뇌출혈의 가장 큰 원인으로는 고혈압을 꼽을 수 있다. 대부분의 뇌출혈은 혈압이 올라갈 때 뇌혈관의 약한 부분이 터짐으로써 발생하는데, 특히 당뇨나 고지혈증이 있는 경우 더 흔하게 발생할 수 있다. 뇌혈관 자체의 문제로 발생하는 경우가 바로 뇌동맥류인데 이는 정확한 원인이 밝혀지지는 않았지만 유전적 요인과 지속적인 혈관 스트레스로 특정 부분이 부풀어 오르는 것으로 추정되고 있다. 뇌동맥류는 주로 큰 혈관의 분지부에서 많이 발생한다. 뇌동맥류의 혈관벽은 매우 얇으며 파열되면 지주막하 뇌출혈이 발생할 가능성이 크다.
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