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随着人口老龄化的加剧，脑卒中成为一个主要的健康问题。如果手术本身很成功，而在围手术期发生脑卒中这种并发症，将是十分不幸的。中枢神经系统的并发症的危险可见于任何手术。这些危险因素包括高龄、遗传易患性、女性、高血压、糖尿病、脑血管疾病以及动脉粥样硬化。识别围手术期的危险因素，以及控制围手术期平均动脉压、血糖、二氧化碳分压和体温等，是非常重要的。
无论实施何种手术，对于老年患者，术后认知障碍延长相当常见。一项研究发现，年龄＞70岁的全膝关节置换患者，术后6个月仍有认知功能障碍的占5％。另一项前瞻性研究指出：年龄＞70岁的患者，在接受常见的非心脏大手术后3个月，持续认知缺陷的占14％。与年龄相关的形态学及生物化学变化可能解释这些研究结果。神经元的大小和数量以及神经突触数目，随着年龄的增长而减少，这种减少在60岁以后尤为明显。海马胆碱能神经元和浦肯野纤维减少，神经递质系统（如中央胆碱能系统）也随着衰老而改变。包括某些术中麻醉药的使用，比如哌替啶，与年龄相关的大脑变化使老年患者更易发生术后认知功能障碍。此外，如阿托品和东莨菪碱，这些普遍使用的抗胆碱能麻醉药，可能会加重已经存在的胆碱能不足，并导致患者术后认知功能障碍。
有趣的是，实施麻醉的方式（全麻、腰麻或硬膜外麻醉）并不影响术后发生认知障碍的危险度。一项随机的前瞻性实验研究，比较了实施全身麻醉与硬膜外麻醉的老年患者接受骨科手术后的认知障碍情况，研究内容包括记忆、心理活动和语言能力，证实术后1周和6个月，两者之间不存在显著差异。此外，系统回顾19个随机和4个非随机研究后，研究结果也支持腰麻或硬膜外麻醉并不比全身麻醉能减少术后认知障碍的假设。两者缺乏差异性的部分原因是在局部麻醉中静脉给予了镇静药物。
脑灌注压波动在60～150 mmHg，脑血流通过脑灌注压自动调节。术中最低60 mmHg的灌注压保证充足的脑血流供应。然而，在脑缺血时，缺血区域的自动调节能力减弱。在这种情况下，60 mmHg的脑灌注压可能不足以提供足够的脑血流量。一项对重症颅脑创伤患者的研究发现，将灌注压从60 mmHg增加到70 mmHg，提高了对脑的供氧量（颈静脉窦静脉血氧饱和度明显上升，而脑动静脉氧差缩小）。不过，脑灌注压进一步超过70 mmHg后，没有进一步提高脑的供氧量，这表明在超过70 mmHg后，充足的脑血流成为自动调节的主要因素。另一项前瞻性研究测量了诱导性高血压对缺血性中风患者脑血流的影响，平均动脉压从80 mmHg增长至110 mmHg与脑灌注压从70 mmHg增长到100 mmHg相关联，此时临床上颅内压没有明显的升高。另外，在另一项研究中，急性脑卒中患者动脉高血压（即动脉收缩压增加20％，但不超过200 mmHg）可明显改善神经系统功能，结果没有大幅增加窦性心律不齐或脑出血的危险。然而却使与脑出血相关的其他风险增加。因此，急性脑卒中患者血压应逐渐增加。
当然，低血压可增加脑梗死的面积，增加了脑卒中或脑外伤患者不良预后的风险。严格的指导标准，包括脑灌注压的最低目标值都尚未制定。因此，必须对每位患者进行恰当的个性化血压管理。
术中高血糖增加了大脑的糖供应，当脑灌注不足时，可导致严重的乳酸堆积和代谢性酸中毒。几项研究显示，血液pH的减低（由于代谢性酸中毒所致）与继发性神经系统损伤的程度密切相关。在大鼠模型中，先前存在高血糖，使缺血性事件加重了脑损伤。相比之下，血糖量正常使先前缺血区海马损伤较轻。在人类中，已经注意到因缺血性脑卒中而住院的患者中，糖尿病和非糖尿病者间存在差异。糖尿病患者脑卒中后有更严重的神经系统后果，包括与脑卒中相关的更高的病死率（P＜0.05）。此外，虽然尚无随机的前瞻性实验结果，回顾性研究表明，高血糖（空腹血糖浓度＞7.8 mmol／L）可作为独立因素预测脑卒中后预后差。
术中低血糖与脑神经损伤也存在关系。血糖＜2.2 mmol／L，引起脑电图抑制和加重癫痫发作。更进一步，严重的低血糖（血糖＜1.1 mmol／L）可因神经细胞膜损伤而发生神经细胞坏死，特别是在浅表脑皮质和海马区。因此，建议高危脑缺血患者的血糖控制在5.55～7.8 mmol／L 的目标值。保持这一水平就必须频繁地进行术中血糖监测。
动脉二氧化碳浓度和脑血流量密切相关。过度换气引起的低碳酸血症使脑血流量减少，从而使颅内血流减少，血压下降。因此颅内压升高的患者（如扩大脑室的患者）可能受益于术中短期过度通气。然而，一个前瞻性随机试验发现，重度颅脑损伤的患者，术中过度通气导致伤后3个月和6个月神经系统功能更差。基于这些发现，脑外伤基金会建议脑外伤后避免过度换气。
此外，脑缺血损伤患者术中低碳酸血症会加重神经元的损伤。在一项研究中，脑梗死患者过度换气导致区域脑血流量减少，但是主要集中在不影响缺血性损伤的大脑区域。研究结果显示，在缺血损伤的区域存在异常的血管收缩，这可能是因为代谢功能减低和动脉内皮释放二氧化碳减少。因此，动脉血管不能进一步收缩，以应对低碳酸血症。但是，对高碳酸血症的反应时脑缺血区域的血流量增加。总之，临床医生应该认识到，对于缺血或脑外伤导致的脑损伤患者，术中预防性地过度通气，可能加重脑损伤。
脑对缺血的耐受力和脑的温度成反比关系。在正常体温下，脑缺血一定时间后发生神经元损伤，而在16℃的低体温下，大脑能耐受缺血30min。越来越多的证据表明，仅轻微地降低术中温度（如33～34℃条件下），就能明显提高脑的耐受力。例如，在一项实验中，暂时堵塞鼠的大脑中动脉，33℃条件下的鼠要比37℃条件下的鼠缺血梗死的面积小48％。然而，体温过低不能减少脑血管永久堵塞的脑梗死量。
近几十年来，在对围手术期预防脑卒中上取得了长足的进展。然而，尽管许多脑卒中是可以预防的，但不是完全可以预测或者在已实施麻醉的患者身上诊断。如何保护中枢神经系统仍然是一个需要进一步深入研究的领域。