顱腦損傷分為原發(fā)性腦損傷和繼發(fā)性腦損傷。原發(fā)性腦損傷是致傷外力直接作用于頭部瞬間所發(fā)生的顱骨、腦組織和腦血管的損傷。繼發(fā)性腦損傷是創(chuàng)傷后數(shù)小時、數(shù)天或更長時間所發(fā)生的腦損傷，包括腦缺血缺氧、腦水腫、腦血腫、顱內壓升高等。現(xiàn)有的醫(yī)療措施均不能有效改變原發(fā)性腦損傷，但適當?shù)闹委?包括高壓氧）可以減輕或避免某些繼發(fā)性腦損傷。

顱腦損傷后腦組織缺血缺氧是繼發(fā)性腦損傷的主要因素，有研究發(fā)現(xiàn)約50％重型顱腦損傷患者腦組織氧分壓明顯低于正常，而且腦組織氧分壓持續(xù)降低提示預后不良，因此改善顱腦損傷后缺氧狀態(tài)是臨床治療的關鍵。高壓氧可以提高血氧分壓，增加血氧彌散距離；并有減輕腦水腫、降低顱內壓、減輕損傷后腦血管痙攣等作用。