Electrical resistivity of lung at 100 kHz

Abstract

Average resistivity values of the lung were determined from measurements made on the surface of canine lungin vivo at 100 kHz. Data were taken at various levels of expiration with several different electrode configurations on each of seven dogs. Theoretical considerations assumed the lung to be a homogeneous, isotropic, and primarily resistive medium at this frequency. The linear regression equation for resistivity as a function of lung air volume representing all data was calculated to be

$$\rho _{ave} = 705 + 1608 X$$

where ρave is in Ω-cm, andX is the level of inflation such thatX=0 for a collapsed lung andX=1 for a total of 700 cm³ of inspired air. The variation of resistivity is characterized by a standard deviation of 180 Ω-cm for the distribution of individual experimental averages about the average of all data, at one half expiration level. Comparison of the data taken with the various measurement techniques on an individual animal indicated no discrepancy.

Sommaire

Des valeurs de résistivité moyenne des poumons ont été obtenues à partir de mesure effectuées à la surface de poumons de chiens,in vivo, à 100 kHz. Les mesures ont été relevées à differents niveaux d'expiration avec plusieurs électrodes de formes diverses sur un total de sept chiens. Des considérations théoriques conduisent à considérer à cette fréquence les poumons comme un milieu homogène, isotrope et essentiellement résistant. L'opération linéaire liant la résistivité au volume de l'air enfermé dans les poumons calculée à partir de l'ensemble des données s'écrit comme suit:

$$\rho moyen = 705 + 1608 X$$

où ρ moyen s'exprime en Ω-cm, etX est le taux d'air inspiré avecX=0 pour le poumon vide etX=1 pour un volume total de 700cm³ d'air. La variation de résistivité est caractérisée par un écart-type de 180 Ω-cm au représentant la répartition des moyennes expérimentalles individuelles sur la moyenne de la totalité des résultats pour un taux d'expiration égal à un demi. Les résultats obtenus à partir de différentes techniques de mesure sur un même sujet restent cohérents.

Zusammenfassung

Durchschnittswerte des Lungenwiderstands wurden aus Messungen von der Oberfläche der Hundelungein vivo bei 100 kHz bestimmt. Die Messungen wurden bei verschiedenen Exspirationslagen mit mehreren verschiedenen Elektrodenkonfigurationen an sieben Hunden vorgenommen. In theoretischen Betrachtungen wurde die Lunge bei dieser Frequenz als homogenes, isotropes und primär resistive Medium aufgefaßt. Die lineare Regressionsgleichung des Widerstands als Funktion des Lungenluftvolumens, die alle Daten repräsentiert, wurde berechnet zu

$$\rho _{ave} = 705 + 1608 X$$

mit ρave in Ω-cm undX als Luftfüllungsgrad.X=0 entspricht einer kollabierten Lunge,X=1 entspricht dem Gesamtwert von 700 ml Einatmungsluft. Die Schwankung des Widerstands wird mit einer Standardabweichung von 180 Ω-cm charakterisiert, in der Verteilung einzelner experimenteller Durchschnittswerte um den Durchschnitt aller Daten bei der Halbexspirationsstellung. Der Vergleich der Daten verschiedener Meßtechniken bei dem gleichen Versuchstier erbrachte keine Diskrepanz.