大脑半球外翻,与间脑显著区分,小脑生长导致桥脑屈曲;脑动脉已大部分成形,椎动脉开始形成;但静脉仍无成人形态。

3.1 硬膜静脉前丛的细化——软膜蛛网膜属支的出现

硬膜静脉前丛最前端形成原始边缘窦(primitive marginal sinus / Markowski’s marginal vein,界定了发育中的大脑半球的头端背侧缘与中线之间的界限,包含了未来的上矢状窦横窦

静脉丛中的一支形成端脑静脉(telencephalic vein,界定了半球的尾端腹侧缘,引流原始纹状体,未来将形成大脑中浅静脉,其干将延续至未来的原始天幕窦。另一内侧属支形成间脑腹侧静脉(ventral diencephalic vein,横跨蛛网膜,在胚胎早期连接软膜和硬膜。两者都是下一阶段软膜蛛网膜的雏形。

硬膜静脉前丛则随着端脑的扩张进一步远离神经管。

3.2 硬膜静脉中丛及其干进一步变大,引流后脑(metencephalon)。

3.3 硬膜静脉后丛、原始头窦、前主静脉(原始颈内静脉)交界处的显著变化

原始头窦的外移:在颅神经X的外侧形成二次吻合(secondary anastomosis,预示着原始头窦将从X的内侧逐渐转移至外侧;X的周围形成一静脉环;XI也被夹在其中。

硬膜静脉后丛干向尾端移位,直接汇入前主静脉(原始颈内静脉),并在未来成为乙状窦的尾侧部分。

原始头窦遗留在X内侧、IXX之间的部分并不消失,源自原始后脑通道/头内侧静脉,继续贴行于脑面,并形成另一新软膜蛛网膜属支末脑腹侧静脉(ventral myelencephalic vein,界定了原始颈内静脉的上界,并在未来成为岩下窦

3.4 手臂的静脉

Stage 2阶段,臂芽(arm bud)由胸腹/胸外侧静脉(thoracoepigastric / lateral thoracic vein引流,汇入后主静脉。

Stage 3阶段,手由缘静脉(marginal vein引流,加入原始尺静脉primitive ulnar vein

胸腹/胸外侧静脉和原始尺静脉汇合形成原始锁骨下静脉(primitive subclavian vein,汇入总主静脉或前主静脉(原始颈内静脉)

3stage 3A)和stage 4B

3.5 原始颈内静脉的外移

Padget脑静脉胚胎发育笔记(上)

当总主静脉下移至C7-C8层面,前主静脉即可改称为原始颈内静脉(primitive internal jugular vein

原始头窦原始颈内静脉整体外移在此时期发生,是静脉系统为了克服来自颅神经X-XII的外侧机械压迫的自然演变,最终移位到了上述颅神经的外侧(这也是成人颈静脉孔区解剖关系的由来——后组颅神经出颅后在颈内静脉上段的前内侧)。

舌下神经的发育阻挡了舌面静脉(咽腹侧静脉演变而来)的上移。

4、原始颈内静脉在外移之前受到颅神经XII的机械压迫


Stage 4,胚期Horizon XVIIXVIII10-16mm

此阶段胚胎特征:舌骨弓(第2腮弓)发育;下颌弓(第1腮弓)和上颌突(第1腮弓的支)分别形成鲜明的下颌和上颌;鼻进一步发育;外耳初现;手指初现。

多个散在的原始软骨颅底生发中心出现,包括脊索周围的枕骨基底、鞍区、双侧耳囊;膜性颅骨则在背侧生发,伴随的是这些区域的硬膜发育,原始头窦及其三组背侧属支均包含其中;这使得硬膜与其腹侧的脑壁软膜层分离,此间隙内的疏松间质即为原始蛛网膜(primitive arachnoid;由此形成了脑膜三层结构的化分。

4.1 硬膜静脉窦无明显变化

此阶段原有的硬膜静脉窦无显著变化;但有一丛状静脉通道即将形成,此通道与原始头窦平行,将在下一阶段连接前、中、后硬膜静脉丛,位于颅神经V和耳泡的背侧。

4.2 眼周围的静脉发育

原始上颌静脉,之前作为原始头窦的唯一腹侧属支,位于此阶段原始软骨蝶鞍的外侧界,主要引流眼的尾端和腹侧。随着上颌的发育,其下级属支也逐渐丰富,包括:1原始视网膜中央静脉(primitive central vein of the retina,从视柄(optic stalk)的尾端腹侧穿过脉络裂;2鼻内侧静脉(medial nasal vein,分布于颅神经V2的尾端外侧区域,引流上颌、翼肌和颞肌。

眼的头端和背侧则由一支新生静脉引流,原始眶上静脉(primitive supraorbital vein,走行于V1IV之间,汇入原始头窦或硬膜静脉前丛干;这一毗邻关系将在stage 7随着出现眼和眶所有静脉的总干而改变;其在未来将成为眼上静脉的主要组分。

4.3 颈部神经血管的关系建立

在此阶段,原始颈内静脉外移至舌下神经外侧的过程将完成,后者可穿经静脉的一小洞(成人的双干颈内静脉变异)。舌面静脉也将通过二次吻合部分性向上向外移位至XII的背侧和外侧,形成未来的面总静脉XII的解剖关系。XII向内进入舌的原基;C2C3脊神经加入XII形成颈袢。

5stage 4

4.4 软膜蛛网膜静脉的进一步发育

此前神经管表面的原始毛细血管网,由一些较短的软膜硬膜静脉汇入三支硬膜静脉丛。随着大脑半球和小脑原基的扩张,三支硬膜静脉丛及原始头窦向外侧移位,导致上述发自内侧的软膜硬膜静脉属支被拉长;大部分因此而消失,形成“cleavage of blood vessels”;少数残留者延长扩张,并进一步二次吻合,这一发生在软膜静脉之间的二次吻合包括纵向吻合和横向吻合先后两个过程,该过程将减少上述软膜硬膜静脉的数量,最终形成了每个原始脑区1-2支向外横向走行、穿经蛛网膜层的软膜蛛网膜静脉pia-arachnoidal vein主干(笔者理解其实是软膜蛛网膜硬膜静脉):间脑腹侧静脉末脑静脉端脑静脉中脑静脉(mesencephalic vein后脑静脉(metencephalic vein;从stage 3初现,到stage 5基本定型;它们的位置和数量均存在变异;它们进入硬膜静脉窦之前都会与硬膜内表面有一定程度的附着。软膜静脉均位于动脉的深面,且多呈90°交叉;仅上述软膜蛛网膜静脉主干位于动脉的浅面。

6stage 4,大图是去除了小图中的硬膜静脉主干,以显示各脑泡的软膜蛛网膜静脉主干

7stage 3A)、4B)、6C),AB显示软膜蛛网膜静脉的形成,C显示上矢状窦、直窦、横窦、原始边缘窦的形成和移位过程

8stage 4A稍早,B稍晚,右侧是左侧的去除大脑观。显示了软膜静脉间的二次吻合过程

4.5 间脑腹侧静脉的发育

间脑腹侧静脉此阶段进一步发育,位于原始下丘脑,紧邻后交通动脉下方,构成未来基底静脉的一部分。其软膜属支与中脑静脉的属支吻合;也与端脑外侧静脉(lateral telencephalic vein的属支吻合,后者是未来大脑中浅静脉的雏形;而这一吻合也是形成端脑内侧静脉(medial telencephalic vein的开始,后者是未来大脑中深静脉的雏形,沟通基底静脉和大脑中浅静脉。


Stage 5,胚期Horizon XIX16-21mm

此阶段的胚胎,眼、鼻、上下颌、耳的外形可初步识别,大脑半球和小脑显著扩张,耳囊显著发育,使得硬膜静脉窦形态显著变化,而软膜静脉及其软膜蛛网膜静脉主干无实质性变化;静脉系统仍远未成熟。

5.1 原始头窦的退化、乙状窦的形成

原始头窦移位至耳囊下方与颅神经VII远段之间。颅神经和耳囊背侧出现一条新的纵行硬膜静脉通道,连接各硬膜静脉丛,替代位于腹侧的原始头窦。

其中,硬膜静脉中、后丛之间的这一段新通道,加上硬膜静脉后丛干,即形成了第一个形态完备的硬膜静脉窦,乙状窦。硬膜静脉后丛干将在未来形成乙状窦的尾端以及枕骨大孔附近的边缘窦(不同于端脑的原始边缘窦);残留的硬膜静脉后丛与中丛之间的吻合将在未来形成枕窦

硬膜静脉前、中丛干之间的这一段新通道,为原始横窦(primitive transverse sinus(外侧部),位置和走行均未定型(见下文)。

由于乙状窦的形成,硬膜静脉中丛干的形态变细,但之后会扩张成为耳囊前窦(pro-otic sinus;其引流方向也发生相应改变:之前是引流原始小脑至腹侧的原始头窦,之后是反向引流前脑和中脑至背侧的乙状窦,但这也是暂时的。

上述静脉窦的发育在左右侧是不对称的。

5.2 颅外静脉的发育

眶区背侧,由原始眶上静脉引流,在上一阶段出现;在此阶段位于V1的眶上支和额支附近区域,由镫骨动脉的眶上支供血;其眼支,称为原始涡背/上静脉(primitive dorsal/superior vorticose vein

眶区腹侧,由原始上颌(眶下)静脉引流,stage 2之前即出现。之前仅负责眼的引流,但在stage 5之后越来越多囊括了其他上颌区域的引流,发育达到顶峰。其眼支,包括原始涡腹/下静脉(primitive ventral/inferior vorticose vein原始睫状静脉(primitive ciliary vein原始视网膜中央静脉。原始上颌静脉的引流尚包括鼻和上颌,内侧属支与V1的鼻睫神经伴行,外侧属支与V3伴行到达翼肌和颞肌的原基,形成翼丛;因此,从原先的V2区域扩展到了所有V1-V3的区域。未来面前静脉也初现,将在stage 6阶段形成。

下颌区域仍由舌面静脉引流。其内侧属支仍与XII伴行进入舌根;外侧属支则与V3伴行,并与原始上颌静脉在唇外缘附近形成丛状吻合。

手臂区域出现一支位于桡侧的新生静脉,原始头静脉(primitive cephalic vein,与先前位于尺侧的原始尺静脉在远端通过缘静脉延续。原始头静脉的近端暂时性地行于锁骨原基的上方,此段称为颈头静脉(jugulocephalic vein,此后会消失。

颈节间静脉cervical intersegmental vein与同名动脉和同节段颈神经伴行,下节段者起初汇入后主静脉;之后随着颈部的延长而上移,汇入前主静脉(颈内静脉)或总主静脉。此后,继发纵行吻合形成原始椎静脉(primitive vertebral vein,而大部分颈节间静脉不再直接汇入颈内静脉。椎静脉与椎动脉伴行,向下穿经C6C7的横突孔,汇入颈内静脉或原始锁骨下静脉;向上与未来颈深静脉(deep cervical vein的组分一起加入枕骨大孔周围的各导静脉:1原始髁导静脉(primitive condylar emissary vein,汇入乙状窦(stage 5);2原始舌下导静脉(primitive hypoglossal emissary vein,汇入原始末脑静脉(未来的岩下窦)(stage 4晚期);3原始乳突导静脉(primitive mastoid emissary vein,汇入乙状窦(stage 6)。在此阶段,上述导静脉仅向内汇入;随着之后的颈外静脉系统的建立,它们最终形成乙状窦与颈外静脉之间的广泛侧枝吻合(stage 7)。

9stage 5


引用文献

1.Padget DH. The development of the cranial arteries in the human embryo. Contrib Embryol. 1948;32:205-261. 

2.Padget DH. The cranial venous system in man in reference to development, adult configuration, and relation to the arteries. Am J Anat. May 1956;98(3):307-55. 

3.Padget DH. The development of the cranial venous system in man, from the viewpoint of comparative anatomy. Contrib Embryol. 1957;247:81-140.