脑梗死的病理过程实质上是在动脉粥样硬化基础上发生的局部脑组织缺血坏死过程。在脑动脉闭塞的早期,脑组织改变不明显,肉眼可见的变化是在数小时后脑梗死的缺血中心区发生肿胀、软化、灰质白质分界不清。大面积脑梗死时,脑组织高度肿胀,可向对侧移位,形成脑疝。镜下可见神经元出现急性缺血性改变,胶质细胞破坏,神经轴突和髓鞘崩解,小血管坏死,周围有红细胞渗出及组织间液的积聚。
在发病4-5天后脑水肿达高峰,7-14天梗死区液化呈蜂窝状囊腔,3-4周小的梗死灶可被肉芽组织取代,形成角质瘢痕;大的梗死灶中央区液化成囊腔,变成中风囊。