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1.神经系统的损害可累及各个水平，但以大脑损害最为多见(79%)，依次为小脑、脑干及脊髓。周围神经损害，如臂丛或尺神经损害等应考虑在手术时，该神经因被拉扯或压迫所致。中枢神经系统的损害可呈弥散性或局灶性。症状严重者在手术过程中即发生昏迷，并且出现的神经症候，一直持续到死亡;轻者症状持续几天而消失，但也可留有长期后遗症。常见的症状有昏迷，精神错乱、谵妄、智力障碍、失语、不同程度的偏瘫、四肢瘫、中枢性面瘫、感觉障碍、视力障碍、象限性偏盲、病理反射阳性。少见者为瞳孔不等大、眼球震颤、复视、三叉神经障碍及出现吸吮反射等。有时症状出现在手术几天之后，如在冠状动脉搭桥术后2～3天。
Sotaniemi报道，100例心瓣膜置换术后引起脑损害的37例，其中偏瘫24例，属大脑半球损害所致者22例，脊髓损害所致者2例，属右半球损害者16例，左半球损害者6例。这种右半球易受损的现象早在Javid等(1969)的报道中即曾提到。Sotaniemi认为和在体外循环过程中，两侧半球对受损后出现症候的阈值不同有关。曾有作者注意到应用心肺机行心内直视手术，可导致颅内大出血，且多在术后几小时至几天之内即出现典型颅内血肿(硬膜外、硬膜下及脑内)的占位性临床表现，如逐渐昏迷、抽搐、一侧瞳孔大及对侧偏瘫等脑疝的征候。
2.心脏移植发生的神经系统损害,临床表现轻重不同 大致分为3类：
(1)脑血管性：可因脑部血栓形成，栓塞、缺血缺氧、脑内出血、排异反应，心力衰竭、肾功衰竭、败血症等出现头痛、精神行为异常、短暂性失语、抽搐发作及不同程度的偏瘫甚至昏迷。
(2)中枢神经系统感染：多因应用免疫抑制剂导致机会性脑部感染如曲霉菌、念珠菌、隐球菌、弓形虫、巨细胞病毒、疱疹性病毒以及细菌性感染引起的脑膜脑炎。
(3)免疫抑制剂引起的损害：长期应用皮质类固醇激素引起的情绪欣快、激动、类固醇性肌病等。自从采用环孢素(cyclosporine)以来，一般应用激素的剂量已降低，使上述症状也减少，但环孢素除对肾及肝脏有毒性作用外，还具有一定的神经毒作用，可以引起感觉异常、视幻觉、肢体震颤、抽搐发作、白质脑病、小脑性共济失调、脊髓病、括约肌障碍及轴突性及脱髓鞘性周围神经病。此外，有少数患者因持久的排异反应而长期应用免疫抑制剂导致肿瘤特别是淋巴瘤的发生。
这三类损害可程度不同的表现在同一患者，故应仔细观察，以便弄清症状发生的确切原因。
根据神经系统的症状系发生在心脏直视手术的过程中或手术之后，故诊断为手术引起的并发症并不困难，但分析引起神经系统受损的原因常非易事，这是由于导致损害的因素多系综合性的。