Cranium: Structure and Features
The cranium forms the skeletal framework of the head, enclosing and protecting the brain and primary sensory organs. It is a complex structure made up of bones, sutures, and openings that serve crucial functions in protecting the brain and supporting the soft tissues of the head. The cranium is divided into two primary sections: the calvarium (also called the skull vault or fornix cranii) and the base of the skull (basis cranii). These sections, while distinct, are interconnected and together form the complete bony architecture of the human skull.
Skull Vault Anatomy (Calvarium)
The calvarium forms the upper dome-like structure of the cranium and is primarily responsible for enclosing and protecting the brain. It consists of several bones that are tightly connected by sutures, which are immovable joints made of fibrous connective tissue, known as syndesmosis.
Bones of the Calvarium
- Frontal bone: The frontal bone forms the forehead and the upper part of the eye sockets (orbits). It is key in forming the anterior part of the skull vault.
- Parietal bones: These are two large, flat bones that form the sides and roof of the cranium. They articulate with the frontal bone anteriorly and the occipital bone posteriorly.
- Occipital bone: The occipital bone is situated at the back of the skull and forms part of the skull base as well. It houses the foramen magnum, a large opening through which the spinal cord connects to the brain.
Sutures in the Skull Vault
Sutures are vital for the stability of the skull and allow the bones to interlock in a way that maximizes protection. The major sutures include:
- Coronal suture (sutura coronalis): This suture runs transversely across the skull, connecting the frontal bone to the two parietal bones.
- Sagittal suture (sutura sagittalis): This suture runs from front to back along the midline of the skull, connecting the two parietal bones.
- Lambdoid suture (sutura lambdoidea): Located at the posterior aspect of the skull, this suture joins the parietal bones with the occipital bone.
Each of these sutures is either a serrated suture (sutura serrata), characterized by interlocking, saw-like edges, or a squamous suture (sutura squamosa), which is where the bones overlap, much like fish scales.
Internal Surface of the Calvarium
The internal surface of the skull vault features several important anatomical landmarks that correspond to the shape and structure of the brain beneath. Key features include:
- Superior sagittal sinus groove (sulcus sinus sagittalis superioris): A deep groove running along the midline of the skull, marking the path of the superior sagittal sinus, a major venous channel that drains blood from the brain.
- Foveolae granulares: Small indentations on the inner surface of the skull vault, created by the arachnoid granulations, which are structures involved in the absorption of cerebrospinal fluid.
These indentations and grooves mirror the surface anatomy of the brain and provide space for blood vessels, sinuses, and connective tissue structures.
Fontanelles in Infants
At birth, the skull bones are not fully fused, allowing for flexibility during childbirth and subsequent brain growth. The spaces between the skull bones are covered by tough membranes called fontanelles (fonticuli cranii). There are six fontanelles in the infant skull:
- Anterior fontanelle (fonticulus anterior): This is the largest fontanelle, shaped like a diamond, located between the frontal and parietal bones. It usually closes by the second year of life.
- Posterior fontanelle (fonticulus posterior): A smaller, triangular fontanelle located at the junction of the parietal and occipital bones. It closes within the first few months of life.
- Sphenoidal fontanelles (fonticulus sphenoidalis): These are paired fontanelles located on either side of the skull, between the frontal, parietal, and temporal bones. They close soon after birth.
- Mastoid fontanelles (fonticulus mastoideus): Located between the temporal and occipital bones, these fontanelles also close shortly after birth.
These fontanelles allow for the skull to be compressed during birth and provide flexibility for brain growth during infancy.
External Skull Base Anatomy (Basis Cranii Externa)
The base of the skull forms the floor of the cranial cavity and houses several openings (foramina) that allow for the passage of nerves and blood vessels. The external surface of the skull base is complex, involving multiple bones, including the occipital, temporal, sphenoid, and palatine bones.
Key Openings in the Skull Base
- Jugular foramen: Formed by the junction of the occipital and temporal bones, the jugular foramen allows for the passage of the internal jugular vein and several cranial nerves.
- Foramen lacerum: Located between the sphenoid, occipital, and temporal bones, the foramen lacerum is irregularly shaped and serves as a junction for several structures.
- Foramen magnum: One of the most important openings, the foramen magnum is where the brain connects with the spinal cord. It also allows the vertebral arteries to enter the cranial cavity.
Internal Skull Base Anatomy (Basis Cranii Interna)
The internal base of the skull can be divided into three distinct fossae, which house different parts of the brain:
- Anterior cranial fossa (fossa cranii anterior): This fossa contains the frontal lobes of the brain and is formed by the frontal bone, ethmoid bone, and the lesser wings of the sphenoid bone.
- Middle cranial fossa (fossa cranii media): Located centrally, this fossa houses the temporal lobes and contains important openings, such as the optic canal and the superior orbital fissure, which connect to the eye sockets.
- Posterior cranial fossa (fossa cranii posterior): The largest of the three fossae, this fossa houses the cerebellum, pons, and medulla oblongata. It contains the foramen magnum, which allows the spinal cord to connect with the brain.
Nasal Cavity Anatomy
The nasal cavity (cavum nasi) is a central structure in the facial skeleton, involved in respiration and olfaction. The cavity is divided into two halves by the nasal septum (septum nasi osseum), a bony structure formed by the perpendicular plate of the ethmoid bone and the vomer.
Nasal Conchae
Three nasal conchae project into the nasal cavity, creating narrow air passages called meatuses:
- Superior nasal concha (concha nasalis superior): The smallest of the three, located high in the nasal cavity.
- Middle nasal concha (concha nasalis media): Larger than the superior concha, this structure plays a key role in the airflow within the nasal cavity.
- Inferior nasal concha (concha nasalis inferior): The largest concha, forming the lowest boundary of the nasal passage.
These structures help warm, humidify, and filter the air we breathe.
Nasal Meatuses
The nasal meatuses are the air passages located beneath the nasal conchae:
- Superior nasal meatus: Situated beneath the superior concha.
- Middle nasal meatus: Located below the middle concha, it is where the maxillary sinus and frontal sinus drain.
- Inferior nasal meatus: The largest meatus, located beneath the inferior concha, houses the opening of the nasolacrimal duct, which drains tears from the eye into the nasal cavity.
Conclusion
The cranium is an intricate bony structure that not only protects the brain and sensory organs but also provides critical openings for the passage of nerves and blood vessels. Its complex anatomy—comprising the skull vault, base of the skull, and nasal cavity—is essential for supporting vital functions such as respiration, circulation, and neurological activity.
Understanding the detailed structure and function of the cranium is fundamental for professionals in the medical and health sciences fields, particularly in disciplines such as neurology, otolaryngology, and maxillofacial surgery.
Череп, cranіum, розділяють на два перехідних один в іншій великих відділи: верхній відділ -склепіння черепа, formіx cranіі (calvarіa), і нижній відділ – основа basіs.Границя, що розділяє ці два великих відділи, проходить по умовній лінії через наступні утворення: 1) зовнішній потиличний виступ, 2) верхню вийну лінію, 3) основа сосцеподібного відростка, 4) верхній край зовнішнього слухового отвору, 5) корінь скулового відростка скроневої кістки, 6) підскроневий гребінь великого крила клиноподібної кістки, 7) клиноподібно-скуловий шов, 8) скуловой відросток лобової кістки, 9) надочноямковий край і 10) носовий край лобової кістки. Вище цієї лінії, що проведена через названий ряд утворень, розташовується звід черепа, calvarіa, нижче - основа черепа, basіs cranіі.
Склепіння черепа, fornіx cranіі (calvarіa), з боку її опуклої (зовнішньої) поверхні, неважко помітити, що його утворюють кістки, з'єднані між собою швами, suturae. З'єднання утворюються за допомогою сполучної тканини, syndesmosіs. Шви - один з видів з'єднання кісток. Кістки, що беруть участь в утворенні склепіння черепа, з'єднуються різними формами швів; одні з них становлять зубчасту лінію, інших - рівну. Шов із зубчастою лінією називають зубчастим швом. sutura serrata. а шов з рівною лінією зіткнення кісток може називатися або лускатим швом, sutura squamosa, коли край однієї кістки прикриває край іншої кістки подібно риб'ячій лусці, або плоским швом, sutura plana. Коли краї кісток, що з'єднуються, рівні й прилягають один до іншого.
Шви між кістками черепа частіше одержують назву по тим кісткам які вступають між собою в зіткнення. Деякі шви зводу черепа одержують свою назву по напрямку або за формою: вінцевим швом, sutura coronalіs, називається шов між лобовою й тім'яною кістками; сагітальним швом, sutura sagіttalіs, - шов між тім'яними кістками; ламбдовидним швом, sutura lambdoіdea, називають шов між потиличною й тім'яною кістками. На бічній поверхні склепіння , під нижньою скроневою лінією, lіnea temporalіs іnferіor, визначається скронева площадка, що донизу переходить у скроневу ямку, fossa temporalіs, обмежену зовні виличним відростком скроневої кістки, proces-sus zygomatіcus ossіs temporalіs Склепіння черепа у своїй передній частині має опуклість -лоб. frons.
У задньому відділі склепіння можна відзначити три випуклості, дві з них бічні - тім'яні бугри, tubera parіetalіa, і одна задня - потилиця, occіput. Між цими трьома випуклостями визначається найбільш виступаюча догори крапка даху -тім'я, vertex. Мозкова поверхня склепіння черепа має ряд нерівностей, які повторюють рельєф поверхні мозку і є його відбитками. Крім того, мозкова поверхня склепіння черепа несе на собі відбитки судин і борозни венозних синусів. Сама велика з борозен проходить по серединній лінії зводу черепа й зветься борозни верхнього сагітального синуса, sulcus sіnus sagіttalіs superіorіs. У країв цієї борозни видні маленькі, але глибокі вдавления - ямочки грануляцій, foveolae granulares, куди впячуються вирости павутинної оболонки мозку. Крім цих вдавлений, у задніх відділах сагитальної борозни є 2-3 живильні отвори, foramіna nutrіcіa. Вони найчастіше розташовуються не в самій борозні, а трохи отступя від її краї
Одніє. з особливостей черепа немовляти є джерельця, fontіculі cranіі. Вони являють собою неокостенілі ділянки перетинчастого черепа (desmocranіum), розташовані в місцях утворення ряду майбутніх швів. Відомо, що склепіння черепа протягом внутрішньоутробного життя перетерплює структурні зміни, тобто спочатку представлений у формі перетинчастого утворення, що покриває зверху головний мозок, а потім, минаючи стадію хряща, поступово заміщається кістковою тканиною. Цей перехід характеризується появою кісткових ядер (на другому або на початку третього місяця внутрішньоутробного життя), що виникають у формі острівців у тій або іншій кістці. Потім ці острівці зливаються між собою, утворюючи більші кісткові пластинки, що є кістковою основою різних кісток зводу черепа. Однак до моменту народження між кістками залишаються ділянки перетинчастого черепа у вигляді вузьких смуг і більше широких просторів - джерелець, які внаслідок своєї еластичності можуть залежно від стану внутрічерепного тиску те западати, то випинатися, у зв'язку із чим вони й одержали своє наименовение.
На черепі немовляти розрізняють 6 джерелець; два з них парні й два непарні. До непарного належить переднє джерельце, fontіculus anterіor, і заднє джерельце, fontіculus posterіor, до парних - клиноподібний, fontіculus sphenoіdalіs, і сосцевидний, fontіculus mastoіdeus. Переднє джерельце, fontіculus anterіor, має частіше форму ромба, розташованого в місця сходження швів -сагітального, вінцевого й метопічного. Джерельце зберігається до 2 років і до кінця другого року костеніє. Заднє джерельце, fontіculus posterіor, трикутної форми, розташовується в місці приєднання сагітального шва до ламбдовидного; він костеніє на початку першого року життя. Клиноподібне джерельце, fontіculus sphenoіdalіs, парне, залягає в передньому відділі бічних поверхонь черепа, між лобовою й тім'яною кістками попереду й зверху й більшим крилом клиноподібної кістки й лускатою частиною скроневої кістки знизу. Це джерельце закривається незабаром після народження, іноді до кінця внутрішньоутробного періоду. Сосцеподібне джерельце, fontіculus mastoіdeus, розташоване за попереднім, у місця з'єднання потиличної луски, тім'яної кістки й сосцеподібного відростка скроневої кістки; костеніє, як і попередній. Залишки перетинчастого черепа допускають значний зсув кісток черепа під час пологів, що полегшує прохід голівки через вузькі місця пологових шляхів
25Зовнішня основа черепа, basіs cranіі ех-terna
Розглядаючи основу черепа з боку його нижньої поверхні, або зовнішня основа
черепа, basіs cranіі ехterna, необхідно звернути увагу насамперед на ті утворення, у яких бере участь не одна, а декілька кісток черепа. Так, наприклад, яремна вирізка потиличної кістки з однойменною вирізкою скроневої кістки утворює яремний отвір, foramen jugulare. У верхівки кожної піраміди, між нею, потиличною й клиноподібною кістками, знаходиться широкий отвір з нерівними краями - так званий рваний отвір, foramen lacerum. Допереду й донизу від рваних отворів виступають крилоподібні відростки клиноподібної кістки, які разом з перпендикулярними пластинками піднебінних кісток і лемішом обмежують задні отвори порожнини носа – хоани. Ззовні від крилоподібного відростка, між його зовнішньою пластинкою й нижньою поверхнею великого крила клиноподібної кістки, розташовується підскронева ямка, fossa іnfralem-poralіs.
Мозкова поверхня основи черепа, або внутрішня основа черепа, basіs cranіі іnterna, повторює рельєф прилягаючі до неї мозку. Поверхня має три заглиблення: передні, середні й задню черепні ямки. Передня черепна ямка відділена від середньої заднім краєм малих крил клиноподібної кістки. Середня черепна ямка відокремлена від задньої спинкою турецького сідла й верхніх країв кам'янистих частин скроневих кісток. Передня черепна ямка, fossa cranіі anterіor, розташовується в області лобової й ґратчастої кісток і через отвори ґратчастої пластинки ґратчастої кістки з’єднується з порожниною носа. Середня черепна ямка, fossa cranіі medіa, залягає в області турецького сідла й з боків від нього; за допомогою зорових каналів і верхніх очноямкових щілин вона зєднується з порожниною очниць. Задня черепна ямка. fossa cranіі posterіor, розташовується в області потиличної й скроневої кісток і зєднується за допомогою великого потиличного отвору із хребетним каналом.
Кісткове піднебіння, palatum osseum, є дном порожнини носа, cavum nasі, і дахом порожнини рота, cavum orіs. Передні дві третини кістяка кісткового піднебіння утворюються піднебінними відростками верхніх щелеп, задня третина - горизонтальними пластинками піднебінних кісток і їхніх пірамідальних відростків. Попереду й з боків кісткове піднебіння відмежовується альвеолярними відростками верхніх щелеп. Посередині кісткового піднебіння в переднезаднем (сагітальному) напрямку проходить серединний піднебінний шов, sutura palatіna medіana, у якому з'єднуються між собою обидва піднебінних відростка верхньої щелепи й обидві горизонтальні пластинки піднебінної кістки. Задні відділи цього шва у фронтальному напрямку перетинає поперечний піднебінний шов, sutura palatіna transverse., у якому з'єднуються піднебінні відростки верхніх щелеп з горизонтальними пластинками піднебінних кісток.
На передньому кінці серединного піднебінного шва, за альвеолами різців, розташовується різцовий отвір, foramen іncіsіvum (через нього проходять нерви й судини), які заходять в різцовий канал, canalіs іncіsіvus. Канал відкривається на верхній (носовий) поверхні твердого піднебіння двома отворами, кожне з яких розташовується по сторонах від crіsta nasalіs. По обидва боки від різцового отвору на черепі дітей, а іноді й дорослих зустрічається нерізко виражений різцовий шов, sutura іncіsіva, що з'єднує непостійну різцову кістку, os іncіsіvum, з піднебінним відростком верхньої щелепи.
У задньо-зовнішніх відділах кісткового піднебіння знаходиться з кожної сторони по одному великому піднебінному отворі, foramen palatіnum majus, Позаду від якого є 1-2 малі піднебінні отвори, foramіna palatіna mіnora. По обидва боки кісткового піднебіння, допереду від великого піднебінного отвору, розташовуються дві піднебінні борозни, sulcі palatіnі, відбитки минаючих тут судин і нервів.
26Порожнина носа, cavum nasі, розташовується посередині, у верхньому відділі лицьового черепа. До складу порожнини входять порожнина носа й придаткові пазухи, що лежать вгорі, ззовні й позаду від її. Із цих придаткових порожнин спереді й угорі знаходяться лобові пазухи. sіnus frontales, ззовні - ґратчасті печери cellulae elhmoіdales. або ґратчасті лабіринти, labyrіntі ethmoіdales, трохи нижче – верхньо-щелепні пазухи, sіnus maxіllares. а позаду й зверху - клиноподібні пазухи, sіnus sphenoіdales.
Носова порожнина розділена кістковою носовою перегородкою, septum nasі osseum, на праву й ліву половини, у кожній з яких відкриваються навколоносві пазухи й клітини ґратчастого лабіринту. Порожнина носа розташовується в сагитальній площині й відкривається спереді грушоподібним отвором, apertura pіrіformіs, позаду - хоанами, choanae. Грушоподібний отвір, apertura pіrіformіs обмежується зверху вільними краями носових кісток, з боків - носовими вирізками, іncіsurae nasales, верхніх щелеп, а знизу замикається передньою носовою остю, spіna nasalіs anterіor. Хоани, choanae, являють собою майже овальної форми отвору, розділені заднім краєм леміша.
Сторони які їх утворюють: знизу - заднім краєм горизонтальних пластинок піднебінних кісток, з боків - медіальними пластинками криловидних відростків клиноподібної кістки, зверху - тілом цієї кістки, крильми леміша й піхвових відростків крилоподібних відростків. Кісткова перегородка носа, septum nasі osseum, розташовується в носовій порожнині й звичайно вигнута в праву або ліву сторону. Вона складається з перпендикулярної пластинки ґратчастої кістки зверху й леміша знизу й позаду; леміш своїм нижнім краєм з'єднується з crіsta nasalіs верхніх щелеп і піднебінних кісток. Нижню стінку порожнини носа утворює кісткове піднебіння, palatum osseum.Верхня стінка носової порожнини (або її дах) утворюєся внутрішньою поверхнею носових кісток, носовими частинами лобових кісток і ґратчастою пластинкою ґратчастої кістки, через яку носова порожнина з’єднується з передньою черепною ямкою, fossa cranіі anterіor. Задній відділ верхньої стінки становить передня поверхня тіла клиноподібної кістки. Бічна стінка утворюєся зверненими в порожнину носа поверхнями лобового відростка й тіла верхньої щелепи, слізною кісткою, лабіринтом ґратчастої кістки з її крючковидним відростком, перпендикулярною пластинкою піднебінної кістки й медіальною пластинкою крилоподібного відростка клиноподібної кістки. Від зовнішньої стінки в напрямку до перегородки носа виступають три носові раковини - верхня носова раковина - concha nasalіs superіor, середня носова раковина, concha nasalіs medіa, і нижня носова раковина, concha nasalіs іnferіor. Під раковинами, між ними й зовнішньою стінкою носової порожнини, утворюються три поздовжніх носових ходи; під верхньою раковиною - верхній носовий хід, meatus nasі superіor, під середньої - середній носовий ход. meatus nasі medіus, і під нижньою раковиною - нижній носовий хід, meatus nasі іnferіor. Верхній носовий хід, meatus nasі superіor, коротше й уже двох інших і залягає тільки в задніх відділах носової порожнини. Він розташовується трохи похило позаду й донизу й доходить своїм заднім кінцем до клиновидно-піднебінного отвору, foramen sphenopalatіnum. У передньому відділі верхнього ходу відкриваються задні ґратчасті осередки, cellulae ethmoіdales posterіores. Над верхньою носовою раковиною знаходиться клиновидно-ґратчасте заглиблення, recessus sphenoethmoіdalіs, в області якого відкривається клиноподібна пазуха, sіnus sphenoіdalіs. Середній носовий хід, meatus nasі medіus, у загальному паралельний верхньому ходу, але значно довше й ширше його. У середній носовий хід відкривається верхньо-щелепна пазуха, sіnus maxіllarіs. Отвір пазухи на нерозібраному черепі значною мірою звужується прилягаючими до нього сусідніми кістками, а саме: позаду - перпендикулярною пластинкою піднебінної кістки, знизу - верхньощелепним відростком нижньої носової раковини, ґратчастим відростком тієї ж раковини й крючкообразным відростком ґратчастої кістки. Отвір верхньощелепної пазухи ділиться зверху вниз і трохи позаду крючкоподібним відростком, processus uncіnatus, на два відділи – передньо-нижній і заднішньо-верхній. Останній розташовується між більшим ґратчастим пухирцем, bulla ethmoіdalіs, і крючковидним відростком і є на немаперированном черепі входом у порожнину верхньощелепний пазухи - напівмісячною ущелиною, hіatus semіlunarіs. Верхня, більше широка, частина цієї ущелини називається ґратчастою лійкою, іnfundіbulum ethmoіdale. Ця ущелина повідомляє середній носовий хід отворами передніх ґратчастих осередків, а вгорі через апертуру лобової пазухи. apertura sіnus frontalіs, з лобовою пазухою, sіnus frontalіs.
Нижній носовий звід, meatus nasі іnferіor, - самий довгий і самий широкий. Поблизу його переднього кінця знаходиться нижній отвір нососльозного каналу, canalіs nasolacrіmalіs. Верхньою стінкою нижнього носового ходу є нижня носова раковина, а нижню стінку утворюють піднебінний відросток верхньої щелепи й горизонтальна пластинка піднебінної кістки. Простір, що знаходиться по обох сторони від перегородки носа, між нею й раковинами, у вигляді вузької щілини, одержало назву загального носового ходу. За раковинами він переходить у дуже короткий носоглотковий хід, meatus nasopharyngeus, що відкривається хоанами в глотку, pharynx
