脑血栓形成是脑梗死最常见的类型，是脑动脉主干或皮质支动脉粥样硬化导致血管增厚、管腔狭窄闭塞和血栓形成，引起脑局部血流减少或供血中断，脑组织缺血缺氧导致软化坏死，出现局灶性神经系统症状体征。 动脉粥样硬化是本病的基本病因。动脉粥样硬化血栓形成时，如果血栓形成位于供应脑的动脉，就会发生脑梗死；如果血栓形成在心脏的血管中，就会导致心肌梗死的发生。形成动脉粥样硬化血栓可出现心绞痛、心肌梗死等症状，但亦有很多人的症状是隐蔽性的，其最终可导致心衰、心律失常甚至猝死。 一般导致血栓形成有三个原因：血管壁损伤、血液高凝状态和血流速度改变。当血管内皮受到损伤时，胆固醇和一些其他物质就像沉积于牙齿上的牙石一样在动脉血管内壁上沉积，导致血管狭窄。这些“沉积”也称“斑块”。由于斑块沿着动脉血管壁沉积，使血液越来越难以流过。斑块也有可能会破裂，当血液中血小板和凝血因子增多，粘附在一起，修复损坏的斑块时，就形成了血栓。随着血小板不断堆积，血栓可以变大，直到堵塞动脉血管。血栓也可能变得不稳定并且脱落，顺着动脉血流，最后到达更小的血管内。当血栓未完全阻塞脑部动脉血管时，会引起脑缺血；当完全阻塞时，则引起缺血性坏死，即脑梗死。 动脉粥样硬化血栓形成致脑梗死，常伴高血压病。糖尿病和高脂血症也可加速动脉粥样硬化的进程。动脉粥样硬化斑导致管腔狭窄和血栓形成常见于颈内动脉和椎-基底动脉系统任何部位，多见于动脉分叉处。此外，脑血栓形成的病因还有动脉炎及药源性，如可卡因、安非他明。红细胞增多症、血小板增多症、血栓栓塞性血小板减少性紫癜、弥漫性血管内凝血、镰状细胞贫血等血液系统疾病引起者少见。 动脉粥样硬化性脑梗死多见于中老年，动脉炎以中青年多见。常在安静或睡眠中发病，常在数小时或1～2天内病情达到高峰。部分病例曾发生过短暂性脑缺血发作。
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