体外循环的病理生理变化有：①代谢改变：以代谢性酸中毒较多见，与组织灌注不良有关，过度换气则可引起呼吸性碱中毒；②电解质失衡：突出的是低血钾，在术前长时间服用强心利尿药而转流中尿量又多的病人尤为多见，且较显著；③血液改变：最明显者为红细胞的破坏，游离血红蛋白的升高，溶酶激活，纤维蛋白原和血小板减少等，引起凝血机理紊乱，造成术后大渗血；④肾、肺等器官的功能减退；长时间的低血压、低灌注量以及酸中毒和大量游离的血红蛋白等都影响肾的排泌功能，甚至引起肾功能衰竭。肺则可因微栓子、氧自由基等毒性物质的释放以及炎性反应，引起间质水肿、出血和肺泡萎缩等导致呼吸功能不全，以致衰竭。