颅脑爆炸伤是现代战争中士兵面临的主要伤害之一，近年来受到广泛关注。冲击波经由颅脑传播带来的直接伤害被称为初级爆炸伤。目前，初级颅脑爆炸伤致伤机制尚不明确，可能是应力波传播、颅骨弯曲变形、颅脑空化及躯干压缩等多种因素共同作用的结果。该研究是涉及多学科交叉、多物理场耦合及短时和长时效应共存的复杂问题，需要通过建立描述冲击波和颅脑相互作用的高精度、多尺度和多物理场数值模型，发展测量颅骨应变、颅内压力、加速度等力学指标的物理测试系统，结合人体和动物病理、生理、行为学等综合因素分析，最终揭示颅脑爆炸伤致伤机制。本文中介绍了初级颅脑爆炸伤致伤机制，给出了颅脑爆炸伤的行为学、生理学相关的医学评价指标，以及颅骨应变、颅内压力等关键力学评估指标，提出了基于致伤机制和评价指标的防护结构设计方法，包括基于新型防冲击波材料的头盔系统改进、头盔缓冲系统设计、增加头部保护系统的封闭性等，最后展望了在精细化建模、原位实验及防护系统设计等诸多方面的发展趋势。