大血管病变引起的梗死系指患者的脑梗死是由于颅内或颅外大血管狭窄或闭塞所致，如果TCD发现与临床和头颅影像学脑梗死相对应供血动脉的严重狭窄或闭塞，则为大动脉粥样硬化性狭窄卒中提供诊断依据。由于大动脉粥样硬化性狭窄尤其颅内脑动脉狭窄是亚洲缺血性卒中的最主要的原因，因此，TCD成为此亚型梗死的最重要检查方法。 脑梗死部位与TCD可能的血管狭窄或闭塞部位关系： 额顶靠中线大脑前动脉分布区脑梗死，多数由于大脑前动脉狭窄闭塞所致，因此，同侧大脑前动脉狭窄或闭塞的可能性最大（TCD检测不到大脑前动脉血流或符合狭窄的血流改变）。但大脑前动脉单独出现狭窄的情况不多见，常合并颈内动脉末段狭窄。其次是同侧颈内动脉颅外段狭窄，偶见对侧颈内动脉严重狭窄或闭塞合并前交通动脉开放（该侧大脑前动脉由于代偿对侧大脑中动脉和大脑前动脉而导致其供血区梗死或双侧大脑前动脉由对侧颈内动脉供血）。 颞、顶叶、岛叶或除丘脑外基底节（直径＞1.5mm）部分大脑中动脉分布区脑梗死，则同侧大脑中动脉、颈内动脉末段、颈内动脉颅外段发现病变（狭窄或闭塞）的可能性最大，其次是颈总动脉。 包括颞、顶叶和基底节在内的完全性大脑中动脉分布区脑梗死，大脑中动脉完全测不到血流或呈部分再通血流，而导致大脑中动脉完全闭塞的血管原因是颈内动脉颅外段狭窄处动脉粥样斑块脱落的栓塞向远段移动堵塞动脉椎动脉主干或颈内动脉颅外段狭窄处血栓形成一直延伸到颅内的颈内动脉末段和大脑中动脉起始，TCD发现颈内动脉严重狭窄或闭塞伴大脑中动脉闭塞。完全大脑中动脉闭塞通常不是由大脑中动脉本身狭窄所致。需要注意的是，完全性大脑中动脉分布区脑梗死的另一重要发病原因是心脏源性德栓塞，此时颈内动脉颅外段正常。 单纯枕叶梗死通常由于大脑后动脉狭窄或闭塞所致，少见情况下可由同侧颈内动脉狭窄所致。 脑干或小脑非腔隙性梗死，最常见的病变是基底动脉狭窄或闭塞，其次是椎动脉。 从TCD诊断技术来看，血管闭塞较狭窄不易诊断，此外，从临床分析来看，闭塞血管也较狭窄血管复杂。当TCD发现与脑梗死部位相对应的颅内血管闭塞时，该闭塞可能是由于在该血管狭窄的基础上血栓形成导致堵塞，也可能是由于从远端来得栓子堵塞该动脉。急性大脑中动脉栓塞周围常无新生血管，而慢性大脑中动脉闭塞血管周围常已经有侧支形成，两者有所不同，但仅根据TCD不能完全鉴别上述两种情况，需要结合临床。