原发性脑干损伤,多是外界暴力直接作用下造成的脑干损伤。单纯的脑干损伤并不多见。脑干包括中脑、脑桥和延髓,当外力作用在头部时,不论是直接还是间接暴力都将引起脑组织的冲撞和移动,可能造成脑干损伤。其中以鞭索性,扭转性和枕后暴力对脑干的损伤最大通常额部受伤时,可使脑干撞击于斜坡上;头侧方暴力作用使脑干嵌挫于同侧小脑幕切迹上,枕后受力使脑干直接撞击于斜坡和枕骨大孔上;扭转和牵拉运动致伤可使脑干受到大小脑的作用受伤,头部因突然仰俯运动所致鞭索性损伤中以延髓受损机会较多;双脚或臀部着力时枕骨发生凹陷骨折,则可直接损伤延髓;此外,当头部受击引起颅骨严重变形,通过脑室内脑脊液冲击波亦可造成中脑导水管周围或四脑室底的损伤。
原发性脑干损伤的病理改变常为挫伤伴灶性出血和水肿,多见于中脑被盖区,脑桥及延髓被盖区次之,脑干受压移位、变形使血管断裂引起出血和软化等继发病变。