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뇌표면의 거미막과 연막(軟膜) 사이의 출혈을 말한다. 뇌의 표면은 2층으로 된 엷은 막으로 싸여 있으며, 그 외층은 지주막, 내층을 연막이라고 한다. 연막 사이에는 거미막하강이 있고 뇌척수액으로 차 있어, 뇌와 두개(頭蓋) 사이의 완충작용을 한다. 지주막하강의 출혈(지주막하출혈)의 원인은 밝혀지지 않다가 뇌혈관 촬영법이 보급되면서 뇌동맥류(腦動脈瘤)와 뇌정맥의 기형적 파열에 의한 출혈이라는 것이 밝혀졌다. 뇌동맥류는 전체 인구의 4～5%에서 발생하며, 1% 미만의 인구가 일생 중 뇌동맥류 파열에 의한 거미막하 출혈을 겪고 0.5%는 이로 인하여 사망하는 것으로 추정된다. 뇌출혈은 비교적 고령층에 많은 데 반해, 거미막하 출혈은 젊은 층에 많은 것이 특징이다. 대개는 증세가 나타나지 않다가 갑자기 심한 두통과 구토를 일으키고 의식을 잃어 혼수상태에 빠진다. 이 때 2시간, 늦어도 1∼2주 사이에 회복되지 않으면 생명이 위태롭다. 병의 경과는 뇌출혈의 경우보다 좋으나, 한 번 출혈하면 50%는 재발하기 쉽고, 발작이 거듭될수록 사망률이 높아진다. 대체적으로 뇌동맥류 파열 후 약 1/3은 현장에서 사망하고 1/3은 병원으로 후송중 혹은 입원 중 사망하거나 상태가 나빠 수술을 받지 못하며, 나머지 1/3만이 수술적 치료를 받는 것으로 추정된다.