Phẫu thuật tim mở, với sự trợ giúp của máy tim phổi nhân tạo, sửa chữa các bệnh lý tim do dị tật bẩm sinh hay mắc phải. Trong quá trình mổ, một phần hoặc toàn bộ chức năng tim phổi được thay thế bởi hệ thống tuần hoàn ngoài cơ thể. Bắt đầu đưa vào sử dụng từ năm 1953, cho đến nay, tuần hoàn ngoài cơ thể vẫn là phần thay thế chức năng tim phổi, tạo ra phẫu trường sạch máu trong phần lớn các cuộc mổ tim. Tuần hoàn ngoài cơ thể phơi bày máu của bệnh nhân với các bề mặt không sinh lý của đường ống dẫn máu, gây thiếu máu/tái tưới máu trong quá trình làm ngưng tim, làm tổn thương chức năng các cơ quan trong và sau mổ. Những tổn thương này bao gồm: suy giảm chức năng hô hấp với giảm độ đàn hồi phổi, giảm trao đổi oxy, kéo dài thời gian thở máy; rối loạn chức năng hệ tim mạch với việc sử dụng thuốc tăng co bóp cơ tim kéo dài; rối loạn chức năng gan, thận, thần kinh. Hạn chế những ảnh hưởng bất lợi của tuần hoàn ngoài cơ thể giúp cho giai đoạn hậu phẫu được rút ngắn một cách an toàn. Việc này giúp giảm thời gian nằm viện, chất lượng sống sau mổ tốt hơn, giảm được gánh nặng về chi phí điều trị và chăm sóc cho gia đình, xã hội. Các trung tâm phẫu thuật tim đang thực hiện những nghiên cứu về giảm tổn thương cơ quan sau mổ tim mở, bao gồm: dùng thuốc điều trị đáp ứng viêm hệ thống sau tuần hoàn ngoài cơ thể, thay đổi chất liệu dùng trong ống dây và phổi nhân tạo, sử dụng các biện pháp hạn chế pha loãng máu, giảm kích thước dây nhằm giảm dung dịch mồi, dùng siêu lọc thường quy trong và sau tuần hoàn ngoài cơ thể.