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颅脑损伤分为原发性脑损伤和继发性脑损伤。原发性脑损伤是致伤外力直接作用于头部瞬间所发生的颅骨、脑组织和脑血管的损伤。继发性脑损伤是创伤后数小时、数天或更长时间所发生的脑损伤，包括脑缺血缺氧、脑水肿、脑血肿、颅内压升高等。现有的医疗措施均不能有效改变原发性脑损伤，但适当的治疗(包括高压氧）可以减轻或避免某些继发性脑损伤。 颅脑损伤后脑组织缺血缺氧是继发性脑损伤的主要因素，有研究发现约50％重型颅脑损伤患者脑组织氧分压明显低于正常，而且脑组织氧分压持续降低提示预后不良，因此改善颅脑损伤后缺氧状态是临床治疗的关键。高压氧可以提高血氧分压，增加血氧弥散距离；并有减轻脑水肿、降低颅内压、减轻损伤后脑血管痉挛等作用。
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