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早在1664年，解剖学家Thomas Willis描述了脑血管结构并建立了脑血管解剖学的框架。随后，随着动脉造影的发明、尸体灌注技术的改进、血管成像技术的出现和显微神经外科技术的兴起，神经外科医生和神经放射科医生对脑血管的解剖及应用做出了进一步的描述。
神经外科巨匠Yasargil教授提出了脑血管解剖的基本概念：任何脑区都需要供血，动脉分布和血液供给是恒定的。但是人与人之间所不同的是供血动脉的大小完全不同，有的可以“过度发育”，表现为一支或者多支主供血管；有的则会很小或不发育，从其他地方代偿。理解了这种概念，对处理动脉瘤和切除脑肿瘤尤为有利。
本章节通过尸体标本解剖及血管铸型对头面部及大脑的血管进行了解剖学描述，内容包括颈外动脉系统，颈内动脉系统、椎-基底动脉系统、脑膜的供血、穿支动脉、脑干的供血、动脉的吻合支、脑组织各区域的供血和大脑静脉系统。
颈外动脉及其分支血管主要供应头面部及脑膜（表5-1，图5-1，图5-2），主要分支包括甲状腺上动脉、咽升动脉、舌动脉、面动脉、枕动脉、耳后动脉、上颌动脉、颞浅动脉。大脑是由颈内动脉系和椎-基底动脉系两大系统供血。颈内动脉系供应额叶、顶叶等共约3/5的脑组织（表5-2，图5-1，图5-3至图5-12），椎-基底动脉系镜供应枕叶、颞叶、脑干和小脑等约2/5的脑组织（表5-3，图5-13至图5-25）。大脑的静脉系统包括头颈部的静脉、大脑浅静脉、大脑深静脉、静脉窦和海绵窦、松果体区的静脉、大脑静脉的吻合和桥静脉和板障静脉等（表5-4至表5-6，图5-26至图5-39）。硬脑膜静脉窦多位于硬脑膜交汇处，收纳大脑静脉血，最终将其引至颈内静脉回流到心脏的通道。硬脑膜静脉窦包括上矢状窦、下矢状窦、直窦、横窦、乙状窦、窦汇、蝶顶窦、海绵窦、岩上窦、岩下窦、枕窦等（表5-4，图5-26至图5-28）。