中毒代谢性脑病导致精神状态改变，是ICU中常见的诊断。评价ICU有精神状态改变的病人时，要高度怀疑电解质紊乱，常见的电解质紊乱包括低钠血症、高钠血症、低血糖、高血糖、高镁血症、 酸中毒、碱中毒等。低钠血症，主要临床表现为中枢系统功能失调， 病变程度依赖于低钠血症严重程度和发展速度。例如， 急性低钠血症<24小时和严重低钠血症<120mEq/L)可能表现为严重的中枢系统症状，包括：神志不清、烦躁、谵望、冷淡和癫痫等。最常见的病因包括抗利尿激素分异常综合征 (syndrome of inappropriate antidiurctic hormone, SIATH)、使用噻嗪类利尿剂、烦渴以及不恰当的静脉应用低渗液体等。治疗采取控制水摄人，一些严重病例应用高渗盐水纠正低钠血症。注意避免过快纠正低钠血症以防止脑桥脱髓鞘改变。脑桥脱髓鞘改变可导致四肢麻痹和假性延髓性麻痹。以适当速度调整血清钠浓度，可以防止脑桥脱髓鞘改变的发生。慢性低钠血症和无症状的病人，应当以每24小时<10mEq/L的速度逐渐纠正。
高钠血症，也能导致精神状态的改变，最常见的症状包括肌无力、冷淡、神志不清和昏迷。和低钠血症一样，症状与高血钠的程度和进展速度有关。病因主要是尿崩症、应用袢利尿剂、胃肠丢失和应用髙渗钠等。治疗包括治疗原发病和纠正高渗状态，后者应用低渗盐水降低血清钠，在急性高钠血症纠正速度为每小时下降1mEq/L，慢性高钠血症纠正速度为每小时下降0.5mEq/L，慢性高钠血症血清钠下降治疗目标为每天10mEq/L。缓慢纠正高钠血症有助于防止脑水肿和惊厥。
低和高血糖都能引起精神状态的改变。如低血糖，症状可能为神志不清、颤抖、昏迷和癫痫。这可能是不恰当的应用胰岛素或口服降糖药、胰岛素瘤、肝脏功能衰竭和感染引起。治疗低血糖，应用葡萄糖（通常是50%葡萄糖，即D50）可以缓解临床症状。高血糖能导致视觉改变、冷淡、昏迷和癫痫，临床最常见于酮症酸中毒和高渗性非酮症高血糖。治疗包括充分液体复苏、静脉应用胰岛素和纠正电解质 紊乱（特別是钾离子）以及治疗原发病。
高血镁最主要的副作用是神经系统综合征包括迟钝、深肌腱反射消失和肌麻痹。高血镁常见于肾衰竭和产妇子痫应用大剂量镁治疗的病人。在肾功能不全的病人，必须首先应用血液透析或腹膜透析。此外，如要快速纠正，可经静脉应用镁拮抗剂钙。在应用镁治疗子痫肾功能正常的女性病人中，停止使用镁剂通常能迅速恢复到正常镁血清浓度。最后，精神状态的改变，鉴別应考虑到低氧、酸中毒和碱中毒。 动脉血气分析可提示酸中毒或碱中毒的程度，帮助判断病因是呼吸性、代谢性或混合性。ICU中最常见的病因是脓毒症、尿毒症、肝功能衰竭和电解质紊乱。治疗包括纠正原发病，同时注意酸中毒或碱中毒的支持治疗。
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