
总结颅内外沟通性静脉主要通道的结构功能和临床意义的相关研究进展。
以"vertebral venous plexus" "pterygoid venous plexus" "emissary vein" "diploic venous" "extracranial venous outflow"以及"椎静脉丛" "翼丛" "导静脉" "板障静脉" "颅外静脉引流"为关键词,在PubMed、Web of Science、中国知网、万方数据等数据库中检索1957年1月—2019年1月国内外有关颅内外沟通性静脉通道研究的文献,对该通道主要的结构功能及临床意义进行总结分析。
共检索到文献518篇,按纳入标准和排除标准,最终纳入35篇英文文献。导静脉、板障静脉、静脉丛相互沟通并与颅内静脉窦沟通,形成颅内颅外静脉广泛的吻合交通。利用MR、CT等成像技术可明确病变与这些颅内外沟通性静脉通道之间的解剖关系,这对经鼻内镜颅底手术及神经介入手术具有重要价值。这些静脉通道还参与了颅内压调节,并可能与多发性硬化、老年痴呆等神经系统疾病有关。
了解颅内外静脉主要通道的结构功能及其与颅内病灶之间的关系,对于经鼻内镜颅底手术及神经介入治疗具有重要价值。颅内外静脉通道相对于颅内外动脉通道要复杂得多,其生理及血流动力学特点还需要进一步研究。
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颅内外沟通性静脉通道是指通过静脉丛、导静脉、板障静脉等在颅内外静脉之间形成的广泛吻合交通。这些静脉通道可以在颅内静脉窦血栓形成时发挥重要的静脉引流作用,了解其结构功能将有助于理解部分硬脑膜动静脉瘘的发病机制并成为重要的介入治疗通道。同时,这些通道在颅外感染向颅内扩散及部分肿瘤向颅内转移的过程中发挥作用。对这些静脉通道的研究最早可以追溯到18世纪初,法国的解剖学家Gilbert Breschet开始对椎静脉丛进行描述,并对脑脊髓静脉做了大量解剖工作,其中包括对颅骨板障静脉的解剖研究。一个多世纪以后,美国的解剖学家Oscar V. Batson于1940年描述了椎静脉丛的功能,并证实了它与前列腺静脉丛的沟通以及在前列腺癌转移中发挥的作用。随着神经解剖学的发展,颅底静脉丛的相关解剖知识逐渐完善,1973年法国的Bouyssou等[1]总结了翼丛的解剖和生理特点。随着静脉造影、X线、MR等成像技术的进步,颅脑静脉系统(颅内静脉、硬膜窦、海绵窦、眼静脉)和椎静脉系统在解剖和功能上的连续性得到进一步证实。Tobinick等[2]于2006年建议使用脑脊髓静脉系统(cerebrospinal venous system, CSVS)这一名称,并从解剖生理到临床意义对这一结构进行了系统阐述。
本研究中,笔者以"vertebral venous plexus" "pterygoid venous plexus" "emissary vein" "diploic venous" "extracranial venous outflow"以及"椎静脉丛" "翼丛" "导静脉" "板障静脉" "颅外静脉引流"为关键词,在PubMed、Web of Science、中国知网、万方数据等数据库中进行检索,纳入1957年1月—2019年1月国内外有关颅内外沟通性静脉通道研究的文献。共检索到文献518篇,其中英文文献362篇、中文文献156篇。文献的纳入标准:(1)医学证据水平等级较高;(2)研究方法可靠,质量较高;(3)与神经系统疾病诊治密切相关。排除标准:存在研究设计缺陷,数据不完整,质量差。根据纳入排除标准,最终纳入35篇文献,文献筛选流程见图1。本文中,笔者归纳和总结了几个相对重要的颅内外沟通性静脉通道的结构功能和临床意义,为相关神经系统疾病的诊治,尤其是经鼻内镜颅底手术及神经介入手术提供参考。


参与颅内外沟通的静脉丛及静脉包括:舌下神经管静脉丛、颈内动脉管静脉丛、卵圆孔静脉丛、翼丛、椎静脉丛、基底静脉丛、眼静脉、前庭导血管静脉、内听静脉、岩浅静脉等。舌下神经管静脉丛偶尔呈单一静脉连接乙状窦和颈内静脉,颈动脉管静脉丛穿过颈动脉管,连接海绵窦与颈内静脉。卵圆孔静脉丛通过卵圆孔连接海绵窦与翼丛,面部静脉通过眼静脉连接海绵窦,面深静脉通过翼丛与海绵窦相通,椎静脉丛在枕骨大孔周围形成一个密集的静脉网与颅底静脉丛、静脉窦连接。在这些静脉通道中,最有意义的是翼丛和椎静脉丛,当颅内血液经侧窦和颈内静脉的正常回流受阻时,它们是最重要的代偿性静脉回流通路。早期的脑血管造影检查以及动物实验已经描述了与颅内静脉相互沟通的翼丛和颅颈交界处椎静脉丛的血流和解剖特点[3,4],当前的研究主要集中在翼丛和椎静脉丛在CT及MR静脉成像中的影像学特点及其在颅底外科和血管内介入治疗中的临床意义[5,6,7]。
翼丛是颞下窝内主要的静脉结构,位于蝶骨大翼下方,包绕翼内肌和翼外肌,填充于颞下窝的间隙之间,广泛收集颞下窝内组织结构及其周围组织的静脉血。脑膜中静脉、卵圆孔导静脉和蝶导静脉经中颅窝底汇入翼丛,颞深静脉在颞肌内侧下行汇入翼丛,下牙槽静脉伴随下牙槽动脉向上汇入翼丛,面深静脉从前方穿过颊脂体汇入翼丛,翼腭窝内的静脉亦与翼丛交通。翼丛后部汇合形成上颌静脉,与上颌动脉伴随走行,这是翼丛的主要引流途径。Leonel等[8]利用尸头标本证实翼丛通过卵圆孔、棘孔、破裂孔中的导静脉与海绵窦沟通,并通过免疫组织化学和扫描电镜等技术对穿经卵圆孔的静脉结构进行研究,发现这些静脉与硬脑膜静脉窦的结构高度一致,并称它为卵圆孔导静脉窦。
面深静脉通过翼丛与海绵窦相通,面静脉通过眼上静脉和眼下静脉连接海绵窦,在颅面部形成一个复杂的静脉环路。由于该环路中部分静脉缺乏静脉瓣,面部危险三角区的感染可能经此途径向颅内扩散蔓延至海绵窦,引起血栓性静脉炎,可导致眼睑和球结膜水肿、眼球突出、眼外肌麻痹、瞳孔散大、对光反应减弱、眶和额部感觉障碍以及角膜反射障碍等。有的患者引起视网膜静脉扩张,视乳头水肿,视力减退,以致失明。如果炎症未能及时得到控制,可经海绵间前、后窦蔓延至对侧眼。Dazert等[9]报道了上颌窦感染蔓延至颅内形成脑脓肿的病例,认为该感染途径是上颌窦静脉穿过后壁流入面深静脉,汇入翼丛并进入海绵窦,通过与海绵窦相连的大脑中深静脉扩散至皮层静脉,最终形成脑脓肿。
因翼丛呈网状互相交通,管腔较大而管壁较薄,平滑肌和弹力纤维很少,故缺少有效的收缩止血功能。如果损伤较大,可导致暗红色的血液自多个出血点如泉水般涌出,出血点不易逐一辨认进行止血。在大型鼻咽血管纤维瘤切除手术中,应特别小心翼丛的损伤并注意止血[10]。咽鼓管扩张的患者由于常闭的咽鼓管持续打开,导致声音传输的正常衰减降低,因此,会出现诸如耳内堵塞感、自听增强并听到自己的呼吸等症状,这些症状通常通过颈部压迫得到改善。Oshima等[11]研究认为翼丛是其重要因素,当颈部压迫时,颈内静脉回流受限,翼丛内的血液淤积使翼状肌体积增大,导致咽鼓管前壁向腔侧突出,咽鼓管的通畅度降低,从而使症状得到改善。
脑血管造影检查发现,颅内静脉引流的个体差异较大,如面深静脉尤其是翼丛是否显影取决于颅内静脉引流的方式,如果以基底静脉、皮层静脉引流为主的话,海绵窦和翼丛显影不佳甚至不显影。而在静脉窦血栓形成的患者中,尤其是颅内血液经侧窦和颈内静脉回流受阻时,海绵窦、椎静脉丛及头皮静脉引流成为颅内主要的代偿性静脉回路[12],其中以向海绵窦方向引流者最多。海绵窦回收蝶顶窦和侧裂静脉的血液,向下与翼丛相通,向前与眼上、下静脉连接,向内经海绵间窦向对侧引流,此时海绵窦和翼丛显影明显。随着神经介入技术的发展,对颈内动脉海绵窦瘘以及海绵窦区硬脑膜动静脉瘘的患者实施介入栓塞手术的过程中,经常能清晰显示通过海绵窦、翼丛以及眼静脉的静脉引流,这些静脉通道同时也成为对部分患者实施血管内栓塞治疗的重要通道[13,14]。
椎静脉丛又称Batson静脉丛,沿整个脊柱在椎管内、外形成椎内静脉丛和椎外静脉丛,上至枕骨大孔,下达骶骨尖,吻合广泛并且连接椎间静脉和椎体静脉,但该组静脉缺乏瓣膜。椎外静脉丛位于脊柱的前方和后方,在项区特别发达,与枕静脉、颈深静脉和椎静脉相互交通。椎内静脉丛又称硬膜外丛,位于椎管内硬脊膜与骨膜之间,主要通过椎间孔的静脉和最终注入肋间静脉或腰静脉的节段静脉回流,该丛在枕骨大孔周围形成一个密集的静脉网通向颅内,并连接边缘窦、枕窦、基底静脉丛、舌下神经管静脉丛和枕髁导静脉。
椎静脉丛是一个独特、大容量、无瓣膜的丛状静脉网络,可随腹内压和胸内压的变化而改变传送血液的方向,因而其血流是双向的;它是腔静脉和奇静脉系统的侧副循环途径,在腔静脉阻塞后起主要的静脉引流作用,可以传输大量血液而不发生静脉曲张,并能够在双侧颈内静脉结扎后完全引流脑静脉[15]。有研究表明,椎静脉丛在体位改变时的调节颅内压和脑静脉引流方面发挥着重要作用[16]:脑静脉回流与体位和中心静脉压有关,人体处于站立位时,颈内静脉塌陷,椎静脉丛成为主要的颅内静脉流出通道;而当中心静脉压升高时,颈内静脉打开并成为主要回流通道。在疾病状态下,椎静脉丛为肿瘤、感染的传播或空气栓塞提供了途径,如前列腺癌可通过椎静脉丛转移到颅内和软脑膜[17],胸部的感染可通过椎静脉丛向远隔部位播散并形成脑脓肿[18]。此外,Hoogland等[19]研究显示,椎静脉丛还参与了人类及部分哺乳类动物的体温调节。
近年来,内镜颅底外科和脑脊髓血管内介入治疗发展迅速,因此颅底及颅颈交接区静脉沟通的研究具有重要的临床价值。有报道称,使用CT及MR进行术前静脉成像有利于在内镜颅底手术中评估出血风险[5,20],对于部分累及边缘窦的硬膜动静脉瘘患者可通过椎静脉丛进行栓塞治疗[21]。
导静脉是穿过颅骨孔道的静脉,连接于颅内静脉窦或脑膜静脉和颅外静脉之间,可以是单独的一条静脉,也可在颅底形成静脉丛,有一些导静脉较恒定,而另外一些有时阙如。在颅盖部,常见额静脉和眼静脉通过额导静脉连接上矢状窦,颅顶的静脉和颞浅静脉的分支通过顶导静脉连接上矢状窦,枕静脉通过枕导静脉连接窦汇,并且与枕板障静脉沟通。在颅底部,穿过乳突孔、圆孔、卵圆孔、棘孔、蝶骨孔、破裂孔、髁管等颅底孔道的导静脉是重要的颅内外静脉沟通通道,其中关于乳突导静脉的研究较多,它位于乳突孔内,将耳后静脉或枕静脉连接至乙状窦,乳突孔开口的数量为0~4,但不是每个开口均包含1根静脉血管[22,23]。乳突导静脉和部分顶枕导静脉将板障静脉、颅内静脉及静脉窦与头皮和颈部的静脉连接起来,是后颅窝手术中发生空气栓塞的重要通道。乳突孔及其导静脉与后颅窝和脑桥小脑角病变的手术入路有关,尤其是乙状窦后入路,可以通过乳突孔大致定位乙状窦和横窦交界处,以避免在开颅过程中损伤静脉窦。正常情况下,血液缓慢流经这些无瓣膜的导静脉,血流方向一般从颅内流向颅外[24]。然而,在颅内高压或者颈静脉发育不全的患者,这些导静脉可能会发生高流量的血管畸形,成为潜在的难以控制的出血来源[25]。因此,术前进行精确而详细的准备工作,包括对颅底高分辨率CT图像和CT静脉成像的全面研究,有助于验证解剖学变异并预测潜在的并发症,从而确保手术安全进行。
累及静脉窦的肿瘤和血栓患者导致静脉窦闭塞后,导静脉可能成为重要的代偿性引流途径之一。Wang等[26]利用虚拟现实技术分析48例上矢状窦旁脑膜瘤患者的影像学资料,发现肿瘤导致上矢状窦后1/3或窦汇处闭塞时,主要通过与外侧裂浅静脉、导静脉等建立侧支循环。部分岩斜区脑膜瘤在生长过程中使颅内静脉引流途径发生改变,通过圆孔、卵圆孔、棘孔的导静脉到翼丛的引流成为主要途径之一,因此,在肿瘤切除过程中,当剥离三叉神经周围硬脑膜暴露岩尖时,极有可能损伤这一引流途径导致出血及水肿等并发症[27]。Miyachi等[28]研究认为,导静脉在硬脑膜动静脉瘘的形成中发挥了重要作用:导静脉在穿过颅骨的过程中往往有动脉伴行,一起进入硬脑膜或静脉窦,各种病因引起的局部炎症反应导致动静脉增生扩张并形成病理性动静脉间分流,病理性血流通过静脉窦及皮层静脉引流,影响脑静脉的正常回流,甚至导致静脉窦闭塞;由于血管内皮生长因子的产生和血流动力学因素影响,周围的硬脑膜动脉也开始参与供血,最终形成成熟的硬脑膜动静脉瘘。
板障静脉位于颅骨板障的小沟槽和隧道内,在颅骨内外板之间形成无瓣膜的小血管网络,与脑膜静脉及静脉窦沟通,通过导静脉与颅外静脉沟通,将颅内静脉引流至体循环。这些板障静脉可分为前后两组[29]:前组包括额板障静脉和颞前板障静脉,在翼点区域汇聚并与上矢状窦和蝶顶窦相交通;后组主要是颞后板障静脉枕板障静脉,在星点汇聚并与横窦和乙状窦相交通。目前普遍认为,板障静脉与静脉窦和脑静脉连接,同时与蛛网膜颗粒存在密切的联系,使之成为沟通静脉循环和脑脊液循环的重要门户,而这一功能还需要进一步研究证实[30]。因此,深入理解板障静脉的解剖结构,使神经外科医生在进行涉及翼点、星点的手术操作时可以更好地控制这些区域丰富的板障静脉导致的出血,使神经介入医生可以更好地对累及板障静脉的动静脉瘘进行栓塞治疗[31,32]。
Mizutani等[33]利用CT静脉成像对50例未破裂动脉瘤患者斜坡的静脉通道进行研究发现:斜坡导静脉存在于28%的病例,其中一半在斜坡中部连接岩下窦和岩枕静脉;约14%的病例存在斜坡板障静脉,与后海绵间窦、基底静脉丛、边缘窦、髁前静脉、岩枕静脉连接,并成为海绵窦与颈内静脉之间的沟通渠道。掌握斜坡区域的导静脉和板障静脉的解剖对于经鼻内镜颅底手术具有重要价值,对于这些静脉发达的病例,术后并发出血、空气栓塞和硬膜外血肿的风险更高,当颅内静脉主要通过这一通道引流时,损伤这些静脉可能导致严重的静脉充血,成为鼻内镜经斜坡手术的禁忌证。
在正常情况下,存在于脑静脉血管床的颅内血容量大概占整个颅腔容量的6%,占全脑血容量的70%~80%。由于颅内静脉血容量占到颅内血容量相当高的比例,对颅内压所能发挥的调节作用会比动脉更明显,加之减少颅内静脉血容量不会降低灌注压,因此,若能阐明脑静脉系统的血流动力学特点及其对颅内压增高的调节机制,据此应用各种措施促使淤积于静脉血管床的血液流出颅腔,对于指导治疗颅内压增高具有重要的理论及临床意义。颅内外沟通性静脉通道作为主要的颅内静脉血流出通道,在颅内压调节中的作用不言而喻,但因为这些静脉通道的复杂性及变异性,目前的研究多集中在通过多模态影像对其结构特点进行描述,而缺乏可靠的实验方法对其机制进行深入的系统性研究。Piechnik等[34]通过在加压室中灌注可胀缩管的方法模拟脑静脉的流出,提出了一种基于脑血流量和颅内压的静脉流出道压力分布的数学模型,用于解释静脉流出量与压力的关系。Beggs[35]总结了颅外静脉引流通道的异常与脑脊液搏动力学增加及脑血流量减少之间的关系,并分析了颅外静脉引流通道在常压脑积水、多发性硬化、老年痴呆等神经系统疾病发展中可能发挥的作用。这些理论和临床的研究都证实了颅外静脉引流通道的重要性。
导静脉、板障静脉、静脉丛相互沟通并与颅内静脉窦沟通,形成颅内外静脉广泛的吻合交通。利用MR、CT等成像技术明确病变与这些颅内外沟通性静脉通道之间的解剖关系,对于经鼻内镜颅底手术及神经介入手术具有重要价值。虽然各种影像技术及图像处理软件的进步让我们能更清晰地识别这些通道的结构,但因为脑静脉系统比脑动脉复杂得多,我们仍需要对这些颅内外沟通性静脉通道的生理及血流动力学特点进行深入、系统地研究,以明确其参与颅内压调节的机制,以及与某些神经系统疾病发生发展的内在联系。
所有作者均声明不存在利益冲突





















