能迅速有效地改善脑组织的缺氧状态，促进神经细胞功能恢复。能有常压下氧无法达到的治疗作用，使严重缺氧的脑细胞重新恢复功能。
高压氧能提高氧分分压、增加氧从毛细血管向细胞的弥散能力；高压氧能使正常脑血管收缩，增加了病变部位脑血流灌注。高压氧能使脑组织有氧代谢增强，无氧代谢减少，能量产生增多，加速酸性代谢物的清除，为神经组织的再生、神经功能的恢复提供物质基础。同时，高压氧能使血液的黏稠度降低，血小板聚集性减少，能促进血栓溶解吸收，改善了微循环的状态，有利于缺氧脑区血液循环的恢复。高压氧下还能使颈动脉血流减少，椎动脉血流增加，以保证网状结构系统和脑干的血流量，有利于改善脑水肿，降低颅内压，提高脑干上升性网状结构的兴奋性，有利于促使昏迷患者的苏醒和生命功能的维持。
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