뇌로 공급되는 혈액은 크게 두 가지 대동맥을 거쳐온다. 심장으로부터 목 앞부분 따르는 내경동맥, 심장에서 목 뒷부분을 따르는 척추동맥이다. 척추동맥은 두개골에서 합류해 뇌저동맥을 형성하고, 내경동맥과 뇌저동맥은 여러 줄기로 나누어진다. 이 중 일부는 윌리스환이라는 것을 형성해 척추동맥, 내경동맥에 연결된다. 이렇게 세부적으로 나누어지는 이유는 대동맥이 차단될 때에도 막히지 않고 혈액을 공급하기 위해서이다. 즉, 한 길이 막혀도 다른 길로 공급을 유지하는 것이다.
뇌졸중은 이러한 혈관들이 좁아지거나 막혀서, 혹은 파열되어 출혈을 일으키면서 나타난다. 의학적으로는 뇌혈관질환이라고 하며, 과거에는 '중풍'이라 지칭하기도 했다. 다만 현대의 뇌졸중과 과거의 중풍은 지칭 범위가 다르다. 현대의 뇌졸중 정의에 구안와사(안면마비) 개념을 더한 것이 중풍이라 할 수 있다. 이는 안면마비가 반드시 나타나는 것은 아니며, 다른 질환에서도 보일 수 있는 것이기 때문이다.
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