迅速以含氧血供应脑以保护脑功能，所采取的措施是进行有效的心脏挤压和人工呼吸。
1.脑缺氧的严重性 机体全身缺氧后，各组织器官对缺氧的耐受力有很大差异，最敏感的是中枢神经系统，其它组织耐受缺氧的次序是：心肌10－20分，骨骼肌2－4小时，骨和结缔组织可耐缺氧10小时以上也不出现明显损害。即使是中枢神经系统，其各部分的耐受缺氧能力也很不相同，最敏感的是大脑皮层，一般心脏停跳3－4分后就有可能引起严重的损害。其余各部分脑组织耐受缺氧的次序为：中脑（瞳孔及睑反射中枢）5－10分钟、小脑10－15分钟、延髓（呼吸、血管运动中枢）20－30分钟、脊髓约45分。
为什么脑组织对缺氧最敏感呢？因为脑虽小（仅占体重的2％），但其需氧量最大；正常人安静状态下，脑血流量约为心输出量的15％，而脑之耗氧量却占全身总摄氧量的20％，灰质耗氧量又比白质多5倍。脑需氧量这样大，但脑本身的无氧代谢能力及能量贮备能力极差，它所需要的能量几乎全部来自葡萄糖的有氧代谢。心脏停跳后，脑动脉床内所含的氧仅够供脑消耗几秒钟，脑贮备的葡萄糖也只能维持几分钟的消耗。一般脑供血量至少达到正常量的14％才能保护脑不受损害。所以一旦心跳停止后，最敏感的症状是意识丧失，而抢救的主要目的也是迅速将含氧及葡萄糖的血不断输送给脑——这就是人工呼吸、心脏按压的作用。此外，及时给头部及全身降温，使体温降至31－33℃左右可使脑组织代谢率降低约50％左右，这对保护脑功能、防止脑并发症具有很大意义。
2.心脏按压的作用 抢救时脑是否能受保护而不受到缺氧损害，取决于心脏按压能否维持足够的脑血流量。正常时尽管心输出量及血压有变化，但通过脑血管口径变化的调节，脑血流量几乎是恒定的。脑血管口径的改变主要受脑部小动脉平滑肌处pH变化来调节，而与全身酸碱度变化的关系不大。在心脏停跳后，由于缺氧或心输出量下降，可发生颅内进行性酸中毒，从而引起脑血管口径的自家调节功能丧失，表现为脑血管麻痹。这实际是一种脑血流供应的有意义的代偿反应。此时脑血管口径扩大，脑血流量直接与全身血压有关。只要有足够高的血压，甚至可出现脑组织“奢侈灌注”（luxury perfusion）现象（即脑耗氧下降，而血流供应却相对增加）。
有效的心脏按压可以使血压维持在8kPa(60mmHg)以上，从而保证全身重要器官的血流量。同时，可使脑血流量维持在正常脑血流量的30％（约为最低需要量的两倍）。所以在自主心跳恢复前，应坚持心脏按压。据报导，在心脏按压持续两小时内，仍有恢复意识的可能。自主心跳恢复后，意识恢复较慢者，不一定是由于脑缺氧损伤所引起，也可能是较重的颅内酸中毒的抑制作用所致。
3.人工呼吸作用 呼吸停止后，机体内之贮存氧仅1升左右，足够维持生命活动约4分钟。此时肺泡内之残留气体仍不断通过弥散与血中气体进行交换。但由于CO2从组织向肺泡之弥散量较O2由肺泡向血液内的弥散量约小10倍，结果肺泡内气体总量逐渐减少而形成负压，使空气不断自外界流入，此过程叫做“列通气气流”。靠此种方式供氧约可维持30秒；如果呼吸停止前肺泡内充满氧，则此过程可维持10分钟左右。如以后仍得不到氧，则由于缺氧可导致体内代谢性酸中毒。
CO2分压增高在开始时并不严重，只有当体内缓冲系统代偿能力耗尽后，动脉血内CO2分压才以0.4－0.8kPa(3－6mmHg)/分的速度逐步上升。要达到CO2分压12kPa(90mmHg)以上（一般动脉血CO2分压小于9.33kPa(70mmHg)者，不考虑呼吸性酸中毒），约需15－40分以后，所以一般说来呼吸停止后的早期很少引起呼吸性酸中毒。
呼吸停止后，为维持有效的气体交换，首先要清洁呼吸道使之通畅，并立即采取压胸法或口对口呼吸，其中尤以口对口呼吸最为简便有效。一般一个操作者的呼气一次吹气1250毫升左右，其中含氧18％，含CO22％，足够预防病员严重缺氧和高碳酸血症的发生。但如病员仍处于低心排出量状态，则尽管维持有效通气量，组织内却仍然缺氧，尤其在合并肺功能异常时，更是如此，此时应优先选用人工呼吸器正压呼吸给氧，效果更好。
4.心脏按压及人呼吸的效果判定脑活动的存在是复苏效果的最主要指标。由于脑血流量下降，此时病员很少有清醒的意识，而常常陷于昏迷。但下面五个体征中，只要存在一项就表示已有足够的含氧血供给脑：
（1）瞳孔瞳孔逐渐由大缩小是予后良好的灵敏指征。瞳孔逐渐增大但未完全扩大时并不说明抢救无效，此时应注意其它生命指征存在与否。扩大的瞳孔不缩小，则表示可能复苏无效或有脑损伤。迅速扩大至最大的瞳孔反应肯定是不良的指征。
（2）角膜反射是重要的指标。它的出现说明可迅速复苏。但因频繁剌激角膜易损害眼睛，所以仅在其它指征均不能确定时，才使用它。
（3）挣扎它的出现说明复苏是有效的，但挣扎可引起复苏操作困难，增加耗氧，并加重酸中毒及高血钾，从而影响自主心跳的恢复及造成脑损伤，值得警惕。
（4）肌张力 出现良好的肌张力，下颌紧闭等。
（5）呼吸形式因延脑对缺氧耐受性较大，而且在呼吸停止后脑缺氧及颅内酸中毒都是有力的呼吸剌激剂，所以经有效复苏后常可出现正常呼吸。不规则或喘息式呼吸的出现，常说明仍有脑缺氧存在。
