Zahlreiche Operationen innerhalb der Herzräume und an den großen Gefäßen sind häufig oder ausschließlich bei nicht schlagendem Herzen durchführbar. Für diese Eingriffe werden das Herz und die Lungen aus dem normalen Kreislauf ausgeschaltet und stillgelegt. Ihre Funktion übernimmt eine Herz-Lungen-Maschine (HLM). Dieser Vorgang wird als extrakorporale Zirkulation (EKZ) oder cardiopulmonaler Bypass (CPB) bezeichnet.

Die extrakorporale Zirkulation wird vor allem bei folgenden Operationen angewandt:
· Herzklappenersatz/-rekonstruktionen
· Korrektur angeborener Herzfehler
· Koronararterien-Bypass
· Eingriffe an der aufsteigenden Hauptschlagader (Aorta)
Die Herz-Lungen-Maschine übernimmt für die Dauer einer Herzoperation die Aufgaben der Lunge und des Herzens.

Das Blut wird über Schläuche aus den Hohlvenen der Herz-Lungen-Maschine zugeführt. Die Pumpfunktion des Herzens wird dabei von Rollerpumpen der Maschine übernommen.

In der Maschine wird das Blut mit Sauerstoff angereichert und anschließend dem Körper wieder zugeführt. Zusätzliche Einrichtungen erlauben es, das Blut während der Passage durch die Herz-Lungen-Maschine auf eine gewünschte Temperatur abzukühlen bzw. nach der Operation wieder zu erwärmen.

Das Herz wird für die Dauer der Operation stillgelegt. Der künstlich Herzstillstand wird z.B. durch Injektion kardioplegischer (=herzlähmender) Substanzen (z.B. Kalium, Magnesium, Acetylcholin, Neostigmin etc.) oder mit natrium-freier Lösung herbeigeführt. Ferner wird durch Abklemmen der Aorta die Durchblutung des Herzens gestoppt und somit ein blutfreies Operationsfeld geschaffen. Wenn diese Klemme wieder geöffnet und das Herz wieder durchblutet wird, beginnt es wieder zu schlagen, braucht aber unter dem Schutz der HLM noch einige Zeit (30 – 60 Minuten), um sich wieder zu erholen und die gesamte Arbeit wieder selbständig bewältigen zu können.
Mit Hilfe der Herz-Lungen-Maschine können Operationen von mehreren Stunden Dauer am Herzen durchgeführt werden.

Um eine Minderversorgung der einzelnen Organe mit Sauerstoff und eine daraus resultierende Schädigung zu verhindern, kann der Sauerstoffbedarf der Gewebe während der EKZ herabgesetzt werden. Hierzu bedient man sich der Unterkühlung des gesamten Körpers. Die Abkühlung des Patientenblutes mittels Wärmeaustauscher wird vor allem bei Risiko-Operationen angewandt. Dabei wird der Patient auf eine Körpertemperatur von 30°C bis zu 15°C gebracht.
Vor Anschluß an die EKZ muß, zur Verhinderung einer Gerinnselbildung in den Schläuchen und dem Oxygenator (Sauerstoffsättiger) der Herz-Lungen-Maschine, die Blutgerinnung mit Heparin (Blutverdünnung) aufgehoben werden.
Die extrakorporale Zirkulation kann über mehrere Stunden gefahrlos aufrechterhalten werden. Allerdings kann die Herz-Lungen-Maschine nur innerhalb gewisser Grenzen die Funktion von Herz und Lunge übernehmen. Im Falle eines längerfristigen Herzversagens kommen andere hoch entwickelte Unterstützungssysteme zum Einsatz, z.B: Linksherzbypass (alle Arten von Kunstherzen).
