體外循環基本裝置：包括血泵、氧合器、變溫器、貯血室和濾過器五部分。

是血液經過機器停留時間較長，對血液產生影響較大的部分。人工肺通過血液與氣體直接接觸（鼓泡式、轉碟式、滾筒式及垂屏式），或通過半滲透性膜進行氣體交換，使轉流后的血氧飽和度達到90%以上。人工肺有鼓泡型、血膜型及膜式肺三種類型。

（1）鼓泡型氧合器血液進入經篩板、細管吹氧及二氧化碳的容器內，形成含氧血泡，進行氧合，然后血液經過不銹鋼絲、塑料絲或聚氨酯海綿，由內含的硅油去泡劑清除氧合后血液中的氣泡，再經過絳綸布濾網過濾后進入貯血槽，經動脈泵驅血入機體主動脈。優點是構造簡單，成本低，氧合性能好，消毒可靠，操作方便。缺點是氧與血非生理性接觸，一般轉流時間不能過久。

（2）血膜型氧合器由血槽與轉動的不銹鋼碟片或轉動的塑料圓筒，或由血槽與多個垂直直立的不銹鋼絲屏幕組成。數十至百余碟片以軸貫串，碟間相隔一定距離，軸架于血槽，碟片一半浸沒血中，軸轉動，血液形成膜狀附于碟兩面。血槽為半圓筒狀，上覆以透明塑料蓋，也為半圓筒狀，內通氧氣及二氧化碳，使血膜進行氣體交換。轉碟式、轉筒式及垂屏式均屬血膜型氧合器，氧合能力與血膜總面積、轉動速度、血膜厚薄等因素有關。優點是不需形成泡沫，血液破壞較少。缺點是每項工作后需人工清洗，清除碟筒表面附著的蛋白物質，并需定期對碟片與滾筒進行硅化，以增加表面的光潔程度。

（3）膜式肺型為避免血氣直接接觸，以半透膜將運行的血液與氧分開，通過膜進行氣體交換，近似生理狀態。半滲透性膜由硅橡膠、聚四氟乙烯或聚丙酮制成，構造可以是卷筒膜式、折疊膜式、細微管式或中空纖維管式。膜式肺型優點為對血液有形成分、纖維蛋白原等破壞少，目前多應用于呼吸窘迫綜合征，嬰幼兒可轉流一周，缺點是排出二氧化碳稍差。

2.人工心

目前最多使用滾壓式泵，系中心柱連接順時鐘轉動的橫軸，軸外為半圓形凹槽，凹槽內置入彈性管（泵管）。泵管最多使用的是硅膠管。橫軸長短可以調節，使之能恰好壓緊泵管。當橫軸順時鐘轉動時，擠壓泵管，使管內血液單向向前流動。增減橫軸轉速，可以提高或降低流量。滾壓泵優點為構造簡單，效能可靠，無管內瓣膜，血液破壞較少，轉流量范圍大。一般人工心肺裝有4個同樣的滾壓泵，分別用于排血入主動脈，回收左心血，回收手術野及心包腔內的血液，有時也可用于冠狀動脈灌注。近年來，滾壓式泵多為搏動型，更接近生理性。

3.變溫器

使在體外轉流的血液降溫，將低溫與人工心肺機合并使用。構造多為套筒式。兩個直徑不同的不銹鋼圓筒，內筒連接水泵箱，通過水流；外筒通過血液，受內筒內水流溫度的影響，可以降低或提高血液的溫度。變溫器內血液的容量為60～200ml。有效的變溫器可以使成人體溫以每分鐘0.7℃～1.5℃的速度由37℃降至30℃；升溫較降溫慢，一般為每分鐘0.2℃～0.5℃。升溫時水溫不能超過40℃，過高會使血漿蛋白變性。水溫與血溫的差別不能>14℃，溫差過大會促使溶解的氣體釋放，形成微小氣泡。

4.濾器

過去人工心肺機使用不銹鋼絲網濾器，孔大，只能濾出大的血栓，而微小血栓可以造成肺部并發癥，如灌注肺等。近來已普遍采用微孔濾器，系由尼龍、絳綸、聚氨酯海綿片等制成。血流中的微小血栓主要來自血小板凝聚塊、纖維素凝集塊、游離的硅油、管壁脫屑、微小氣泡等。從手術野回收的血液中，此類微小血栓最多，要注意過濾。

5.管道部分

機體與血槽、血槽與氧合器、氧合器與動脈血泵之間，均需以管道相連接。除插管部分外，一般靜脈重力虹吸引流使用內徑12.7mm（1/2時）的管，向主動脈供血使用內徑9.5mm（3/8時）的管，心內吸引回收血液使用內徑6.4mm（1/4時）的聚氯乙烯管。要求管道內壁光滑、硅化，口徑變換處要求逐漸變細，無楞角，無粗糙邊緣，以減少阻力、壓力差和渦流。小兒則相應使用細管道。

6.電源

有安全保險絲裝置。在突然電源中斷時，有的機器裝有手操縱的把手，可以暫時維持轉流，以待電源修復。

7.電子監控部分

可以熒光數字連續顯示機器工作情況，如血流壓力、流量、氧濃度等，使灌注師易于了解掌握轉流工作情況。

灌注師應提前參加術前討論，充分了解患者循環系統病理解剖和心功能狀態，了解外科醫生的手術方案和對體外循環關注的特殊要求。術前檢查體外循環設備，如電源、人工心肺機、變溫水箱等，確保其處于良好的工作狀態所有與手術野及患者血液接觸的物品應經過徹底滅菌處理，并在嚴格無菌條件下將管路、氧合器等進行安裝連接。

2.人工心肺機的預充和血液稀釋

（1）體外循環裝置預充的目的①排出管道內氣體，避免空氣栓塞；②進行適當的血液稀釋；③調節體內酸堿與水電解質的失衡。

預充液包括：基礎液、電解質、堿性液、膠體液、甘露醇和血液細胞保護劑。

（2）血液稀釋體外循環采用血液稀釋是為了降低血液黏稠度和血管阻力，改善微循環，減少血細胞破壞，減輕血液有形成分在毛細血管內的淤積

3.體外循環患者生理指標檢測

主要包括動脈壓、中心靜脈壓、心電圖、鼻咽溫和直腸溫度、血氣分析、血電解質、全血活化凝固時間和血細胞比容等。

4.抗凝

體外循環中應用大劑量肝素抗凝，稱為肝素化，為了避免肝素劑量過大或者抗凝不足，轉流中應密切檢測全血活化凝固時間，使之保持在480～600秒。

5.心肌保護

對于所有需要暫時阻斷冠狀動脈循環的心臟直視手術，如何做好心肌保護，減輕心肌缺血、缺氧和再灌注損傷，是關系到手術成敗及患者預后的關鍵問題，也是心臟外科需要進一步研究和解決的問題。

目前應用最廣泛的心肌保護方法有：全身中低溫、心臟局部深低溫、升主動脈鉗夾、心臟停搏液灌注冠狀動脈等。

心臟停搏液促使心臟停搏，迅速停止心臟一切電機械活動，有利于保存心臟能量儲備，輔以心臟局部深低溫，可進一步減少心肌能量及氧的消耗，減少二氧化碳、氫離子和氧自由基等有害物質的蓄積。

1.代謝性酸中毒及呼吸性堿中毒

灌注時有一定程度的組織缺血、缺氧，乳酸增加，因而出現代謝性酸中毒。機器內吹入高濃度氧，二氧化碳易于排出，造成過度換氣，因而出現呼吸性堿中毒。

2.血液有形成分破壞

灌注后血小板數量和功能均下降，纖維蛋白原下降，可以有血紅蛋白尿、溶血性黃疸及進行性貧血。凝血功能障礙需1～7天才能恢復。

3.電解質失衡

灌注使血鉀降低，毛細血管內皮通透性增加，組織水腫。

4.腎功能下降

灌注時低血壓、腎血流減少、代謝性酸中毒和血管反應等，均可導致腎功能下降，尿量、尿鈉減少，而尿鉀增加。

5.循環系統功能下降

灌注后周圍血管阻力增加，心肌創傷后排血量下降，導致低血壓、組織灌注下降。

6.呼吸功能損害

灌注后肺間質水腫，肺順應性下降，氣道阻力增加，肺實質可有出血和肺泡蹋癟，可以導致灌注肺。

7.腦損害

顱內水腫、出血等。

8.其他損害

經灌注后，對內分泌、補體等也有一定影響