足月儿大脑皮质发育较成熟，对缺氧缺血变得更为敏感。在大脑两半球凸面背外侧矢状窦旁区，为大脑前、中、后三支动脉的表面终末区，又称流域分界部，动脉的分水岭或交界区。当脑血流明显灌注不足时，以顶枕区最早出现缺氧缺血性病变，主要为大脑神经元坏死，并同时存在细胞水肿。在急性期表现缺血性梗死，当血流发生再灌注时，发生出血性梗死，进一步发展为脑萎缩。严重时，坏死区可波及整个大脑表面，形成瘢痕性脑回。随着缺血的加重，也可由交界区的白质、额叶深部白质呈向心性扩张，最后累及整个大脑白质，为大脑白质梗死，发展成囊肿，称多囊性脑病。局灶性缺血性坏死也多见于足月儿，皮层下部一处或多处发生局灶性缺血性坏死，坏死灶与血管分布有关，50%发生在大脑中动脉分布区域。小脑交界区也可发生坏死。在丘脑、丘脑下部及大脑基底节区缺氧缺血可导致髓鞘纤维增生，病理上呈大理石样斑点和条纹，是脑瘫手足徐动型的病理基础。
三、颅内出血
HIE常因缺氧引起颅内出血。按出血部位有蛛网膜下腔出血、室管膜下出血、脑室内出血及脑实质出血。
（一）早产儿
早产儿多见室管膜下及脑室内出血。主要指脑室周围生发层基质出血，血液流人脑室造成脑室内出血。早产儿容易发生此类型出血与局部解剖结构及生理特征有关。胚胎在第5周后生发层细胞分裂旺盛，组织对缺氧缺血最敏感。生发层血管仅为一层内皮细胞，缺乏结缔组织支持，对血液动力学改变敏感，脆性大。此外室管膜下出血70%～90%发生在尾状核和侧脑室室管膜之间，该部位血管呈U字形分布，血流以锐角方向注入大脑大静脉，毛细血管十分丰富，因此在缺氧缺血时，氧分压下降，呈高碳酸血症，毛细血管床扩张，当血压波动，脑血管自动调节机制损伤，脑血流量的改变，致使己损伤的毛细血管破裂出血，血流可流入脑室、脑实质，所以脑室内出血也是早产儿主要的出血类型。病变主要在尾状核头部及尾状丘脑沟，或侧脑室颞角顶和枕角外侧壁上，可见灶性出血，严重者形成小血肿。脑室内出血量多时可充满脑室系统，甚至出现脑室扩张，变形，脑室腔内出现凝血块。少量出血可以吸收，若在脑室有血凝块，不能被完全吸收即出现血块机化，可出现脑积水。