CPB的复杂性和极大侵入性要求严格关注体外循环流程的各个方面，并重点关注为患者和工作人员提供安全的环境方面。技术的进步，加上对体外血流病理生理效应的深人了解，使得CPB的实施既安全又可靠。取得这一成功的一个重要原因在于开发了体外循环监测设备，用于监测CPB独有的生理和机械作用。

一、压力监测

血压足够是重要器官充分灌注必需的因素之一。普遍认为，在大多数情况下，50~80mmHg的全身平均动脉压(mean arterial pressure，MAP)可以提供足够的终末器官灌注，同时保留脑自动调节功能。

体外循环过程中，常常需要在体外循环管路的不同部位监测管道内的压力以保障体外循环的安全，这些部位包括氧合器前、氧合器后、供血管以及心肌保护液灌注管等部位。现代的体外循环机均配备了可以连接压力换能器的压力监测和显示装置，可以显示多路压力并与相关的驱动泵形成反馈的关联。

二、血液流量监测

心肺机（HLM）一般通过超声波探头（离心泵）或滚压泵转速和滚压泵内放置管路尺寸实时测量全身灌注血流量，也可以通过连续血气监测系统来监测血流。

三、气体流量监测

在CPB过程中，氧气和空气会持续供应到氧合器，而一些特殊类型的手术可能需要在混合气体中添加二氧化碳。现代心肺机均配备了数字流量计，而不是老式的转子流量计。电子空氧混合器通常由心肺机工作面板控制，而手动空氧混合器具有球体或圆柱体转子流量计，可根据刻度读取读数，也因此无法连续进行电子监控。监测气体供应和交换以及用于及时显示任意时间点氧气供应浓度的氧气分析仪，也属于强制要求。在CPB期间，还可以通过心肺机气体输送系统使用挥发性麻醉剂来维持麻醉和(或)作为血压控制的辅助手段。

四、温度监测

采用低温的目的是提供CPB期间一定程度的器官保护和安全范围。一般来说，温度每下降7°C，代谢速率和耗氧量减少50%。一般通过调节变温水箱的水温，在氧合器变温室内改变血液的温度来对患者的体温进行精确控制。实施深低温循环技术时更需要对体温、血温和水温实施精确控制和监测。

五、液平面监测

储血罐平面监测装置是利用一个液平面监测器监测储血罐液平面水平，当平面低至探测器水平时可反馈减慢或停止泵的运转，避免大量气体进入管路引发气栓。智能化较高的体外循环机，当液平面低于警成线时，在微电脑的控制下，血泵可自动减速，当液平面回升到正常位置时恢复正常转速。目前主流的液平面监测探头可分为

1、超声监测探头：利用超声波工作原理，将一个超声探头通过超声波凝胶(耦合剂)固定于硬壳储血罐外层，通过反馈的超声波信号判断液平面是否低于探测器。某些型号的体外循环机可以安装上下两个监测探头，当平面低于高水平探头时发出声光警报，当低于低水平探头时可反馈停止主泵运转。但由于凝胶的干燥或探头固定的不稳定，常常会发生误报。

2、红外监测探头：此类探测器采用红外线原理，平面探测器上有一对红外线发射器和接收器，内部含红外线的发射、接收、信号放大和处理电路。当储血罐内的液平面高于监测平面时，发射管发出的部分红外线被血液吸收，接收器接收到的信号较少，报警器不报警。当液平面低于监测水平时，大部分红外线被储血罐反射到接收器，报警器报警并反馈至泵控制模块，促发停泵。

3、电容监测探头：此类探头采用金属粘贴条固定在储血罐外壁上，采用电容工作原理，通过储血罐壁来感应液体平面。该方法将监测探头、储血罐壁和储血罐内容物血、液体或空气)共同视为一个电容，液体与空气的电振频率不同，形成的电容值也就不同。探头根据所感知的电容的变化来判断液体的平面。该探测器简单方便，且固定可靠。

六、停跳液灌注监测

随着停跳液灌注技术的发展，无论是晶体或含血心脏停搏液，通过泵灌注的方法比较普遍，虽然也可通过重力或加压袋的方法来灌注，但因压力和流量不准确，已逐渐淘汰。通过泵灌注时，通常需要监测灌注速度、压力、温度、灌注时间等指标。灌注方法的控制上，通常有固定的灌注量和固定的灌注时间两种方法。在目前主流的体外循环机上，都有相应的监测和控制模块来完成灌注，均可以通过手动控制或者设定固定的灌注量和时间自动控制。

七、时间监测

体外循环作为一种控制性休克的过程，势必会对机体造成一定的损伤，所以这个过程的长短直接影响患者的预后和并发症，尤其是深低温停循环的时间，是术后生存率和生存质量的重要影响因素。所以，对体外循环中各个阶段的时间监测非常重要，要求精确到分钟，这些时间节点包括：体外循环时间、主动脉阻断时间、主动脉开放后并行(辅助)时间、深低温或停循环时间、脑灌注时间。心肌保护的时间包括：心脏停搏液灌注时间、心脏停搏液灌注间隔时间、温血灌注时间等。目前临床常用的体外循环机均设有至少3路时间监测模块，个别型机型还包含1~2路的倒计时时间。