脑动脉瘤系指脑动脉壁的异常膨出部分，是引起自发性蛛网膜下腔出血的最常见原因。脑动脉瘤的发病机制仍不明确，主要有以下几种推论。
1.先天缺陷的因素：脑动脉与身体其他部位的血管不同，它的管壁较薄，而且中层和外层的弹力纤维也较薄弱。在脑动脉的分叉处这一特殊的位置上，承受血流冲击最大，更容易损伤、变性，因此易发生动脉瘤。遗传可能也起到一定的作用。家族性颅内动脉瘤并不少见，迄今已报道了近300个家系。据统计，动脉瘤破裂引起蛛网膜下腔出血患者中，其一级亲属发生动脉瘤破裂的危险性比一般人群增加4倍。脑动脉瘤基因尚难肯定。
2.后天性因素造成血管壁变性引起内弹力层缺陷：高血压等因素引起的血流动力学变化在动脉瘤的发生中起重要作用，不但可以诱发动脉瘤的扩张和管壁的变性改变，而且与动脉瘤的破裂有关。高血压可导致管壁受到很大的冲击力而继发动脉瘤。动脉粥样硬化可产生管壁膨胀扩张，内弹力层破裂，从而形成动脉瘤。血流动力学研究采用的强直性或弹性模型提示：血管系统最大的应力点在动脉分叉处，这也解释了脑动脉瘤的好发部位(Willis动脉环的各分支动脉起始处)。此外，烟雾病(moyamoya病)、镰状细胞病、梅毒螺旋体、曲霉菌和毛霉菌等真菌感染、亚急性细菌性心内膜炎、外伤、转移癌侵犯和破坏颅内动脉等诸多因素可造成动脉瘤。
3.脑动脉瘤的发生是综合因素的，单一的先天因素或者血管变性都不足以引起脑动脉瘤。
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