一.氧气压力及相关指数
1.PaO2：动脉氧气压力（Arterial oxygen tension）
2.FIO2：吸入氧气分率（Inspired oxygen fraction）
3.PIO2：吸入氧气压力（Inspired oxygen tension）
= (PB - PH2O) x FIO2
4.PAO2：肺泡氧气压力（Alveolar oxygen tension）
= PIO2 - (PaCO2/R)
在早期，病患缺氧与否，往往只能从一般的生理反应（如血压、心跳、呼吸及意识变化）与皮肤颜色来判断，但若病患出现发绀现象时，通常表示动脉血已高度缺氧，且在肤色过深或重度贫血的病患不易辨别(1)。一直到1950年代Dr. Clark研发出测量氧气分压的电极棒后，才开启了氧合评估的新页(2)。利用血液气体分析仪（blood gas analyzer），从早期的电子化学技术发展到最近的荧光极棒（fluorescent optode），PaO2的测定也由体外单次演进到体内连续侦测(3)。至于气体的FIO2可以用氧气浓度分析仪（oxygen analyzer）测出。若在一大气压力下，代入大气压力（PB, barometric pressure）760毫米汞柱，水气压力（PH2O, vapor pressure）47毫米汞柱，即可求得PIO2。加上由血液气体分析仪所测得的动脉二氧化碳压力（PaCO2, arterial carbon dioxide tension）及由间接热量测量器（indirect calorimetry）得到的呼吸商数（R, respiratory quotient）或一般代以0.8，便可算出PAO2(1~3)。
5.PaO2/FIO2：氧合指数（Oxygenation index）
6.P(A-a)O2：肺泡-动脉氧气压力差（Alveolar-arterial oxygen tension gradient）
= PAO2 - PaO2
7.PaO2/PAO2：动脉-肺泡氧气分率（Arterial-alveolar oxygen fraction）
8.P(A-a)O2/PaO2：呼吸指数（Respiratory index）
PaO2/FIO2于1974年由Dr. Horovitz提出，因为计算容易，且与肺内分流（Qsp/Qt）的相关性不错，所以临床应用甚广(4)。P(A-a)O2因加入了吸入氧气分率及动脉二氧化碳压力两指数，所以可以分辨出因通气量过低导至二氧化碳累积而造成的氧合不良，但影响P(A-a)O2的因素很多，包括吸入氧气分率、通气血流灌注比不配合、肺内分流及右向左的心内分流，其中肺内分流又随着各种肺疾状况、病患年龄及不同的体位而改变，此外P(A-a)O2也受混合静脉氧气含量的相关因素影响，如组织氧气消耗量、心搏出量及血红素量，一般而言P(A-a)O2对呼吸常态空气的病患有无氧合障碍相当敏感，但由于它与肺内分流间的相关性不佳且受太多非肺因素影响，所以在重症病患并不实用(5)。PaO2/PAO2及P(A-a)O2/PaO2分别由Dr. Gilbert与Dr. Goldfarb提出。若与肺内分流作相关性分析，在PaO2/FIO2、PaO2/PAO2与P(A-a)O2/PaO2三者较近似（r=0.72~0.74），P(A-a)O2则稍差（r=0.62）(6,7)。
二.氧气含量及相关指数
1.CaO2：动脉氧气含量（Arterial oxygen content）
= (Hb x SaO2 x 1.34) + (PaO2 x 0.0031)
2.CvO2：混合静脉氧气含量（Mixed venous oxygen content）
= (Hb x SvO2 x 1.34) + (PvO2 x 0.0031)
3.CcO2：肺微血管氧气含量（Pulmonary capillary oxygen content）
= (Hb x 1.34) + (PAO2 x 0.0031)
4.Qsp/Qt：肺内分流（Intrapulmonary shunt）
=(CcO2 - CaO2)/(CcO2 - CvO2)
有了血红素值（Hb, hemoglobin）、动脉氧血红素饱和度及动脉氧气压力即可求得CaO2。混合静脉血指的是将上腔静脉、下腔静脉及冠状静脉血充份混合后的血液，可由肺动脉导管（pulmonary artery catheter）在右心室或肺动脉内取得以推算出CvO2。至于CcO2的计算是以肺微血管血红素氧气饱和度为100%的假设下，以肺泡氧气压力代替肺微血管氧气压力。利用CaO2、CvO2及CcO2便可求得Qsp/Qt，此指数包含两部份，分别是流经肺部时得到充份氧合及没有得到氧合的血流量比，代表着中央静脉及全身动脉循环间的静脉混合（venous admixture）。Qsp/Qt被视为临床评估肺部氧合功能的标准，它不会受氧气消耗量、血红素量或混合静脉氧血红素饱和度等因素所影响(1,2)。
5. DO2：氧气输出量（Oxygen delivery）
= CaO2 x C.O.
= CaO2 x C.I. x 10
6. C(a-v)O2：动脉-静脉氧气含量差（Arterial-venous oxygen content difference）
= CaO2 - CvO2
7. VO2：氧气消耗量（Oxygen consumption）
a.= C(a-v)O2 x C.I. x 10
b.= {[(1-FEO2-FECO2) x FIO2/(1-FIO2)] - FEO2} x VE
8. OUC：氧气使用分率（Oxygen utilization coefficient）
= VO2/DO2
= S(a-v)O2/SaO2
心搏出量（C.O., cardiac output）一般经肺动脉导管由温度稀释法（thermodilution method）测得，若再除以体表面积（body surface area），便是心搏出指数（C.I., cardiac index）。足够的DO2是加护医疗的重要目标，其中包含氧气指数、血红素量及心脏功能，缺一不可。C(a-v)O2表示组织摄取氧气量的多寡，若值过大常反映着心搏出量不敷所需。7a公式由Fick方程式演变而来，其中的心搏出量测定受多项因素影响，如冰水注入技巧、血红素量、动脉氧血红素饱和度、混合静脉氧血红素饱和度、动脉氧气压力、混合静脉氧气压力等，由此得到的VO2比使用间接热量测量器所得到的VO2值较低，其间差异即是肺部本身的耗氧量，若有肺部感染存在，影响可高达15%。7b公式乃使用间接热量测量器测得，FEO2、FECO2及VE分别代表吐出氧气分率（expired oxygen fraction）、吐出二氧化碳分率（expired carbon dioxide fraction）及每分钟吐出通气量（expired minute ventilation）。在开放型间接热量测量器，为使误差减少，需确定吸入氧气分率要稳定、管路系统不可漏气及吸吐气要完全分离；若使用封闭型间接热量测量器，则吸入氧气分率可以不定，但气漏、压缩容积及驱动力增加等因素仍会影响数据。正常状况下，约仅25%的输出氧量被消耗掉，若氧气消耗量增加或氧气输出量减少，则OUC值上升(2,8)。
