病理学研究表明脑梗死灶由中心的坏死区和周围的缺血性半暗带组成。脑缺血半暗带（ischemicpenumbra,IP）是脑缺血缺氧所致的脑细胞电活动停止，功能丧失，但依靠有限的侧支循环尚有大量存活的神经元。如能在短时间内迅速给予溶栓治疗，恢复缺血性半暗带血流灌注，该区脑组织损伤是可逆的，神经细胞可存活并恢复功能。
超早期溶栓是目前治疗急性脑梗死最有效、最有前途的方法之一，溶栓能使蔽塞的血管尽早开通，尽快恢复脑血流，挽救缺血性半暗带中处于可逆状态的神经元，缩小脑梗死面积。因此溶栓成功与否的关键就在于快速准确地判断缺血性半暗带是否存在。目前大多依据治疗时间窗作为溶栓的指征，由于此法不能确切地量化缺血性半暗带，因此溶栓成功率低、出血风险大。
PWI反映的是脑组织内血流灌注的信息，脑梗死发生后脑血流灌注会急剧下降，PWI首先会有异常表现。缺血持续存在会导致脑细胞发生细胞毒性水肿直至不可逆地坏死，此时在磁共振弥散成像（DWI）上中心的坏死区会呈现明显的异常信号。如果PWI所显示的低灌注区面积大于DWI所显示的坏死区（即不匹配），则表明存在缺血性半暗带（即匹配阳性），是溶栓治疗的指征，且此差值越大，溶栓获益越多，此时如及时给予溶栓治疗可有效的挽救缺血性半暗带，减轻脑损伤，降低致残率。
磁共振弥散加权成像和血流灌注成像不仅可以超早期诊断脑梗塞，明确缺血部位、缺血范围，估计缺血半暗带的大小和鉴别短暂性脑缺血发作，特殊磁共振序列还可以确诊早期颅内出血。有助于溶栓对象的筛选和预后的判断,为溶栓治疗提供直观的影像学依据。
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