各种原因导致的呼吸衰竭，仍然是儿童监护病房的常见病。正压通气是呼吸衰竭的基础治疗。但部分患儿虽经呼吸机辅助呼吸，病情仍继续恶化。且不恰当的呼吸机治疗，可以通过压力伤、容积伤、萎陷伤、生物伤及高浓度吸氧等导致呼吸机相关性肺损伤，增加患儿病死率^[1]。目前提倡小潮气量配合适度呼气末正压的肺保护性通气策略，认为其可显著降低急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome，ARDS) 患儿的病死率^[1]。但部分实施肺保护通气的患儿，会出现高碳酸血症、高碳酸血症性酸中毒，这对存在颅内压增高、循环系统不稳定的患儿有不利影响。体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation，ECMO) 可完全替代患儿心肺功能，为原发病治疗争取时间，但ECMO需要较高的技术储备，花费昂贵，且开展的医院仍较少，限制了其应用。近年来本院利用CRRT联合ECCO₂R技术为呼吸衰竭的患儿提供体外生命支持，取得了令人鼓舞的效果，现回顾性分析如下。

本研究为回顾性研究，获得了济南市儿童医院伦理委员会的批准(审批号：SDFE-IRB/T-2022072)，并免除了知情同意。筛选2020年7月至2022年8月收入本院PICU的12例患儿。其中男性6例，女性6例。年龄3月5 d~7岁，体重4.5~25 kg。原发疾病重症肺炎7例，肿瘤2例，重度烧伤1例，百日咳2例，最终均出现严重呼吸困难，符合呼吸衰竭诊断标准。收入本科后，予机械通气辅助呼吸、抗感染、容量管理、镇静镇痛、抗炎、稳定内环境等积极处理后，病情仍持续恶化，高呼吸机条件下低氧血症和(或)高碳酸血症难以纠正，10例患儿符合Ⅱ型呼吸衰竭诊断标准，2例患儿符合Ⅰ型呼吸衰竭诊断标准，予CRRT+ECCO₂R联合脏器支持。

CRRT选择床旁连续性静脉-静脉血液滤过模式。血液净化机器为德国费森尤斯multiFiltrate，根据年龄、体重选择同厂家相应的管路与滤器。血管通路采用右侧颈内静脉或股静脉置入一次性使用无菌血液透析导管(艾贝尔，广东百合医疗科技股份有限公司，中国)。为保证较高血流速度，并结合置管前血管超声评估，导管型号选择8.5 Fr~11.5 Fr，直径2.85~3.8 mm，主管流速165~285 mL/min，副管流速160~270 mL/min。选择前稀释，置换液速度40~60 mL/(kg·h)。根据患儿容量负荷、水肿情况、下腔静脉变异度等选择不同的超滤速度，并动态监测、调整。血流速度100~250 mL/min，动态监测血滤机各压力监测。给予普通肝素抗凝，动态监测部分活化部分凝血活酶时间(APTT)及活化凝血时间(ACT)，使其延长至正常值高限的1.5~2倍。

使用西安西京医疗用品有限公司生产的婴儿型人工心肺机膜式氧合器(医疗器械注册证书编号：国械注准20173450260)作为体外气体交换工具(弃用其硬壳式贮血器)。氧合室中空纤维氧压膜材质为聚丙烯，氧合室有效氧合面积0.5 m²，容积85 mL。额定血流量0.5~1.5 L/min。将膜式氧合器静脉血入口、动脉血出口串联于血滤机动脉壶和滤器之间(图 1)。给予纯氧进行气体交换，气体流速1~8 L/min，并根据动脉血气进行调节。血滤机静脉壶可防止气体进入体内，应密切观察血滤机静脉壶液面水平，若静脉壶出现液面降低、气泡，应立即检查是否存在气体经膜式氧合器进入体外血液管路的可能。

A：连接示意图，B、C：实际连接患儿的照片 图 1 CRRT联合ECCO2R连接方式示意图 Fig 1 Schematic diagram of the connection method of CRRT combined with ECCO2R

图选项

(1) 一般情况：患者的转归、转ECMO例数以及液体平衡。(2)有效性：通过比较使用CRRT+ECCO₂R联合脏器支持前1 h，后1、6、12、24 h血气分析部分数值和呼吸机部分参数，包括pH、氧分压(PaO₂)、二氧化碳分压(PaCO₂)、吸氧体积分数(FiO₂)、呼气末正压之上的压力控制(PC)和呼吸频率(RR)的变化及撤离CRRT+ECCO₂R时膜后血气氧分压数值，来评判本技术的有效性。(3)安全性：观察本组患儿的出血及管路堵塞、破膜情况。动态监测其生命体征及C反应蛋白(CRP)、降钙素原(PCT)、血培养等感染指标。

应用SPSS 23.0对1、6、12、24 h血气分析数值和呼吸机部分参数，包括pH、PaCO₂、FiO₂、PC、RR、PaO₂治疗前后进行统计分析。计量资料符合正态分布的以均数±标准差(x±s)表示，多组间均数比较采用单因素方差分析，若组间差异有统计学意义，进一步采用LSD-t方法进行两两比较。以P < 0.05差异有统计学意义。

本组12例患儿，6例(50%)顺利撤离CRRT+ECCO₂R及机械通气，转普通病房巩固治疗后出院。3例在治疗15 h、19 h、48 h后转ECMO治疗，其中1例顺利脱机出院，2例死亡。因家长原因自动放弃3例，总病死率41.7%。CRRT+ECCO₂R连续治疗时间15~112 h。9例未转ECMO的患儿治疗后48 h总液体均负平衡。

12例患儿经CRRT+ECCO₂R联合脏器支持后1、6、12、24 h，血气分析数值均有不同程度的好转，呼吸机参数较前下调(图 2)。其中pH、PaCO₂、FiO₂、PC较治疗前具差异有统计学意义(表 1)。其中，FiO₂组间差异有统计学意义(F = 8.85, P < 0.001), PaCO₂组间差异有统计学意义(F = 4.13, P = 0.006)，PC组间差异有统计学意义(F = 3.14, P = 0.022)，pH组间差异有统计学意义(F = 2.39, P = 0.013)。PaO₂组间差异无统计学意义(F = 0.983, P = 0.425)，RR组间差异无统计学意义(F = 0.826, P = 0.514)(图 2)。9例未转ECMO患者，在CRRT+ECCO₂R治疗期间，血气分析呈逐步好转趋势，治疗结束前膜后血气氧分压均维持在400 mmHg (1 mmHg=0.133 kPa)以上，提示氧合器气体交换功能良好。

A~F图分别是CRRT+ECCO2R治疗前后FiO2、RR、PC、pH、PaCO2和PaO2的比较，aP < 0.05；1 cm H2O = 0.098 kPa 图 2 CRRT+ECCO2R治疗前后血气分析及呼吸机参数变化趋势 Fig 2 Trends of blood gas analysis and ventilator parameters before and after CRRT+ECCO2R treatment

图选项

除1例患儿因深静脉置管时多次穿刺，肝素化后穿刺部位出现明显渗血外，余11例患儿均无明显出血倾向。撤离CRRT+ECCO₂R联合脏器支持时穿刺点皮肤无感染表现，拔管压迫止血，穿刺点愈合良好，穿刺血管血流通畅。2例出现膜式氧合器堵塞并予以更换，均出现在治疗后3 h内。12例患儿均未观察到气体进入体外管路、膜式氧合器出现血浆外渗等情况。9例未转ECMO患儿治疗期间生命体征平稳，动态监测CRP、PCT、血培养，无血管导管相关感染表现。

呼吸衰竭是PICU病房常见的急危重症，也是导致患儿死亡的重要原因之一。2010年国内一项多中心调查研究，其病死率为41.6%^[2]。正压通气是治疗呼吸衰竭的有效方法，但部分患者虽经呼吸机辅助通气，病情仍继续恶化，低氧血症及呼吸性酸中毒难以纠正。且不恰当的、过高的呼吸机条件，会导致呼吸机相关性肺损伤，进一步增加了治疗难度和病死率。同时，呼吸衰竭患儿往往合并或序贯出现心、肾等多脏器功能障碍，需联合脏器支持。ECMO是一种先进的心肺支持技术，在相对低的呼吸机条件下，保证患者的通气/换气功能，并减轻了高氧、高压力等带来的呼吸机相关性肺损伤。但ECMO技术储备要求高、价格昂贵，且低体重组患儿需要动静脉切开、结扎，限制了其临床使用。本科近年来利用膜式氧合器实施CRRT+ECCO₂R技术治疗严重呼吸衰竭患者，取得了令人鼓舞的效果。

ECCO₂R是20世纪70年代后期兴起的一项呼吸支持技术，Gattinoni等^[3-4]提出单独CO₂清除联合较低呼吸机参数治疗呼吸衰竭患者，以期达到部分呼吸支持并让肺休息的目的。但由于当时的技术、设备的限制以及存在出血、凝血等一系列并发症，限制了其临床应用。近年来随着设备的更新优化、体外循环技术的不断进步，以及肺保护通气策略的提出，ECCO₂R技术在国外被重新用于呼吸衰竭患者的治疗。Winiszewski等^[5]回顾性分析了33例接受ECCO₂R治疗的患者，认为ECCO₂R可用于ARDS患者的肺保护性通气, 改善COPD患者的PaCO₂、pH和分钟通气量。Akkanti等^[6]分析了美国8家ICU病房使用ECCO₂R技术治疗的31例2019冠状病毒病(COVID-19)患者资料, 证实了使用ECCO₂R可以改善COVID-19导致的严重高碳酸性呼吸衰竭患者的呼吸性酸中毒。Goursaud等^[7]研究发现，低流量ECCO₂R可以促进超保护通气策略，可以改善中度到重度ARDS患者的右心室功能。国内容易获得的、商品化的、单纯进行ECCO₂R设备少，实施ECCO₂R技术，普遍通过CRRT串联膜式氧合器进行。马国英等^[8]利用CRRT串联氧合器治疗了6例重症肺炎合并MODS患者，年龄17~67岁，血流速150~200 mL/min，氧流量10 L/min，治疗时间6~72 h，6例患者血气分析均在治疗4 h后有不同程度改善，最终4例存活，存活率66.67%。张敏等^[9]利用这种方式为1例呼吸衰竭合并高碳酸血症的患者进行了2次CRRT+ECCO₂R支持，治疗时长分别为42 h、38 h，血流速300 mL/h，患者血气分析改善，且膜后氧分压一直维持在较高水平(高于500 mmHg)。张友福等^[10]通过CRRT串联ECCO₂R技术治疗1例ARDS患者，治疗期间患者PaCO₂降低，内环境稳定，呼吸机参数下调，CRRT+ECCO2R联合治疗共19 d，治疗时长333 h，管路凝血堵塞5次，平均寿命47.6 h，最终患者顺利出院，生活完全自理。

膜式氧合器被广泛应用于心脏外科进行体外循环心脏直视手术，其安全性和有效性以获得了充分的肯定。CRRT+ECCO₂R血流速低，氧合器长时间使用可能会出现血浆外渗、血栓形成等情况，从而影响气体交换性能，并增加堵管风险。本组患儿术前均充分告知氧合器的性能以及可能出现的后果，并签署知情同意。常规普通肝素抗凝下，2例患儿出现管路堵塞，更换管路后继续行CRRT+ECCO₂R，连续治疗时间15~112 h，均为出现严重并发症。治疗结束前行膜后血气分析，氧合良好。提示在充分抗凝、动态监测的条件下，CRRT串联膜式氧合器可安全、有效运行较长时间。

O₂与CO₂在血液中的运输形式均以化学结合为主，但CO₂的溶解度及弥散能力远超O₂。1 L静脉血液中约含500 mL的CO₂。成年人代谢产生CO₂的产生速率约200 mL/min，即使在ARDS患者中，这一产量也很少增加超过30%(250 mL/min)^[11-12]。因此理论上每分钟彻底清除500 mL[心输出量(CO)的10%]的血流中所含的CO₂总量，即可清除人体同期代谢所产生的CO₂。这是低血流速度实施ECCO₂R的理论基础。在实际应用中，ECCO₂R清除CO₂的效率还与气体流量、血液CO₂的含量、膜肺的交换功能相关^[12]。尹辉明等^[13]研究发现，使用低阻力膜肺，血流速度为CO的10%左右时，可以使高碳酸血症犬的PaCO₂降低22.75%~25.26%。儿童血气正常值与成人基本相同，故静脉血CO₂含量与成人类似，但由于儿童体重远低于成人患者，故考虑单位时间CO₂产量应远低于成人。所以，相对于成人患者，儿童可能需要更小的血流速，就可以达到与成人类似的CO₂清除效果。本研究中患儿在100~250 mL/min的血流速度下，观察到PaCO₂较前有明显降低，故认为低血流速下行ECCO₂R，可有效改善高碳酸血症。

与较好的清除CO₂能力不同，ECCO₂R直接供氧能力较差。根据氧气运送(DO₂)公式，DO₂ = Q×CaO₂×10，CaO₂ = 1.34×Hb×SaO₂+0.003×PaO₂，本研究发现，氧气的运输量与心输出量、血红蛋白关系密切，与动脉氧分压相关性小。李靖等^[14]通过超声心动图测量了37名小于1岁的婴儿，其中男性心输出量为(2.11±0.54) L/min，女性(2.02±0.49) L/min。随年龄增长，心输出量逐渐增大，1~3岁男童(24例)(2.52±0.84) L/min，女童(25例)(2.47±0.79) L/min，16岁时接近成人，男性(7 544名)心输出量为(4.91±1.96) L/min，女性(7 711名)心输出量为(4.55±1.84) L/min。本科本组患儿CRRT+ECCO₂R的血流速度为100~250 mL/min，不足心输出量的1/10，与成人病例资料相同。成人正常氧供氧耗状态下(CO 5 L/min，HB 15 g/dL，SaO₂ 98%，PaO₂ 100 mm Hg)，左心室射出的动脉血中氧含量约1000 mL左右，组织氧耗(VO₂)约250 mL，混合中心静脉血(SvO₂ 75%，PaO₂ 40 mmHg)氧含量约750 mL。1/10心输出量的ECCO₂R流速，即使充分氧合(SO₂ 100%，PO₂ 500 mmHg)，其能增加的氧含量，可以通过公式：0.1×Q×(CaO₂-CvO₂)×10，计算可知仅增加32 mL，远低于VO₂。儿童计算结果与成人类似。所以低流量行CRRT+ECCO₂R脏器支持与高流量的ECMO支持不同，其直接改善供氧的作用小，这是由氧在血液中的存在特性所决定。我们发现本组患者在使用CRRT+ECCO₂R后PaO₂有不同程度升高，考虑与其他机制有关。

允许性高碳酸血症被认为是肺保护性通气策略的一部分。早期的相关研究认为，允许性高碳酸血症可以通过呼吸机条件降低、抑制细胞因子释放、减轻氧化应激、增加心输出量、促进肺泡表面蛋白的表达和分泌等机制，对机械通气患者的脏器保护起积极作用^[15-17]。有学者^[18]将其定义为“治疗性高碳酸血症”。但究竟是小潮气量减轻了肺损伤还是高碳酸血症的作用？高碳酸血症是一项有效的治疗方法，还是仅仅为小潮气量通气难以避免的副产物？ECMO支持、低呼吸机条件下，是否也建议保持较高二氧化碳水平来减轻脏器损害？均需要更深入的研究。国外多篇文献^[19-22]指出，高碳酸血症会损害肺泡上皮功能，影响损伤肺脏的再修复，并抑制机体免疫功能。Nin等^[23]分析了1 899名ARDS患者的临床资料，发现严重的高碳酸血症(PaCO₂ > 50 mmHg)患者有更高的并发症发生率，更多的器官衰竭，与ARDS较高的病死率独立相关。Morimont等^[24]研究了ECCO₂R在动物ARDS实验模型中的作用，通过有创血流动力学监测及血气分析，其发现高碳酸血症可导致实验动物肺动脉压力明显增高，ECCO₂R技术可有效清除二氧化碳，降低肺动脉压力，使保护性肺通气策略顺利进行，并改善了右心室功能及右心室-肺动脉偶联。近年来急性肺源性心脏病(ACP)在临床受到较多重视，ACP是指由于严重的、急性肺部疾病导致的肺动脉高压，引起右心室后负荷过重，从而出现右心功能障碍/衰竭。扩大的右心可造成室间隔左移，使左心室充盈减少、顺应性降低，心输出量减少。并且左心室充盈障碍，肺静脉回流受阻，进一步恶化右心功能，从而形成恶性循环，最终导致全心收缩、舒张功能严重障碍。其发生机制与低氧血症、高碳酸血症、正压通气密切相关^[25]。一项前瞻性研究发现，752例接受保护性通气的中重度ARDS患者，有164例(22%)发现了ACP，当PaCO₂≥48 mmHg时，急性肺源性心功能异常发生率升高^[26]。本组患儿ECCO₂R支持后临床症状好转，血氧水平增高，考虑与肺动脉压力降低、右心功能改善密切相关。

国内商品化的成套ECCO₂R设备少，临床相关研究报道大多为膜式氧合器串联CRRT设备，以CRRT滚动泵提供动力。CRRT除提供体外循环动力外，在管控液体平衡、清除炎性介质、改善肺肾交互方面也起着重要作用。张育才等^[27]研究发现，床旁连续性血液净化辅助治疗儿童急性肺损伤和ARDS患儿可减轻其肺水肿，改善氧合指数和肺顺应性，并降低呼吸机参数，从而达到改善肺部病变的作用。杨梅雨等^[28]研究发现，通过血液净化可以降低重症腺病毒肺炎患儿的炎症因子水平，并缩短热程、机械通气时间及ICU住院时间。正压通气是治疗呼吸衰竭的基本手段，但增高的胸内压可影响脏器静脉回流，同时缺氧、肺部本身炎症及呼吸机介导的生物伤、全身炎症反应可诱导肺外脏器损害，肾脏是最常受累的脏器之一。有创机械通气的ARDS患者急性肾损伤(acute kidney injury，AKI)发生率高，可明显增加患者住院病死率^[29]。而急性肾损伤(AKI)所造成的容量超载、各种有害物质排出的减少，又加重了肺部损伤。这种肺-肾相互作用的恶性循环，增加了治疗难度。CRRT联合ECCO₂R技术，一方面通过ECCO₂R，部分替代肺通气功能，减轻高碳酸血症水平，逐步降低呼吸机条件及胸内正压，从而改善右心功能，有利于肺外脏器的静脉回流及功能保护，另一方面通过CRRT减轻液体超负荷、清除炎性介质等各种毒素、稳定内环境，改善肺脏炎症反应及通/换气功能，打破了肺-肾相互作用的恶性循环，并通过液体负平衡，改善肾功能、降低病死率^[30]，对临床治疗有积极作用。

目前CRRT联合ECCO₂R技术在我国应用较少，经验尚不足。国外关于本项技术也存在一定争议。Fitzgerald等^[31]回顾分析了包含495例ARDS患者的14项研究，发现ECCO₂R可以明显降低CO₂水平、呼吸机参数及气管插管率。McNamee等^[32]研究发现，ECCO₂R可以改善血气分析数值、减少呼吸机使用天数，但并不能降低90 d病死率。现有绝大多数的研究表明，低血流速下ECCO₂R可以安全替代部分肺通/换气功能，降低呼吸机条件，保证肺保护性通气策略的实施。相对于ECMO，CRRT联合ECCO₂R操作简单便捷、创伤小、花费低廉，在不具备ECMO的医疗中心，可作为体外呼吸、循环、肾脏联合支持的一种选择，具有广阔的前景。同时也需要更多的临床研究来进一步证实其安全性和有效性。

利益冲突  所有作者声明无利益冲突

作者贡献声明  党伟：研究设计、论文撰写及修改；付亚丽、张燕丽、张素芳、张凡、刘磊：数据收集与整理；姜琴：工作支持；林霞：研究设计、论文修改