大脑是人体最重要的器官之一，脑组织(指大脑皮层) 重量只占体重的2%, 但安静状态的耗氧量即可占全身耗氧量的20%, 因此耗氧量巨大。并且脑组织对缺氧缺血高度敏感。 据统计, 临床上因脑神经损伤致死的人群中, 缺血缺氧的比例高达90%。尤其对缺氧敏感的大脑皮层，只要大脑中血液循环停止3～4分钟，人就丧失意识；  血液循环停止4～5分钟，半数以上的人发生永久性的脑损害； 停止10分钟，即使不是全部智力毁掉，也会毁掉绝大部分。如果不能及时发现和预防脑氧不饱和事件的发生，脑缺氧会导致不良的临床后果，例如短期或长期的脑损伤、认知功能障碍、瘫痪、残疾或者死亡。在心外科中，使用脑组织氧浓度监护仪进行监护，显示出不良临床结果显著减少，包括持续的中风，并且通过减少通气时间而减少住院费用，减少ICU 时间和住院时间。