絕大多數腦梗死是由於血栓堵塞腦供血動脈引起的，而腦細胞是人體最嬌嫩的細胞，血流一旦完全中斷，持續8～10分鐘就發生不可逆損害。大量研究證明，要挽救腦組織就必須在不可逆損害之前的短短時間內恢復血流供應缺血閾與半暗帶正常情況下腦血流量平均為50ml/100g/。
分當下降至30ml/100g/分以下時，病人出現症狀；當下降至20ml/100g/分以下時，神經元電活動衰竭（電衰竭），傳導功能喪失；當下降至15ml/100g/分以下時，神經細胞膜離子泵衰竭（膜衰竭），細胞進入不可逆損害；當下降至10ml/100g/分以下時，細胞膜去極化，鈣離子內流，細胞最終進入死亡。
急性腦梗死的早期血流並未完全中斷，梗死灶中心區周圍存在一個缺血邊緣區，這一區域內神經元處於電衰竭狀態，稱為半暗帶（Penumbra）。若血流馬上恢復，功能可恢復正常；若缺血加重，細胞進入膜衰竭，成為梗死擴大部分。
缺血閾與半暗帶理論為早期溶栓複流治療急性腦梗死帶來希望，臨床治療的目的就是搶救半暗帶。目前認為迅速溶解血栓，恢復血流是最有效、最基本的方法。
大量研究證明：血管閉塞3～6個小時恢復血流，腦梗死還可以挽救。超過這段時間恢復血流，不但難於挽救腦細胞，還可引起再灌注損傷、腦出血、腦水腫這段時間稱為“複流治療時間窗”。
缺血瀑布理論
近年發現腦缺血、缺氧造成的能量代謝障礙－興奮性神經介質釋放－鈣過量內流－自由基反應等一系列缺血性代謝紊亂連鎖反應，是導致缺血腦損害的中心環節，稱之為缺血瀑布。
因此，迅速溶栓複流是大片腦梗死急性期治療成功的前提和基礎。沒有溶栓複流，即使用最有效的腦保護方法和藥物，最終也不能挽救持續缺血的腦組織。
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