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缺血性卒中的原因是对脑组织血供的显著损害.如果正常脑血流量(CBF,平均50 ml/100g·min,灰质60-80 ml/100g.min,白质20 ml/100g·min)降到特定水平以下,则会出现可逆的功能衰竭(功能阈值)；CBF继续降至更低水平则导致不可逆的形态学损伤(形态学完整性的阈值).灌注值在这些限度之间范围的组织被称作"缺血半影区",特征是可能出现不伴随形态学损伤的功能恢复,前提是在特定时间窗内可以重建局部血流,这取决于残余血流.这种实验概念转换成高效卒中治疗的基础需要非侵入方法,通过这种方法可以重复研究局部血流和能量代谢.正电子发射断层成像(PET)可以量化脑血流量、氧代谢速率和氧摄取分数.通过这些变量可以清楚地定义不可逆的组织损伤和严重灌注不足但潜在可挽救的组织(即半影区).进一步使用示踪物可以尽早检测不可逆组织损坏(中枢苯二氮卓受体配体氟马西尼).使用一种广泛应用的临床工具——灌注/弥散加权磁共振成像,而且PW和DW异常之间的"失配"可以作为半影区的指标,但是有一些限制.在局部缺血不可逆细胞损伤的进展中,很多电生理和生物学干扰相互作用.损伤分子作用机制中的事件以一种复杂的方式相互联系,这使得我们很难预测它们的相对致病重要性.