Η μερική πίεση οξυγόνου στον κυψελιδικό χώρο, PAO2, παριστά τη μέση πίεση του κυψελιδικού Ο2 καθ΄ όλη την έκταση των πνευμόνων. Εξαρτάται από τη συγκέντρωση του Ο2 στον εισπνεόμενο αέρα, FIO2, τη βαρομετρική πίεση, ΒΡ, το αναπνευστικό πηλίκο, RQ, και την PaCO2. Υπολογίζοντας την PAO2 μπορούμε να έχουμε εκτίμηση του μέτρου της PaO2, εάν οι πνεύμονες λειτουργούν σε φυσιολογικά όρια. Εάν η διαφορά μεταξύ υπολογισθείσης PAO2 και μετρηθείσης PaO2 αυξάνεται, στους πνεύμονες έχει εγκατασταθεί ένα πρόβλημα επαρκούς μεταγωγής Ο2.
Η PAO2 υπολογίζεται με βάση την εξίσωση του κυψελιδικού αέρα:
PAO2= PΙO2 –PΑCO2 · {FIO2 +(1- FIO2)/R (1)
Όπου PΙO2= FΙΟ2·BP αφού αφαιρεθεί η μερική πίεση των υδρατμών, 47 mmHg. Η PΑCO2 είναι η μερική πίεση CO2 στον κυψελιδικό χώρο, που θεωρείται ίση με την PaCO2, και R είναι το (πνευμονικό) αναπνευστικό πηλίκο.
Με εισπνοή αέρα καθαρού περιβάλλοντος, η προηγούμενη εξίσωση μπορεί να αναδιαταχθεί:
PAO2= FIO2 Χ (PB-47)-1.2 Χ PaCO2 (2)
Η εξίσωση 1 βασίζεται σε ορισμένες παραδοχές. Για το λόγο αυτό και δεδομένου ότι δεν υπάρχει ακριβής μέτρηση της PA-aO2 και όταν η FIO2 είναι μεγαλύτερη του 0.21, η εξίσωση 2 είναι ικανοποιητική για κλινικούς σκοπούς.
Οι παραδοχές που αναφέρονται παρακάτω, είναι συνήθεις σε κλινικές διατάξεις και καθιστούν τον υπολογισμό της PΑO2 μια χρήσιμη προσέγγιση.
Οι παραδοχές αυτές είναι: Α. Η FIO2 είναι ακριβώς γνωστή. Στην πραγματικότητα αυτό δεν είναι πάντοτε ο κανόνας, καθώς οι μάσκες προσώπου με τις οποίες χορηγείται συμπληρωματικό Ο2, ή άλλες μέθοδοι χορηγήσεως Ο2, δεν παρέχουν πάντα Ο2 υπό ακριβή συγκέντρωση· Β. Η βαρομετρική πίεση είναι ακριβώς γνωστή. Στις περισσότερες των περιπτώσεων η BP προσεγγίζεται και δεν μετριέται· Γ. Η μερική πίεση των υδρατμών είναι 47 mmHg. Η τιμή αυτή εξασρτάται από τη θερμοκρασία και, συχνά, δεν ρυθμίζεται για τον πυρετό του ασθενούς· Δ. Η PaCO2 ισούται με την PΑCO2. Αυτό δεν είναι πάντα ο κανόνας, ιδιαίτερα σε περιπτώσεις με βαριές διαταραχές V̇/Q̇ · E. Το R ισούται με 0.8. Το αναπνευστικό πηλίκο μπορεί να κυμαίνεται ευρέως ένθεν του 0.8 πχ., επί υπεραριζόμενων ασθενών ή που ευρίσκονται σε δίαιτα πλούσια σε υδατάνθρακες.