要学好脑血管解剖和变异，理解其胚胎发育是绕不过去的关键环节。在理解Padget和Lasjaunias关于脑动脉和脑静脉发育的论述前，需要了解一些脑和脑血管胚胎发育的基础知识。
脑和脑血管的胚胎发育非常复杂。历史和最近的胚胎学研究、比较解剖学和脑血管造影可以让我们很好地理解脑血管的解剖和胚胎发育。
对于胚胎发育知识的理解对于脑血管病医生非常重要。所有的脑血管变异（variation）和几乎所有脑血管异常（anomaly），如脑动脉瘤、动脉冗长扩张、动脉粥样硬化等都可以用胚期的改变来解释。在正常成人中发现的脑血管的变异，也不同程度与病理变化有关。
中国有句古话叫“知其然，知其所以然”，出自南宋理学家朱熹及其弟子的语录汇编《朱子语类》，意思是“知道它是这样的，更知道它为什么是这样的”，引申为“既知道事物的表面现象，也知道事物的本质及其产生的原因”。
脑血管病医生要真正弄懂弄通脑血管解剖，理解脑血管胚胎发育是一道必须迈过的门槛。理解了正常脑血管系统发育的过程，就能够更好地去理解这些变异和异常，更合理地采用或不采用手术或介入治疗的方法，去处理不同类型的脑血管疾病。
㈠ 脑血管胚胎发育研究历史
1、Dorcas Hager Padget女士
谈到脑动脉的胚胎发育研究，需要铭记Dorcas Hager Padget女士（1906-1973）的贡献。Padget女士是神经外科插画师和神经胚胎学家。她在霍普金斯医院长期协助著名的神经外科医生Walter Dandy工作(Kretzer 2004)。
Padget根据美国华盛顿卡内基研究所的22个人胚标本（年龄24-52d，长度4-43mm）的断面，通过图像重建的方法，研究了脑动脉的发育。于1948年发表了“人胚胎脑动脉发育”一文(D Padget, 1948)，图文并茂，是研究脑动脉胚胎发育的巨著，到目前为止仍是不可多得的第一手材料。
到了20世纪50年代，Padget又根据卡内基研究所的人胚标本，研究了人胚脑静脉发育(D Padget, 1957; DH Padget, 1956)。
图1-1 Dorcas Hager Padget女士与Dandy医生在一起(Kretzer 2004)。
图1-2 Padget发表的“人胚胎脑动脉发育”论文(D Padget, 1948)。
图1-3 Padget发表的“人脑静脉胚胎发育”的文章(D Padget, 1957)。
2、Pierre Lasjaunias教授
Lasjaunias教授来自法国，是在神经血管解剖方面最有影响力的医生，发表了大量有关脑血管解剖、胚胎学和比较解剖学的文章和书籍。特别是他和A. Berenstein、K.G. ter Brugge合著的“Surgical Neuroangiography”系列书籍，是脑血管病医生理解脑血管解剖和变异、指导开展神经介入工作的“圣经”。Lasjaunias医生根据大量的脑血管造影研究，提出了多种胚胎学理论，去解释其生理学发展、解剖变异和病理异常。
图1-4 Lasjaunias教授(Leonardi 2008)
㈡ 胚期和胎期
人胚胎在母体子宫中发育经历38周（约266天），周数的计算是从排卵和受精导致妊娠开始，可分为两个时期(Standring, 2016)：
⑴ 胚期（embryonic period）：发育的前8周；于此期末，胚（embryo）的各器官、系统和外形发育初具雏形。
⑵ 胎儿期（fetal period）：自第9周至出生；此期内的胎儿（fetus）逐渐长大，各器官、系统发育成形，部分器官出现一定的功能活动。
㈢ 胚长度测量和胚发育分期
胚胎学者常用受精龄，即从受精之日为起点推算胚胎龄。
胚最初的分期是靠于其他胚胎的发育相比较而来的。因为胚以不同速率发育，最后形成不同重量和大小，胚胎学家根据大量胚胎标本的观察研究，总结归纳出各期胚胎的外形特征和平均长度，以此作为推算胚胎龄的依据。
1、胚长度测量
胚的长度的测量标准主要有2种：
① 最大长度（greatest length，GL），多用于测量第1-3周的胚。
② 冠臀长（crown-rump length，CRL），又称顶臀长、坐高，用于测量第4周及以后的胚胎；
图1-5 人胚胚长测量示意图。卡内基分期第15期（A）和第17期（B）人胚外形。紫色线条显示最大长度（GL）；C示头顶部，R示臀部，绿色线条显示冠臀长（CRL）。仿自O’Rahilly等(O’Rahilly 2006)。
2、胚发育分期
Streeter于1942年依据外形特征，将人胚发育排卵后的最初8周（胚期）分为23个期。由于Streeter是在美国华盛顿卡内基研究所（Carnegie Institution of Washington）完成这一工作的，当时卡内基研究所有当时最多的人胚标本，这一分期被后人称为“卡内基分期（Carnegie Stages）”，又称“斯特里特发育分期（Streeter developmental horizons）”。O’Rahilly和Müller等于1987年对卡内基分期予以修订(O’Rahilly 2006)。卡内基分期仍是目前人胚研究中最重要的分期方法，其他方法基本上被弃用。
㈣ 脑胚发育要点
脑血管的发育，是对不断生长、形态上不断变化的胚脑的持续适应的过程。了解一些脑胚发育的基本知识，也有助于理解脑血管的发育。
1、初级神经胚
在第2周胚泡植入过程中，内细胞群增殖分化，逐渐形成圆盘状胚盘（embryonic disc）。
初级神经胚（primary neurulation）始于胚胎的第9期，在胚胎第12期结束。胚盘中线的外胚层细胞开始局部增生，细胞重新排列成假复层上皮，即神经板（neural plate）。随后，神经板弯曲，形成神经沟（neural groove）。随后神经沟从中间开始融合，并逐渐向尾侧方向延续，形成神经管（neural canal）。
2、脑泡的形成及其演变
脑由神经管的头段演变而来。第4周末，神经管头段膨大形成三个脑泡，从头至尾依次为前脑泡、中脑泡和菱脑泡。至第5周时，前脑泡形成端脑（telencephalon）和间脑（diencephalon）；中脑泡演变为中脑（mesencephalon）；菱脑泡演变为后脑（metencephalon）和末脑（myelencephalon），其中后脑再演变为脑桥和小脑，末脑演变为延髓。
在脑泡演变的同时，其中央的管腔便便为各部位的脑室。前脑泡的腔演变为左右两个侧脑室和第三脑室；中脑泡的腔形成狭窄的中脑导水管；菱脑泡的腔演变为宽大的第四脑室。
图1-6 人胚脑泡的发生和演变模式图。A. 第4周侧面观；B. 第6周侧面观；C. 第4周冠状切面；D. 第6周冠状切面。
功能性血管系统的形成和维护主要包括三种类型的过程(Byrne, 2012; Lasjaunias 2001)：
1、血管发生（vasculogenesis）
血管发生是指发自中胚层内皮细胞前体成血管细胞（angioblast）的血管形成，需要血管上皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）信号蛋白、外膜成纤维细胞（fibroblast）、周细胞（pericyte）和平滑肌细胞等，经血管发生产生初级血管网。
2、血管新生（angiogenesis）
血管新生是指需求增加后反应性血管延伸，分为出芽性（sprouting）和非出芽性（nonsprouting）。出芽性血管新生可以理解为从已存在的血管上生长出新的血管，如同树长出新枝；而非出芽性血管新生是血管壁的重建，没有新的血管管腔产生。
出芽性血管增生指从母血管上像植物枝条生长一样发出新的血管。非出芽性血管增生指已经存在的血管腔的融合或汇合，形成侧枝循环。
3、血管重塑（Vascular Remodeling）
血管重塑是个主动过程，是对结构改变的适应过程。包括至少四种细胞过程，即细胞生长、细胞死亡、细胞迁移和细胞外基质的产生及退化。与局部产生的生长因子、血管活性物质和血流动力学刺激等有关。
氧气在活体组织中能够弥散的距离很有限，不超过150-200mm。血管系统的发育是为了脑胚胎不断变化的形态，以及持续的氧供和其他营养成分的需要。人胚脑血管的发育有以下四个时期。
⑴ 最初（第2-4周），暴露的神经板和神经沟，以及开放的神经管只是从羊水中通过弥散获取营养物质。
⑵ 神经管闭合（第4周）后，原始脑膜（第5-8周）含有原始血管环（脑膜网），由血管发生生成的原始背侧主动脉和主静脉，与在卵黄囊上的血管原基连接。
⑶ 当神经管脑侧部分生长和膨大，形成三个原始脑泡，即菱脑泡，中脑泡和前脑泡，原始脑膜进一步进化，更好地供应神经组织，进入前脑和菱脑泡的顶壁，形成脉络丛原基（第5-7周）。在此期，营养物质的扩散至神经组织，既有从原始脑膜来自外周，也有从脑室来自发育中的脉络丛。从脑血管的形态发生的角度来说，脉络丛的分化是至关重要的；它导致在脑膜血管网中的特定脉络供血血管的早期分化，从此处所有的脑动脉开始进化。
⑷ 当神经管足够厚，不能只通过外源性渗透，由血管新生从覆盖脑表面的原始脑膜的血管发育形成内生性毛细血管。原始脑膜也有连续性变化，导致液体充盈的软脑膜和致密的硬脑膜覆盖在发育中的脑表面。
㈠ 比较解剖学和比较胚胎学
比较解剖学（comparative anatomy）是在解剖学角度中比较生物的相似与差异处的一门研究，其通过比较的方法对比不同机体的结构特征，并观察分析其相互间的异同，从而了解生物进化的发展规律。比较胚胎学（comparative embrylogy）是以比较不同种系动物（包括人类）的胚胎发育为研究内容，为探讨生物进化过程及其内在联系提供依据，并有助于更深刻地理解人胚的发育。
人类胚胎学专家总是将人的胚胎发育与其他脊椎动物，包括鱼纲、两栖纲、爬行纲、鸟纲和哺乳纲等的动物相比较，试图找出之间的联系，推断人胚发育的过程。
㈡ 目前研究的争议
1、对胚胎发育中的结构有不同的命名，研究者之间也会有争议。本系列文章主要参照全国科学技术名词审定委员会于2014年颁布的《人体解剖学名词（第二版）》和《组织学和胚胎学名词（第二版）》进行命名。上述标准中没有的名词，主要参照Padget和Lasjaunias的著作予以命名，力争符合常用习惯。
2、人体胚胎发育是个相当复杂的过程，目前对脑血管胚胎发育的研究，很多发育过程的描述的解释还只是推断和假说，缺乏一些关键的依据。不同的学者对于胚胎发育的过程的理解，也容易让读者产生困扰。如对于眼动脉的胚胎发育，Padget和Lasjaunias就有不同的观点。本系列文章中在有争议的地方，会罗列Padget和Lasjaunias各自的观点。总体目的还是为了让读者能够将主要胚胎发育学知识能够实际应用于临床案例分析，而不纠缠于生涩的胚胎发育学的原始理论。
1、胚期是指人胚胎在母体子宫中发育前8周。
2、Padget女士和Lasjaunias教授在脑血管胚胎发育的研究中做出了巨大的贡献。
3、胚脑血管生成的过程包括血管发生、血管新生和血管重塑等。
参考文献
Byrne JV. (2012). Tutorials in Endovascular Neurosurgery and Interventional Neuroradiology. Heidelberg: Springer.
Kretzer RM, Crosby RW, Rini DA, & Tamargo RJ. (2004). Dorcas Hager Padget: neuroembryologist and neurosurgical illustrator trained at Johns Hopkins. J Neurosurg, 100(4), 719-730.
Lasjaunias P, Berenstein A, & ter Brugge KG. (2001). Surgical Neuroangiography: Volume 1 Clinical Vascular Anatomy and Variations (2nd Edition Vol. 1). Berlin: Springer.
Leonardi M, Picard L, & Rodesch G. (2008). Pierre lasjaunias. Interv Neuroradiol, 14 Suppl 1(Suppl 1), 81-92.
O’Rahilly R, & Muller F. (2006). The Embryonic Human Brain An Atlas of Developmental Stages (3rd Edition). Hoboken: Wiley-Liss, John Wiley & Sons, Inc.
Padget D. (1948). The development of the cranial arteries in the human embryo Contributions to Embryology (Vol. 32, pp. 205-262). Baltimore: Lord Baltimore Press, Inc.
Padget D. (1957). The development of the cranial venous system in man, from the viewpoint of comparative anatomy Contributions to Embryology (Vol. 247). Baltimore: Lord Baltimore Press, Inc.
Padget DH. (1956). The cranial venous system in man in reference to development, adult configuration, and relation to the arteries. Am J Anat, 98(3), 307-355.
Standring S. (2016). Gray’s Anatomy (41th). Amsterdam: Elsevier.
赵沃华
华中科技大学协和医院
副主任医师、医学博士、博士后。华中科技大学协和医院神经外科副主任。
1996年硕士毕业于同济医科大学，2000年博士毕业于华中科技大学，分别师从赵洪洋教授和朱贤立教授，学习显微神经外科技术。在华中科技大学协和医院神经外科工作五年后，赴首都医科大学北京宣武医院做博士后研究，师从凌锋教授学习神经介入技术。2007年底回到华中科技大学协和医院神经外科主持脑血管病介入和手术工作。
主要从事脑和脊髓血管疾病介入和显微手术，如脑动脉瘤、脑动静脉畸形、脑动静脉瘘、烟雾病、脑出血、颈动脉狭窄、颅内动脉狭窄等疾病的治疗。
学会任职：
中国医师协会神经介入专业委员会委员；
中国老年学会心脑血管疾病分会委员；
中国抗衰老学会神经系统疾病专业委员会委员；
国家卫生健康委员会能力建设和继续教育中心神经介入专业委员会解剖影像组副组长；
国家卫生健康委员会脑卒中防治专家委员会缺血性卒中外科专业委员会，常务委员；
湖北省卒中学会神经外科分会副主任委员；
湖北省脑血管病防治学会神经介入专业委员会副主任委员；
湖北省病理生理学会神经系统疾病专业委员会副主任委员；
湖北省医师协会神经介入专业委员会常务委员；
湖北省卒中学会常务理事。
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