体外循环装置(人工心肺机)由人工心(血泵)、人工肺(氧合器)、变温器、管道、滤器、操纵台及电子仪器等部分组成。1.人工肺是血液经过机器停留时间较长,对血液产生影响较大的部分。人工肺通过血液与气体直接接触(鼓泡式、转碟式、滚筒式及垂屏式),或通过半渗透性膜进行气体交换,使转流后的血氧饱和度达到90%以上。人工肺有鼓泡型、血膜型及膜式肺三种类型。(1)鼓泡型氧合器血液进入经筛板、细管吹氧及二氧化碳的容器内,形成含氧血泡,进行氧合,然后血液经过不锈钢丝、塑料丝或聚氨酯海绵,由内含的硅油去泡剂清除氧合后血液中的气泡,再经过绦纶布滤网过滤后进入贮血槽,经动脉泵驱血入机体主动脉。优点是构造简单,成本低,氧合性能好,消毒可靠,操作方便。缺点是氧与血非生理性接触,一般转流时间不能过久。(2)血膜型氧合器由血槽与转动的不锈钢碟片或转动的塑料圆筒,或由血槽与多个垂直直立的不锈钢丝屏幕组成。数十至百余碟片以轴贯串,碟间相隔一定距离,轴架于血槽,碟片一半浸没血中,轴转动,血液形成膜状附于碟两面。血槽为半圆筒状,上覆以透明塑料盖,也为半圆筒状,内通氧气及二氧化碳,使血膜进行气体交换。转碟式、转筒式及垂屏式均属血膜型氧合器,氧合能力与血膜总面积、转动速度、血膜厚薄等因素有关。优点是不需形成泡沫,血液破坏较少。缺点是每项工作后需人工清洗,清除碟筒表面附着的蛋白物质,并需定期对碟片与滚筒进行硅化,以增加表面的光洁程度。(3)膜式肺型为避免血气直接接触,以半透膜将运行的血液与氧分开,通过膜进行气体交换,近似生理状态。半渗透性膜由硅橡胶、聚四氟乙烯或聚丙酮制成,构造可以是卷筒膜式、折叠膜式、细微管式或中空纤维管式。膜式肺型优点为对血液有形成分、纤维蛋白原等破坏少,目前多应用于呼吸窘迫综合征,婴幼儿可转流一周,缺点是排出二氧化碳稍差。2.人工心目前最多使用滚压式泵,系中心柱连接顺时钟转动的横轴,轴外为半圆形凹槽,凹槽内置入弹性管(泵管)。泵管最多使用的是硅胶管。横轴长短可以调节,使之能恰好压紧泵管。当横轴顺时钟转动时,挤压泵管,使管内血液单向向前流动。增减横轴转速,可以提高或降低流量。滚压泵优点为构造简单,效能可靠,无管内瓣膜,血液破坏较少,转流量范围大。一般人工心肺装有4个同样的滚压泵,分别用于排血入主动脉,回收左心血,回收手术野及心包腔内的血液,有时也可用于冠状动脉灌注。近年来,滚压式泵多为搏动型,更接近生理性。3.变温器使在体外转流的血液降温,将低温与人工心肺机合并使用。构造多为套筒式。两个直径不同的不锈钢圆筒,内筒连接水泵箱,通过水流;外筒通过血液,受内筒内水流温度的影响,可以降低或提高血液的温度。变温器内血液的容量为60~200ml。有效的变温器可以使成人体温以每分钟0.7℃~1.5℃的速度由37℃降至30℃;升温较降温慢,一般为每分钟0.2℃~0.5℃。升温时水温不能超过40℃,过高会使血浆蛋白变性。水温与血温的差别不能>14℃,温差过大会促使溶解的气体释放,形成微小气泡。4.滤器过去人工心肺机使用不锈钢丝网滤器,孔大,只能滤出大的血栓,而微小血栓可以造成肺部并发症,如灌注肺等。近来已普遍采用微孔滤器,系由尼龙、绦纶、聚氨酯海绵片等制成。血流中的微小血栓主要来自血小板凝聚块、纤维素凝集块、游离的硅油、管壁脱屑、微小气泡等。从手术野回收的血液中,此类微小血栓最多,要注意过滤。5.管道部分机体与血槽、血槽与氧合器、氧合器与动脉血泵之间,均需以管道相连接。除插管部分外,一般静脉重力虹吸引流使用内径12.7mm(1/2时)的管,向主动脉供血使用内径9.5mm(3/8时)的管,心内吸引回收血液使用内径6.4mm(1/4时)的聚氯乙烯管。要求管道内壁光滑、硅化,口径变换处要求逐渐变细,无楞角,无粗糙边缘,以减少阻力、压力差和涡流。小儿则相应使用细管道。6.电源有安全保险丝装置。在突然电源中断时,有的机器装有手操纵的把手,可以暂时维持转流,以待电源修复。7.电子监控部分可以荧光数字连续显示机器工作情况,如血流压力、流量、氧浓度等,使灌注师易于了解掌握转流工作情况。