由於體外膜氧合並發症多，代價昂貴，是改善重症ARDS患者氧合、維持患者生命的臨時救治手段，需待肺功能的恢複或下一步治療，因此臨床病例和治療介入時機的選擇尤為重要[13]。目前認為體外膜氧合治療的適應證是：①可逆性肺損傷導致的嚴重低氧血症（盡管高水平呼氣末正壓15～20cm H2O支持下氧合指數＜80mmHg）至少6小時；②高條件機械通氣支持下難以解決的呼吸性酸中毒（pH＜7.15）；③積極的最佳機械通氣下難以接受的高氣道平台壓（根據患者理想體重調整潮氣量氣道平台壓力＞35～45cm H2O）。相對禁忌證包括：①高條件機械通氣超過7天；②需要高吸入氧濃度支持（吸入氧濃度＞0.8）超過7天；③不能建立血管通路；④其他任何造成患者難以從體外膜氧合獲益的器官功能損害和臨床情況，如不可逆的神經係統損害或難以治療的轉移性惡性腫瘤。絕對禁忌證為任何不能進行抗凝治療的情況[11]。
在ARDS的保護性通氣策略中，減少潮氣量是減少肺機械牽張性損害、改善患者預後的重要措施。當ARDS患者潮氣量降至每千克理想體重4～6ml時，常出現通氣不足及二氧化碳瀦留，引起高碳酸血症及酸中毒。高碳酸血症具有抑製免疫反應的效應，在炎症反應早期有積極保護機體避免過度損害的效應，但嚴重的酸中毒可以導致血流動力學及免疫紊亂，長時間的高碳酸血症會導致感染擴散，加重器官損傷。
在保護性通氣策略機械通氣中的高碳酸血症可以使用人工輔助體外循環方式進行體外二氧化碳清除。自1972年第一例體外膜氧合臨床應用以來，體外人工肺支持技術在不斷改善，目前體外膜氧合已經作為ARDS時嚴重缺氧和高碳酸血症的拯救措施。由於體外膜氧合具有操作技術難，設備要求高等特點，且易出現溶血、凝血紊亂等副作用。為降低這些並發症的發生，另外一些操作簡便新穎的ECLA技術開始在臨床中應用，即無泵的動、靜脈體外肺輔助係統（pump-less arteriovenous extracorporeal lung assist system,pECLA）或低流速泵驅動頸靜脈二氧化碳清除係統，研究顯示pECLA相關的並發症發生率（12%～25%），顯著低於傳統的體外膜氧合（約50%）[14，15]。
pECLA治療ARDS的可行性在動物研究和臨床研究中都得到了證實。這些研究都發現此係統能有效地清除二氧化碳，但對於係統改善氧輸送的能力仍不十分明確。在肺泡灌洗複製豬急性肺損傷模型研究中，pECLA係統的血流量為心輸出量的15%～21%，為1.3～1.9L/分，使用此係統後動脈血二氧化碳分壓出現了顯著性的降低（由71mmHg降至31mmHg），動脈血氧分壓也出現了顯著變化，但變化值較小（由64mmHg升至74mmHg），提供的最高氧輸送量隻占總氧耗量的17%。這些結果與成人ARDS患者的研究結果一致[16]。雖然此係統改善氧合能力有限，但這些動物研究顯示使用此係統後呼吸指標（如峰壓、潮氣量、呼吸頻率）均得到改善。
pECLA的臨床研究多為病例報告或回顧性研究。BeingT等回顧性地分析了90例不同病因的ARDS患者應用pECLA的情況，pECLA平均應用時間為5天。應用pECLA2小時後，患者動脈血二氧化碳分壓水平出現了顯著性的改善（動脈血二氧化碳分壓，60mmHg對比36mmHg）；患者氧合亦出現了中度的增加（氧合指數58mmHg對比82mmHg），並持續改善至24小時（氧合指數101mmHg）；從而可以下調呼吸機參數，降低了呼吸機相關肺損傷的風險；此研究中有24.4%患者出現相關並發症，主要表現為動脈置管側下肢的缺血；最終pECLA治療的ARDS患者病死率為58.8%，與存活者相比，病死者具有較大的年齡、較高的體重指數和使用pECLA前有較長的機械通氣時間。這篇大樣本的回顧性研究證實了此係統的安全性和有效性，且能保障肺保護性通氣策略的實施，如降低潮氣量和氣道平台壓等[15]。近期上述研究單位完成了第一項關於pECLA的前瞻性觀察性研究[14]，該研究重新規範了pECLA的納入和排除標準以及pECLA的臨床操作技術。該研究結果同樣證實了pECLA的安全性和有效性，患者病死率為49%，相關並發症的發生率可降低至11.9%，同時降低潮氣量至4.4ml/kg亦可維持有效的通氣和氧合，降低肺損傷的發生。2011年，在一家既往無pECLA經驗的單位也發表了一篇13例重症ARDS患者的回顧性研究[17]，該研究也同樣證實了pECLA的安全性和有效性，病死率為54%，並發症發生率為23%。為進一步證實pECLA在ARDS患者治療中的有效性，目前已有一篇隨機對照研究（ClinicalTrials NCT 00538928）正在進行中，我們將期待此研究報告結果的發表。
pECLA的血液灌注主要由患者股動、靜脈間的壓差驅動，因此對於心輸出量降低（心指數＜2.7L/分/m2）或低血壓（＜70mmHg）的患者不適合應用[14]，而且有導致下肢缺血的風險，因而限製了其臨床應用。靜脈靜脈二氧化碳體外清除係統（venovenous CO2 removal device,V2CO2R）是采用雙腔頸內靜脈置管連接低速泵驅動的體外膜肺裝置，可以采用頸內靜脈單針雙腔導管以較低的流速進行二氧化碳清除，不存在動靜脈分流，避免血流動力學的影響和動脈置管導致的下肢缺血。早在上世紀80年代Gattinoni就采用二氧化碳體外清除技術聯合低頻正壓通氣（low-frequency positive pressure ventilation,LFPPV）治療43例預計病死率為90%的ARDS患者，體外膜氧合血流量（200～300）ml/分，72.8%患者肺功能改善，48.8%患者最終存活，但該研究采用常規的體外膜氧合設備進行，患者平均每日失血量達到（1800±850）ml，而且其中隻有10例患者采用了雙腔導管[18]。其後二氧化碳體外清除技術治療ARDS多為臨床病例報告。新近的動物研究顯示二氧化碳體外清除技術可以在降低潮氣量和分鍾通氣量50%的情況下維持正常的水平[19]，Batchinsky對7隻鎮靜的、氣管切開接受機械通氣的豬進行泵驅動的靜脈靜脈二氧化碳體外清除治療[19]，利用15F的雙腔頸內靜脈置管連接Hemolung係統，逐步降低分鍾通氣量由5.6L/分下降到2.6L/分，Hemolung血流速為（447±5）ml/分可達到（72±1.2）ml/分的二氧化碳清除，且二氧化碳清除隨體內動脈血二氧化碳分壓的變化而變化。動物研究也顯示二氧化碳體外清除技術流速較低，可采用枸櫞酸體外抗凝技術[20]，沒有明顯的失血和氧合器內凝血。
對於重症ARDS患者，pECLA是一種安全的、有效的、可操作性較強的體外肺輔助技術。它能有效地降低體內二氧化碳水平，輔助降低呼吸機參數，避免呼吸機相關肺損傷的發生。但目前仍需大規模的臨床隨機對照研究來進一步證實體外二氧化碳清除係統在肺保護實施和臨床轉歸等方麵的優勢。