引
言
海綿竇是隨著腦靜脈的胚胎發育逐步演變而來的。腦靜脈的胚胎發育的內容比較生澀難懂,但通過學習,也方便我們理解腦靜脈的形態變化以及一些血管畸形的原理。
一、概述
1、出生前時期分為胚胎期(embryonicperiod)和胎兒期(fetal period)。受精後的頭8周為胚胎期,8周之後至出生前為胎兒期。
2、談到腦動脈的胚胎發育,需要銘記Dorcas Hager Padget女士(1906-1973)的貢獻(Kretzer 2004)。Padget女士是神經外科插畫師和神經胚胎學家。她在霍普金斯醫院長期協助著名的神經外科醫生Walter Dandy工作。同樣,Padget女士也發表了數篇有關腦靜脈發育研究的文章,也是目前研究靜脈發育的非常重要的文獻,很多後續研究都會引用這些研究成果(D.Padget,1957; D.H.Padget, 1956)。
3、和腦動脈的胚胎發育一樣,腦靜脈的胚胎發育也是隨著胚胎本身的演變,周圍環境的變化而有序地進行的。與腦動脈相比,腦靜脈的變化相對較晚。即使到了出生後,早期嬰兒的靜脈形態與成年人都有所區別,特別是靜脈竇的形態差異更大,與出生後顱骨骨化的變化有關。
二、海綿竇靜脈胚胎發育
(一)早期
腦血管結構在胚胎第一個月末和第三個月之間的時期出現。神經管(neural tube)是胚胎第一個有血供的永存器官。胚胎第4周的腦血管系統包括有兩個背側主動脈(dorsal aortae)及雙側的前主靜脈(precardinal vein,anterior cardinao vein)。
前主靜脈往顱側的延續稱為原始頭靜脈(primary head vein),顱頸區第一個完整的引流通路,為軟膜動脈和靜脈的演變提供了內膜增生物質。原始頭靜脈位於三叉神經和迷走神經內側,位聽神經、面神經、舌咽神經和聽囊(otocyst,也稱聽泡)的外側。原始頭靜脈通過三支硬腦膜幹引流神經管,所以又稱為原始頭竇(primary head sinus)。就是說,原始頭竇與前主靜脈延續,後者在頸靜脈孔水平形成頸內靜脈。
胚胎第4周中期胚胎血管系統示意圖,心臟開始泵血和有血液循環(Dolenc 2009)。心臟的流出通路包括4對主動脈弓和成對的背側主動脈,供血至頭部和軀幹。3對靜脈(臍靜脈,卵黃囊靜脈和主靜脈)將血液帶回心臟。
(二)硬腦膜幹和原始頭竇
胚胎第一個月結束後,胚胎約5-8mm(第2期)。此時,整個神經管被原始毛細血管包繞。由嘴側神經管發育而來的腦部,由三個硬腦靜脈叢,分別匯成硬腦膜前、中、後幹進行靜脈引流。這些硬腦膜幹在成人硬腦膜竇的形成中起主要作用。
硬腦膜前幹引流前腦(forebrain,包括端腦telencephalon和間腦diencephalon)和中腦(midbrain,又稱mesencephalon)。原始上頜靜脈也是第2期原始頭竇的主要屬支。硬腦膜前幹和原始上頜靜脈,匯合到一起後,引流至原始頭竇。原始頭竇向尾側與原始頸內靜脈(primitive jugular vein)延續。
硬腦膜中幹引流後腦(metencephalon,包括橋腦pons和小腦cerebellum),而硬腦膜後幹引流末腦(myelencephalon,即延髓medulla)。
Padget第2期,5mm胚胎(Dolenc 2009)。
頭、頸部靜脈發育示意圖示意圖,冠臀長8mm胚胎(Standring,2016)。
(三)背側縱行靜脈通路形成和原始頭竇退化
伴隨著腦膜的分化,在未來的蛛網膜層,連接軟腦膜層和硬腦膜層內多量的小的靜脈腔道的數量逐漸減少,匯合成少數拉長的靜脈,這稱為軟膜-蛛網膜靜脈(pia-arachnoidal veins),以後發育成橋靜脈(bridging veins)。隨著血管的分裂,就逐步形成了成人的主要通過橋靜脈引流至硬腦膜竇的靜脈引流方式。
胚胎硬腦膜幹在背外側的融合和在數個硬腦膜幹之間形成了縱向的吻合,形成了上矢狀竇、橫竇和乙狀竇。
硬腦膜前幹頭端形成原始邊緣竇(primitive marginal sinus),參與形成後來的上矢狀竇和部分橫竇。硬腦膜前幹的另一個重要屬支是端腦靜脈(telencephalic vein),又稱大腦中靜脈(middle cerebralvein)。硬腦膜前幹主幹形成後來的小腦幕竇(tentorial sinus)。在硬腦膜後幹和原始頭竇的結合處,原始頭竇移行至迷走神經外側,而硬腦膜後幹移向更尾側。位於迷走神經外側的這部分頭竇和硬腦膜後幹形成後來的乙狀竇。
隨著背側縱行靜脈通路形成,原始頭竇縮小,特別是耳泡的腹側區域。位於三叉神經下方的原始頭竇的嘴側殘留部分失去了腦引流的功能,稱為耳前竇(pro-otic sinus),它是海綿竇的前體。
Padget第3期,10mm胚胎(Dolenc 2009)。
Padget第4期,14mm胚胎(Dolenc 2009)。
Padget第5期,18mm胚胎(Dolenc 2009)。
Padget第7期,40mm胚胎(Dolenc 2009)。
Padget第7a期,60—80mm胚胎(Dolenc 2009)。
頭、頸部靜脈發育示意圖示意圖,冠臀長24mm胚胎(Standring,2016)。
(四)海綿竇及其屬支和引流靜脈的發育
在Padget第6期,位於聽囊背側的乙狀竇是主要的腦的引流通路。隨著原始頭竇的縮小,舊的硬腦膜中靜脈叢的血管改變了血流方向,走向新形成的聽囊背側的乙狀竇。連接原始上頜靜脈的硬腦膜前靜脈叢也逐漸縮小,最後消失。這樣,頭前部和腦的淺部的靜脈血,通過大腦中淺靜脈和小腦幕竇,引流至原始橫竇。
在胚胎第2月末,隨著顱骨和腦膜的發育,環繞頸內動脈的耳前竇內側屬支發育成海綿竇,在耳軟骨和基底枕軟骨之間的耳前竇內側屬支發育成巖下竇。海綿竇和巖下竇形成眶部直接的引流通路。此時海綿竇與腦的靜脈引流無關。隨著原始頭竇尾側部分的退化,巖下竇成為為海綿竇的主要引流途徑。
雙側海綿竇向中線的延伸,形成海綿間竇。耳前竇的外側屬支發育成原始硬腦膜內的腦膜中靜脈,引流顱骨腦膜。
隨著頸外靜脈系統的發育,通過原始上頜靜脈和背側咽靜脈的靜脈引流的血流方向發生了逆轉。這樣形成了海綿竇通過顱中窩底骨孔的導靜脈向翼靜脈叢的引流。
端腦尾腹側的軟膜-蛛網膜靜脈,稱為端腦靜脈(telencephalicvein,以後發育成大腦中靜脈),形成引流至橫竇的胚胎小腦幕竇。在胎兒後期或出生後,隨著大腦半球增大,胚胎小腦幕竇向後方拉長,位於顱中窩內側,與海綿竇連通。
巖上竇形成自腹側後腦靜脈(ventral metencephalic vein,後來發育成巖上靜脈)的硬腦膜端。腹側後腦靜脈是引流後腦(metencephalon,後來發育成小腦和橋腦)腹側區的軟膜-蛛網膜靜脈,向外側引流至橫竇。巖上竇和海綿竇後部的內側吻合也發生與胎兒晚期或出生後。
胚胎期海綿竇和竇旁靜脈的發育解剖示意圖(Tanoue 2006)。A,側位,B,矢狀位。8周胚胎,腦靜脈發育自圍繞原始腦泡周圍的原始硬腦膜叢。兩個主要的原始靜脈竇,即原始小腦幕竇和耳前竇,參與形成海綿竇和竇旁靜脈。原始大腦中淺靜脈通過原始小腦幕竇與橫竇相連。
12周胚胎,數周后,隨著大腦半球的發育,原始大腦中淺靜脈拉長,向前內側發育形成大腦中淺靜脈(Tanoue 2006)。耳前竇參與形成眼上靜脈、海綿竇和卵圓孔靜脈叢。
左為矢狀位;右為側位(Tanoue 2006)。在發育好的胚胎中,在胎兒期前,大腦中淺靜脈更向前內側發展。但在很多病人中,並沒有大腦中淺靜脈和海綿竇的直接聯繫。出生後的二級吻合形成大腦中淺靜脈和海綿竇之間的連接,以及連接到後期退化的原始小腦幕竇。
三、小結
1、早期胚胎由硬腦膜前、中、後幹發出的靜脈叢起著靜脈引流的作用。硬腦膜前幹和原始上頜靜脈匯合成原始頭竇。
2、胚胎硬腦膜幹在背外側的融合和在數個硬腦膜幹之間形成了縱向的吻合,形成了上矢狀竇、橫竇和乙狀竇。
3、原始頭竇逐漸縮小,嘴側殘留部分失去了腦引流的功能,稱為耳前竇。
4、隨著顱骨和腦膜的發育,環繞頸內動脈的耳前竇內側屬支發育成海綿竇,其後方的耳前竇內側屬支發育成巖下竇。
5、其他海綿竇屬支或引流靜脈逐漸發育,至出生後靜脈系統才發育成熟。
四、作者簡介
趙沃華
副主任醫師、醫學博士、博士後。華中科技大學協和醫院神經外科副主任,出血性腦血管病區主任,華中科技大學協和醫院西院神經外科常務副主任。
1996年碩士畢業於同濟醫科大學,2000年博士畢業於華中科技大學,分別師從趙洪洋教授和朱賢立教授,學習顯微神經外科技術。在華中科技大學協和醫院神經外科工作五年後,赴首都醫科大學北京宣武醫院做博士後研究,師從凌鋒教授學習神經介入技術。2007年底回到華中科技大學協和醫院神經外科主持腦血管病介入和手術工作。
主要從事腦和脊髓血管疾病介入和顯微手術,如腦動脈瘤、腦動靜脈畸形、腦動靜脈瘻、煙霧病、腦出血、頸動脈狹窄、顱內動脈狹窄等疾病的治療。
學會任職:
中國醫師協會神經介入專業委員會委員
中國老年學會心腦血管疾病分會委員
中國抗衰老學會神經系統疾病專業委員會委員
中國醫師協會神經外科畢業後教育委員會(CBNS)師資委員會委員
湖北省卒中學會常務理事
湖北省卒中學會神經外科分會副主任委員
湖北省腦血管病防治學會神經介入專業委員會副主任委員
五、參考文獻
Dolenc,V.V.,& Rogers, L.(2009). CavernousSinus Developments and Future Perspectives. New York: Springer-Verlag/Wien.
Padget,D.(1957)The development of the cranial venoussystem in man,from the viewpoint of comparative anatomy. Vol. 36: Carnegie Instn. Wash. Publ.
Padget,D.H. (1956). The cranial venous system in man in reference to development, adultconfiguration, and relation to the arteries. Am J Anat,98(3), 307-355.
Standring,S.(2016). Gray’s Anatomy(41th ed.):Elsevier.
Tanoue,S.,Kiyosue,H.,Okahara,M.,Sagara,Y.,Hori, Y.,Kashiwagi,J.,& Mori,H.(2006). Para-cavernous sinus venous structures: anatomic variations and pathologicconditions evaluated on fat-suppressed 3D fast gradient-echo MR images. AJNR Am J Neuroradiol, 27(5), 1083-1089.