體外循環(huán)是指用一種特殊裝置暫時(shí)代替人的心臟和肺臟工作，進(jìn)行血液循環(huán)及氣體交換的技術(shù)。這一裝置分稱為人工心和人工肺，亦統(tǒng)稱人工心肺、人工心肺裝置或體外循環(huán)裝置。

體外循環(huán)時(shí)，靜脈血經(jīng)上、下腔靜脈引入人工肺進(jìn)行氧合并排出二氧化碳，氧合后的血液又經(jīng)人工心保持一定壓力泵入體內(nèi)動(dòng)脈系統(tǒng)，從而既保證了手術(shù)時(shí)安靜，清晰的手術(shù)野，又保證了心臟以外其他重要臟器的供血，是心臟大血管外科發(fā)展的重要保證措施，1953年Gibbon首例應(yīng)用于臨床。

體外循環(huán)基本裝置：包括血泵、氧合器、變溫器、貯血室和濾過器五部分。

血泵，即人工心，是代替心臟排出血液，供應(yīng)全身血循環(huán)的裝置。根據(jù)排血方式分為無搏動(dòng)泵和搏動(dòng)泵兩種。目前仍以無搏動(dòng)泵應(yīng)用較廣泛，射出血液為平流，以滾壓式泵為主，靠調(diào)節(jié)泵頭轉(zhuǎn)動(dòng)擠壓泵管排出血液。搏動(dòng)泵排出血液為搏動(dòng)性可分為與心臟同步和非同步兩種。

氧合器：即人工肺。代替肺臟使靜脈血氧合并排出二氧化碳。目前使用的有三種類型：①血膜式，血液散布在平面上形成血液薄膜，與氧氣接觸并進(jìn)行氣體交換，轉(zhuǎn)碟式為其代表，可重復(fù)使用，但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，目前國內(nèi)已極少應(yīng)用；②鼓泡式，血液被氧氣（或氧與二氧合碳混合氣）吹散過程中進(jìn)行氣體交換，血液中形成的氣泡用硅類除泡劑消除，根據(jù)形態(tài)有筒式和袋式，是目前應(yīng)用最廣的，第四軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院研制并生產(chǎn)的西京-87型氧合器，其主要部件性能達(dá)國際水平，為國內(nèi)各醫(yī)院歡迎；③膜式，用高分子滲透膜制成，血液和氣體通過半透膜進(jìn)行氣體交換，血、氣互相不直接接觸，血液有形成分破壞少，其外形有平膜式和中空纖維式。

變溫器：是調(diào)節(jié)體外循環(huán)中血液溫度的裝置，可作單獨(dú)部件存在，但多與氧合器組成一體。變溫器的水溫與血溫差應(yīng)小于10～15℃，水溫最高不得超過42℃。

貯血室：是一容器，內(nèi)含濾過網(wǎng)和去泡裝置，用作貯存預(yù)充液，心內(nèi)回血等。

濾過器：濾過體外循環(huán)過程中可能產(chǎn)生的氣泡、血小板凝塊、纖維素，脂肪粒，硅油栓以及病人體內(nèi)脫落的微小組織塊等，不同部位應(yīng)用濾過器的網(wǎng)眼各異。

體外循環(huán)心內(nèi)直視手術(shù)，一般采用縱劈胸骨入路，縱行切開心包顯露心臟，從心內(nèi)注射肝素2～3mg/kg，經(jīng)檢測血液不凝后，順序插升主動(dòng)脈灌注管和下腔靜脈，上腔靜脈引流管，分別與已預(yù)充好的人工心肺機(jī)相應(yīng)管道連接，即可開始外循環(huán)轉(zhuǎn)流。體外循環(huán)預(yù)充，現(xiàn)在常規(guī)采用血液稀釋法，預(yù)充液應(yīng)考慮滲透壓、電解質(zhì)含量和血液稀釋度三方面。血液稀釋程度，各家掌握不一，血紅蛋白5～10g%之間，血球壓積10～30%不等。預(yù)充用的晶體液通常有乳酸林格氏液，生理鹽水，50%葡萄糖液等，膠體液可選用ACD血、血漿，白蛋白等，還需加入鉀、鎂、碳酸氫鈉以及抗菌素等。

體外循環(huán)方法，根據(jù)手術(shù)需要，可分為①常溫體外循環(huán)，用于心內(nèi)操作簡單，時(shí)間短者。要求體外循環(huán)氧合性能好，能滿足高流量灌注需要；②淺低溫體外循環(huán)：采用體外循環(huán)血流降溫，心內(nèi)操作期間鼻咽溫維持在28℃左右。心內(nèi)操作即將結(jié)束時(shí)開始血液復(fù)溫，鼻咽溫至35～36℃時(shí)停止復(fù)溫；③深低溫微流量體外循環(huán)：多在心功能差，心內(nèi)畸形復(fù)雜，側(cè)技循環(huán)豐富的患者應(yīng)用。鼻咽溫降至20℃左右，心內(nèi)操作關(guān)鍵步驟可將灌注流量降低，最低可達(dá)5～10ml/kg/分。既保持手術(shù)野清晰又防止空氣進(jìn)入體循環(huán)發(fā)生氣栓。微量灌注實(shí)際上對(duì)機(jī)體是停止循環(huán)，要盡量縮短時(shí)間；④深低溫停循環(huán)，主要用于嬰幼兒心內(nèi)直視手術(shù)和成人主動(dòng)脈瘤手術(shù)。術(shù)中將體溫降至20℃以下，停止血液循環(huán)，可提供良好的手術(shù)野，但需具備良好條件和熟練的灌注技術(shù)。

心內(nèi)手術(shù)期間，為了便于精細(xì)操作，獲得無血手術(shù)野，必須將升主動(dòng)脈鉗閉，阻斷冠狀動(dòng)脈血液循環(huán)，這就使心肌處于缺血缺氧狀態(tài)。早期手術(shù)死亡率高的主要原因之一就是心肌缺血壞死。為此，多年來許多學(xué)者致力于心肌保護(hù)的研究，以期在獲得無血手術(shù)野的同時(shí)，又能使心肌得到妥善保護(hù)，術(shù)后恢復(fù)良好功能，目前應(yīng)用最廣的是全身中度低溫，心臟局部深低溫，主動(dòng)脈內(nèi)灌注冷停跳液法，全身溫度維持在28℃左右。心肌溫度維持在15～20℃，其方法是升主動(dòng)脈阻閉后，由主動(dòng)脈根部灌注配好的4℃冷停跳液，使心肌迅速停止活動(dòng)，減少能量消耗，并每20分鐘灌注一次，同時(shí)心包內(nèi)以冰泥包裹，或4℃生理鹽水循環(huán)灌注。因心內(nèi)膜溫度偏高，必要時(shí)行心腔內(nèi)降溫。

心內(nèi)操作結(jié)束后，心臟復(fù)蘇，停止體外循環(huán)，待循環(huán)穩(wěn)定后，拔除心內(nèi)插管，用魚精蛋白中和肝素。