体外循环从简单的原始设想发展到上世纪50年代实际的应用于临床大约经历了140年的时间。在二十世纪50年代以前，心脏外科的手术仅仅局限于心包剥脱、动脉导管未闭结扎等闭式心脏手术。这是因为所有的外科手术对手术野都有“安静”、“无血”的基本要求，心脏由于本身是一个“充满血液不停跳动的泵”，而成为外科医师的“禁区”。

　　如何能在对心脏或大血管进行手术的同时，将大量高速、高压的血流引出体外，使手术野达到“无血”；而心脏安全地停搏在舒张期，手术野达到“安静”；在心脏停止泵血期间，以氧合血灌注外周脏器，不会造成心脏本身和外周器官的缺血损伤，一直是困扰外科大夫多年的“老大难”问题。

　　为解决“如何使心脏能安全的停跳并且无血而不影响机体其他脏器的正常功能”的问题，在手术中“循环转向并进行体外氧合”这个概念应运而生。1939年，Gibbon的第一具人工心肺机应用于动物实验获得成功；随后，更多的医师进行了各种交叉循环实验的尝试。由此，将静脉血引至体外用人工肺（氧合器）进行氧合，排出二氧化碳，用人工心（血泵）把氧合血泵入动脉，这样用体外的人工心肺机代替心脏和肺脏的功能的血液循环称作体外循环（extracorporeal circulation, ECC）。在发展的历史过程中，也曾应用过“心肺转流”（cardiopulmonary bypass，CPB）、“心肺灌注”（cardiopulmonary perfusion）等名称，而体外循环机也相应地可以称为人工心肺机（artificial heart-lung machine）。

　　在众多前辈学者研究的基础上，1953年Gibbon首次成功应用“体外循环”概念为一女孩完成了直视下房间隔缺损修补术，开创了心脏外科的新纪元，使“体外循环”的概念得到大多数医师的认同。进而大量开创性的研究分别沿着如何提高“氧合器”和“血泵”的效率和安全性两条思路迅速展开。1957年，Sealy、Brown等将低温与体外循环合并使用。

　　从Lillehei利用人体或动物（犬、猴）肺脏 “控制性循环” 进行体外氧合，到利用机械性氧合器作体外氧合；从各种原始的“血膜”式机械氧合器到更安全、高效的“鼓泡式”和“膜式”氧合器；从原始的工业用各种“筏式”血泵，到“指压式”、“滚柱式”血泵，进而到离心泵、“搏动式”血泵，体外循环技术在短短不到20年的时间不断完善，迅速成熟，安全性不断提高。

　　由于早期体外循环设备和理论尚未完善，不足以满足临床需求，许多学者另辟蹊径。根据低温时机体在短时间的完全停循环下能够存活的原理，1953年Lewis和Swan分别在全身深低温（16℃以下）完全阻断循环，成功地完成了房间隔缺损修补术，造成一时轰动。但随之深低温停循环手术的缺陷（操作时间短、深低温导致各器官脏器损伤严重）很快被人们认识。在1958年，Swan首次将低温和体外循环联合应用在心脏手术中取得成功，在获得更多的操作时间的同时最大限度的保护了各脏器的生理功能。自此，“低温”逐渐成为体外循环中的一个重要组成部分，而“体外循环＋低温”这种模式也成为心脏手术中的常规手段。

　　在体外循环技术的支持下，心脏、血管外科也随之得到突飞猛进的发展，到二十世纪70年代，包括心脏移植在内，几乎所有心脏、大血管疾病都能够得到安全有效的外科手术治疗，真正进入了现代心脏外科的发展时代。

　　当然，任何技术都不可能是十全十美的，体外循环技术也如是。它对人体可能产生的潜在病理损伤包括：

　　1、代谢改变：与组织灌注不良有关；

　　2、电解质失衡：突出的是低血钾；

　　3、血液稀释和血液破坏：最突出的是红细胞和凝血因子、凝血机制的破坏；

　　4、肺、肾等器官的功能减退；

　　5、全身炎症样反应：补体激活，炎症反应介质释放

　　反映到全身器官水平，可以表现为：

　　（一）脑、精神并发症：

　　1、脑缺氧

　　2、硬膜外、硬膜外血肿

　　3、脑栓塞

　　（二）低血压及低心排综合症

　　（三）术后凝血机制障碍

　　（四）酸碱平衡及电解质紊乱

　　（五）肾功能不全

　　（六）灌注肺（ARDS）

　　但由此而畏惧体外循环技术或体外循环手术是完全没有必要的。

　　体外循环技术是成熟而安全的技术，所配合的手术现在也都是常规而合理的，完全没有必要过分地考虑诸如：冠脉搭桥手术是在体外循环下还是不停跳技术下完成的这样的问题。因为，冠心病经常合并很多缺血或心梗并发症，如室壁瘤形成、室间隔穿孔、二尖瓣乳头肌缺血而致功能失调、二尖瓣关闭不全所致反流、心房或心室内血栓形成等。在这些情况下，在完成冠脉搭桥的同时，需要在体外循环的辅助下，进入心腔内进行相应的手术操作，而且效果都是非常满意的。即便是单纯的冠脉搭桥，体外循环下进行的血管吻合操作，质量和远期效果也是远优于不停跳的，这一点由国内外多中心长年大宗的临床和基础实验所证实。

　　体外循环经过50余年的发展，其内涵和外延都已经有了很大的变化，已逐渐演变成为一门相对独立的专业。目前体外循环除了主要用于心脏直视手术之外，还广泛用于其他系统疾病的呼吸、循环的支持治疗（包括药物中毒、一氧化碳中毒、严重休克、毒蛇咬伤、农药或安眠药中毒等）、主要器官移植（心、肺、肝移植）、晚期肿瘤的全身热疗以及肢体肿瘤的局部化疗＋热疗等方面，并且由此衍生出的循环辅助（心室辅助，ventricular assistant device，VAD）和呼吸辅助（体外膜肺支持，extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）对于危重症患者的心－肺复苏起到重要的作用。现代体外循环技术已成为一门成熟、安全的治疗方法，它可以安全的代替病人的心肺功能时间长达一个月甚至更长，为患者获得进一步治疗赢得了宝贵的时间。目前，体外循环术后总体合并症的发生率已降至3％以下。