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典型的症状是早期的神志丧失，可以伴有或不伴有抽搐或其他中枢神经系统症状。有时可发生从行为改变到轻偏瘫的轻度症状和体征。单独的或伴有气体栓塞的过度肺膨胀可产生纵隔和皮下气肿。气胸少见但更严重。咯血或血性泡沫痰提示肺部损害。医源性动脉气体栓塞罕见，若心脏手术后不能恢复知觉，应怀疑发生动脉气体栓塞。
多数患者起病急骤，突然出现烦躁不安、极度恐惧、呼吸困难、发绀、剧烈的胸、背部疼痛，心前区压抑感，并迅速陷入严重休克状态。体检时。患者的脉搏细弱、甚至触不到;血压下降，甚至难以测出;瞳孔散大、心律失常，于心前区可以听到从滴嗒声至典型的收缩期粗糙磨轮样杂音，有时在颈静脉上，可感到血管内气泡在手指下移动。
如果发病时患者处于头高位，则有可能引起脑血管空气栓塞。此时，患者可出现强直性或阵发性抽搐，意识丧失，或有头痛、头晕、恶心，继而呼吸困难、呼吸微弱，全身发绀、双目失明、肢体瘫痪或抽搐，最后进入休克。
通常在胸部穿透伤后易出现全身性空气栓塞，但也可出现在钝性胸部损伤后，一般难以及时作出准确的诊断，但在胸部损伤病人，有下列任何情况时，应怀疑有全身性空气栓塞：
①无头部创伤，但出现局灶神经异常。
②眼底镜检查发现视网膜血管有气泡。
③开始给予正压通气不久即发生循环衰竭。
④采集动脉血标本作血气分析时，发现血中含有空气或泡沫，经检查并非操作技术性错误（这种程度的空气栓塞极难救活）。