動靜脈畸形病人發生癲癇原因是：動靜脈短路使腦區域性缺血，鄰近腦組織膠質樣變，顳葉動靜脈畸形的點火作用。
腦動靜脈畸形是一種先天性疾患，是胚胎髮育過程中腦血管發生變異而形成的。一般認為，在胚胎第45～60d時發生。胚胎第4周，腦原始血管網開始形成，原腦中出現原始的血液迴圈。以後原始血管再分化出動脈、靜脈和毛細血管。在胚胎早期，原始的動脈及靜脈是相互交通的，以後由於區域性毛細血管發育異常，動脈及靜脈仍然以直接溝通的形式遺留下來。由於沒有正常毛細血管的阻力，血液直接由動脈流入靜脈，使靜脈因壓力增大而擴張，動脈因供血多，也逐漸增粗，加上側枝血管形成及擴大，形成迂曲、纏結、粗細不等的畸形血管團，血管壁薄弱處擴大成囊狀，其內部腦動脈與靜脈之間無毛細血管而直接溝通形成數量不等的瘻道。血液由供血動脈流入畸形血管團，通過瘻道直入靜脈，再匯聚到1至數根引流靜脈後離開血管團，流向靜脈竇。由於缺乏毛細血管結構，因而產生一系列腦血流動力學的改變，出現相應的臨床症狀和體徵。
AVM的大小與出血的危險有一定相關性。一般認為，小型AVM的部位與出血傾向亦有一定的關係。深部病灶如腦室、腦室旁、基底節、丘腦、腦島等處的病灶出血率高於半球AVM，可達1.5倍左右，尤其是腦室或腦室旁的病灶出血率更高。原因可能是深部病灶一般較小，供血動脈短，口徑亦小，動脈壓高，AVM易破裂。同時深部AVM的引流靜脈常為深靜脈。深靜脈發生狹窄的機會多，易導致靜脈高壓，而引起靜脈或AVM團破裂出血，尤其是僅有深靜脈引流的病灶。
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