Closure of Peripheral Airways: Demonstration by Regional Studies of 133Xe Clearance
Creators
- 1. Faculté Necker, Paris (France)
- 2. Université de McGill, Montréal (Canada)
- 3. Hôpital Laennec, Paris (France)
Description
The closure of peripheral airways with low pulmonary volume in young normal subjects has been the subject of numerous controversies. Research on the regional distribution of ventilation, with different volumes, has tended to demonstrate the existence of this phenomenon, and recently it has been confirmed by studies of respiratory mechanics in man and histological studies in dogs. Apart from the usual methods of studying regional distribution, two simple investigations using 133Xe make it possible to measure and demonstrate the closure of peripheral airways. Measurement of closing volume: for this study a single scintillation counter is used to measure the radioactivity of expired air, after inspiration in the residual volume of a bolus of 133Xe followed by inspiration of air up to the total pulmonary volume. The results show a fresh rise in the expired radioactivity after the familiar ''alveolar plateau''. This is due to the fact that in this terminal part of the curve a larger contribution is made by air from the alveoli of the upper lobes, rich in 133Xe, while some alveoli of the base lobes where the air passages are closed are no longer participating in expiration. Hence the end of the alveolar plateau enables us to define the ''closure volume''. Demonstration of airway closure by regional analysis of 133Xe clearance curves: two scintillation counters are placed laterally near a subject in dorsal decubitus, one in the retrosternal (upper) and the other in the prevertebral (lower) position. 133Xe dissolved in saline solution and introduced by peripheral venous injection moves in the first passage from the pulmonary capillaries towards the alveoli. The activity, expressed as percentage of maximum activity, is studied as a function of time. In a young subject the rate of decay shown by the upper counter is slower than that shown by the lower counter, because of the familiar fact that the lower zones ventilate better than the upper zones. In older subjects, on the other hand, though the lower zones are well perfused, one observes a plateau due to residual activity on the lower counter: during normal respiration (current volume) some of the lower peripheral airways close and 133Xe is trapped below. Only energetic respiratory movements can then modify the thoracic pressures and reopen the airways so that 133Xe clearance can be completed. (author)
Abstract (French)
La fermeture des voies aériennes périphériques (airway-closure) à bas volume pulmonaire, chez un sujet jeune et normal, avait fait l'objet de nombreuses controverses. L' étude de la distribution régionale de la ventilation à différents volumes tend à prouver l'existence de ce phénomène qui a pu récemment être confirmé par des études de mécanique respiratoire chez l'homme et des travaux histologiques chez le chien. A côté des méthodes habituelles d'études de la distribution régionale, deux investigations simples permettent de mesurer et de mettre en évidence la fermeture des voies aériennes périphériques grâce au xénon-133. Mesure du volume de fermeture (closing volume): L' étude par un seul compteur à scintillation de la radioactivité de l' air expiré, après inspiration au volume résiduel d'un bolus de 133Xe suivi d'une inspiration d'air jusqu' au volume pulmonaire total, montre après le classique «plateau alvéolaire» une recrudescence de la radioactivité expirée. Ceci est du â une plus forte contribution dans cette partie terminale de l'air des alvéoles des sommets riches en 133Xe, alors que certains alvéoles de la base i conduit aérien fermé ne participent plus à l' expiration. La fin du plateau alvéolaire permet de définir le «volume de fermeture». La mise en évidence de la fermeture des voies aériennes peut également être faite par 1' étude régionale des courbes de rinçage du 133Xe: sur un sujet en décubitus dorsal, deux compteurs à scintillation sont placés latéralement, l'un en position rétrosternale (supérieure), l'autre en position prévertébrale (inférieure). Du xénon-133 dissous en solution saline, injecté par voie veineuse périphérique, va dès le premier passage aller des capillaires pulmonaires vers les alvéoles. L' activité exprimée en pourcentage de l' activité maximale est étudiée en fonction du temps. En regard du compteur supérieur, la décroissance est moins rapide qu' en regard du compteur inférieur chez un jeune sujet, car il est classique que les zones déclives ventilent mieux que les zones supérieures. A l'inverse chez un sujet plus âgé, les zones déclives sont bien perfusées mais on peut voir l' existence d'un plateau d'activité résiduelle en regard du compteur inférieur. Lors de la respiration normale (volume courant), certaines voies aériennes périphériques déclives se ferment et du 133Xe est trappé en aval. Seuls d'amples mouvements respiratoires permettent de modifier les pressions thoraciques et font rouvrir les voies aériennes, et ainsi le rinçage du 133Xe peut être achevé. (author)Additional details
Additional titles
- Original title (French)
- Fermeture des Voies Aeriennes Peripheriques Démonstration par l'étude Régionale du Rinçage du Xénon-133
Publishing Information
- Publisher
- IAEA
- Imprint Place
- Vienna (International Atomic Energy Agency (IAEA))
- Imprint Title
- Dynamic Studies with Radioisotopes in Medicine. Proceedings of the Symposium on Dynamics Studies with Radioisotopes in Clinical Medicine and Research
- Imprint Pagination
- 924 p.
- Series
- Proceedings Series
- Journal Page Range
- p. 809-817
- ISSN
- 0074-1884
Conference
- Title
- Symposium on Dynamics Studies with Radioisotopes in Clinical Medicine and Research
- Dates
- 31 Aug - 4 Sep 1970
- Place
- Rotterdam (Netherlands)
INIS
- Country of Publication
- International Atomic Energy Agency (IAEA)
- Country of Input or Organization
- International Atomic Energy Agency (IAEA)
- INIS RN
- 44082456
- Subject category
- S62: RADIOLOGY AND NUCLEAR MEDICINE;
- Resource subtype / Literary indicator
- Conference
- Descriptors DEI
- AIR; CAPILLARIES; INJECTION; RESPIRATION; SCINTILLATION COUNTERS; TIME DEPENDENCE; VENTILATION; XENON 133
- Descriptors DEC
- BETA DECAY RADIOISOTOPES; BETA-MINUS DECAY RADIOISOTOPES; BLOOD VESSELS; BODY; CARDIOVASCULAR SYSTEM; DAYS LIVING RADIOISOTOPES; EVEN-ODD NUCLEI; FLUIDS; GASES; INTAKE; INTERMEDIATE MASS NUCLEI; INTERNAL CONVERSION RADIOISOTOPES; ISOMERIC TRANSITION ISOTOPES; ISOTOPES; MEASURING INSTRUMENTS; NUCLEI; ORGANS; RADIATION DETECTORS; RADIOISOTOPES; XENON ISOTOPES
Optional Information
- Notes
- 24 refs., 6 figs.
- Secondary number(s)
- IAEA-SM--136/131