Published 1982 | Version v1
Journal article

Longitudinal dispersion of Xenon-133 bolus in the oropharynx and the larynx

  • 1. Hopital Saint-Antoine, Paris (France)

Description

The study aims at confirming that the upper airways (oropharynx) cannot be considered as a simple dead space playing no specific role in the mixing and to establish the transfer function of these airways during inspiration and expiration. The experiments are performed on five healthy subjects. A 133Xe bolus is injected in front of the lips while the subject breathes air at a constant flow rate. The radioactivity is measured during inspiration and expiration by two counter probes in front of the lips and at the level of the upper opening of the trachea. The experimental outputs, under the glottis for inspiration and in front of the lips for expiration, are compared with the responses of a mathematical model which takes into account the longitudinal mixing of gas in the oropharynx and the larynx. This method mades it possible to determine the parameters which the transfer function depends on. Our results suggest that the relationships between the longitudinal dispersion coefficient and the product of the mean axial velocity u by the diameter d or the length L of the upper airways, is linear. The transfer function is the same for the five subjects but the inspiratory and expiratory transfer functions are different

Abstract (French)

L'etude vise d'une part, a confirmer le remaniement du melange gazeux au cours de la traversee de l'oropharynx et du larynx et d'autre part a etablir la fonction de transfert de ce segment pendant l'inspiration et pendant l'expiration. Les experiences sont effectuees sur cinq sujets normaux en leur injectant un embole de xenon-133 devant les levres pendant qu'ils respirent de l'air ambiant au repos, a debit sensiblement constant; la radioactivite est mesuree par deux sondes a scintillation devant la bouche et sous la glotte aux deux temps du cycle ventilatoire. Les signaux de sortie experimentaux sous glottiques a l'inspiration, et devant les levres a l'expiration, sont compares a la reponse d'un modele mathematique traduisant le transport et le melange gazeux, dans le sens longitudinal des voies respiratoires superieures. La comparaison entre le modele et l'experience nous a permis d'identifier les parametres dont depend la fonction de transfert. Les resultats de cette etude montrent essentiellement que le coefficient de dispersion varie lineairement avec le produit de la vitesse et de la longueur (uL) des voies aeriennes superieures, que le rapport coefficient de dispersion/uL differe entre l'inspiration et l'expiration, mais varie tres peu d'un sujet a l'autre et d'une experience a l'autre

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Original title (French)
Dispersion d'un embole radioactif dans l'oropharynx et le larynx: recherche de la fonction de transfert

Publishing Information

Journal Title
J. Biophys. Med. Nucl.
Journal Volume
6
Journal Issue
2
Series
J. Biophys. Med. Nucl.
Journal Page Range
51-57
ISSN
0399-0435