脑卒中是国人首要死亡和致残原因，约70%是缺血性的，而动脉粥样硬化是缺血性卒中的首要原因。因此，深刻理解动脉粥样硬化病变致脑卒中机制，将有助于治疗和预防策略的合理制定。
颅外脑动脉粥样硬化引发脑卒中的机制包括：血流动力学障碍、动脉-动脉栓塞或两种机制的混合。
动脉-动脉栓塞：栓子主要来源于血栓脱落，这种血栓大部分从狭窄/闭塞病变处脱落，还有一种情况是闭塞残端的血栓脱落；另一个栓子来源是，斑块表面破裂后，斑块内部组织暴露，这些斑块内组织可能会脱落栓塞远端血管床。颈动脉的栓子主要进入大脑中动脉，少数会进入大脑前动脉，特殊情况下可能经过WILLIS环进入同侧后循环或对侧前循环。栓子较大时，会阻塞颅内大血管，导致严重症状，在急性期可能会从急诊血管内治疗获益。栓子不大时，会闭塞颅内远端分支血管。此时，在前循环，来颈动脉的小栓子，最常栓塞远端分水岭位置的软脑膜小动脉，引起外部分水岭的皮质梗死，以多发外部分水岭皮质梗死最为典型。当来自椎动脉的大栓子阻塞基底动脉会导致灾难性后果，急诊血管内介入治疗可能改善预后，甚至获得戏剧性的快速恢复；小栓子会阻塞小脑后下、前下、上动脉，以及大脑后动脉的一条或多条。有时小脑后下动脉栓塞性梗死，梗死组织可能发生严重脑水肿，引起脑积水，甚至脑疝威胁生命，需尽早识别，严密监测，必要时外科手术干预。理论上讲，一些微小的栓子也可能会栓塞起自颅内主干血管的穿支动脉，引发脑梗死，然而，现在的技术还没有办法在活体上检测这些穿支动脉内的微栓子。当血栓栓子较大，位于颅内脑动脉主干及其主要分支时，急性早期，CT平扫可能会检测到血栓高密度征，薄层CT扫描图像检测血栓高密度征更为敏感。磁共振的SWI或T2*序列检测急性和亚急性血栓均是非常敏感的。
血流动力学障碍：需要指出的是，当脑动脉狭窄严重限制血流通过，或者完全闭塞时，其供血器官不一定发生低灌注。这是因为，侧枝循环存在的原因，当侧枝循环代偿良好时，器官血流灌注不降低或轻微降低，而不发生缺血症状。只有在侧枝循环代偿严重降低的情况下，才会引发脑卒中。按照简单分类，脑动脉侧支循环分为三级，WILLIS是第一级，软脑膜侧枝是第二级，第三级是颅内动脉闭塞部位新生血管。颅外脑动脉严重狭窄或闭塞时，WILLIS环是最重要的侧枝途径，软脑膜侧枝代偿能力往往不足。颈动脉严重狭窄或闭塞，因侧枝循环代偿不足，供血脑组织严重低灌注而引发的脑卒中，其机制就是血流动力学障碍。这种卒中机制的特征性病理改变是，导致最末端分支血管供血区域组织缺血梗死，在颈动脉供血系统，就是表现为内部分水岭区域梗死，位于半卵圆中心，以及上部侧脑室旁的白质，此部位是大脑中动脉和前动脉最远端软脑膜发出的长髓质穿支供血，这些长髓质穿支是颈动脉系统最末端的分支血管。
而颅内动脉粥样硬化脑卒中的机制包括：血流动力学障碍、急性血栓形成、动脉-动脉栓塞、闭塞穿支动脉或上述机制的混合。
动脉-动脉栓塞：主要是血栓栓塞，少数是斑块组织（有文献病理报道）。症状性颅内动脉粥样硬化病变主要见于颅内主干动脉，同理于颅外颈动脉斑块狭窄，狭窄处血液湍流可诱发血栓形成，血栓脱落则栓塞远端小分支；斑块表面破溃也是血栓形成的重要机制，血栓也可脱落造成栓塞。由于颅内动脉管径细小，脱落的血栓栓子一般很小，表现为较小的皮质-皮质下梗死，常是多发的皮质分水岭梗死。
血流动力学障碍：症状性MCA严重狭窄或闭塞时最为常见，软脑膜侧枝是主要的代偿途径，代偿严重不足时，也会发生血流动力学障碍性梗死，梗死灶位于上部侧脑室旁位置。这个部位是豆纹动脉和M4远端软脑膜动脉发出的长髓质穿支供血的交界区。
急性血栓形成：这是颅内动脉粥样硬化病变的一种重要卒中机制，病理特点是不稳定斑块处急性血栓形成，常闭塞管腔，由于管腔在短时间内因血栓形成而闭塞，侧支循环还未能完全动员起来，患者常临床症状严重。此类血栓有时会向远端增殖蔓延，具有较大负荷，急性早期CT平扫可检测到高密度血栓征。在脑卒中急诊介入治疗中，对颅内粥样硬化闭塞病变支架取栓时，绝大多数会或多或少取出血栓，有时血栓量还不小，对于如何识别和清理这种血栓，目前意见还不一致。
闭塞穿支动脉：最为接受的一种理论是，颅内主干动脉，如大脑中动脉和基底动脉，发出丰富的深穿支动脉，这些主干上斑块在生长发展的过程中，斑块可能会累及穿支动脉开口，导致这些穿支开口闭塞或重度狭窄，进而供血区缺血坏死。临床通过以下方法判断这种机制，如果外侧豆纹动脉区梗死（梗死灶在MRI上至少累及两个层面）或脑桥脑梗死（梗死灶累及脑桥表面），同时合并大脑中动脉或基底动脉局部狭窄（狭窄率大于50%），此时梗死机制被认为是闭塞穿支动脉。对于这个卒中机制的判断方法，本人持怀疑态度，目前还缺少可靠的方法在患者活体上证实此卒中机制。还有一种可能是，斑块局部小血栓阻塞穿支开口，但还无法在活体证明这种猜测。
不同的致病机制，预示着不同的治疗策略和预后。临床实践中，正确判断动脉粥样硬化致脑卒中的具体机制意义重大，因为这是实施个体化诊治的前提！
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