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體外循環是在麻醉醫生、外科醫生、灌注師、手術室護士的共同合作下建立和完成的。在體外循環開始之前，灌注師必須做充分的準備，包括對于體外循環設備的檢查、體外循環管路系統的安裝、排氣預沖等。病人全麻后，外科醫生正中開胸，分離出上下腔靜脈、升主動脈，然后麻醉醫生會進行患者的全身肝素化。當抗凝指標達到標準以后，外科醫生會在升主動脈及上下腔靜脈置管，并與體外循環管道相連接，然后發出開始體外循環的指令。同時，灌注師會打開靜脈的控制鉗，開啟氧合器的氣源，并開動人工心肺機上的動脈灌注泵，逐漸把灌注的流量加到全流量，然后進行患者的血流降溫。當患者的體溫達到目標溫度時，外科醫生會阻斷升主動脈，讓體外循環灌注師灌注心肌保護液。心肌保護液經體外循環中的一個心肌保護泵和灌注裝置，打到患者的升主動脈根部，經過患者自身的冠狀動脈系統，輸送到心肌組織中，使心臟的跳動變緩，停止下來，心電圖顯示為一條直線后，外科醫生便在靜止的心臟上進行心內操作，操作結束以后，會告知灌注師全身復溫、血流復溫。血流復溫以后，就會開啟升主動脈的阻斷鉗，讓心臟的血流恢復供應，可以重新跳動起來。當灌注師將患者的體溫恢復到一定的程度，即心臟主動脈開放，輔助時間達到預期時間后，復查血氣、電解質水平、血壓、心電圖的心臟活動等，若情況較滿意，外科醫生、麻醉醫生和灌注師會達成共識，準備撤機。一旦決定撤機后，灌注師就會減少靜脈的引流，同時減低動脈的灌注流量，然后逐步鉗夾靜脈的引流，停止動脈輸血泵，體外循環結束，然后外科醫生拔出心臟的各種插管，逐層關胸，完成手術。