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抗生素脑病的诊断，第一首先要有抗生素的使用史，这种使用史常常在抗生素使用的前3-10天，部分可以是之前使用，但是时间比较长的累积量。抗生素可以包括青霉素类、头孢类等抗生素，在使用抗生素之后，出现的抗生素脑病的表现在停用抗生素之后，可以得到慢慢改善，由此也可说明疾病与抗生素使用史有相关性。抗生素脑病轻的表现主要是头昏、头胀，烦躁以及精神错乱等，严重的可以出现谵妄、答非所问，或者还可以出现抽搐、精神异常、躁狂等表现。这种改变的形成，一般是一些对中枢神经有刺激的抗生素造成。比如以青霉素为例，青霉素在动物实验中可以有导致癫痫的作用，在人体大量应用青霉素，青霉素可以进入脑部，刺激神经元，导致神经元的异常放电。这种神经元电活动的异常，会导致相关的脑病，所谓的脑病是一种病态过程，这种过程常常在停用药物之后可以改善，所以不会像其他的器质性损害一样，这种损害可以持续存在。因此停用抗生素之后观察，如果患者逐渐得到缓解，就说明抗生素脑病和抗生素的使用有关。