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Modelagem in silico para ablação intermitente por radiofrequência de nódulos tireoidianos benignos
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/923359
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Rosa, Suélia de Siqueira Rodrigues Fleury | - |
| Autor(es): dc.creator | Benavides, Angie Daniela Ibarra | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2025-03-17T23:20:40Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2025-03-17T23:20:40Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2025-03-13 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2025-03-13 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2025-03-13 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2024-09-07 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | http://repositorio.unb.br/handle/10482/51850 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/923359 | - |
| Descrição: dc.description | O objetivo deste estudo foi analisar a lesão térmica que ocorre no nódulo benigno da glândula tireoide como resultado da ablação térmica intermitente por radiofrequência, ao propor um modelo in-silico usando a equação de Biocalor de Pennes (EBP) e o modelo de limite de temperatura, simulando a ablação por radiofrequência (ARF) com características padrão como: potências de 2, 3, 4 e 5 W; frequência de 500 kHz; tempo de duração das ablações e o período de descanso entre elas e a faixa de temperatura para a análise do modelo de dano térmico. Para fortalecer o modelo e aproximá-lo mais à realidade, foram realizados 9 experimentos ex-vivo utilizando tireoides suínas, em conjunto com o equipamento de assistência médica Ablação por Radiofrequência com Controles Embarcados e Correção com Uso de Algoritmo Particle Swarm Optimization para uma Ablação Abrangente e Eficiente (ARFACTA). Os fatores limitantes na ARF foram o roll-off e a duração das ablações. No caso da ARF contínua, foram avaliadas três potências: 2, 3 e 5 W. Quanto à ARF intermitente, manteve-se uma potência constante de 2 W e variou-se o tempo de espera entre cada ablação para 1 e 3 min. Para a modelagem in-silico da ARF, foi usado um eletrodo de agulha, caracterizado por sua configuração monopolar. As simulações foram realizadas usando uma configuração geométrica representando a seção do pescoço onde está localizada a glândula tireoide. Na geometria foram incluídos quatro domínios estáveis (pele, tecido adiposo, tecido muscular e glândula tireoide) e um quinto domínio afetado, que representa o nódulo benigno da tireoide (NTB), a presença do último faz com que essa configuração seja deformada. Para o modelo matemático, foi usado o método de elementos finitos (FEM) no software COMSOL Multiphysics 6.1, analisando os cinco domínios em diferentes pontos do estudo, com seus respectivos contornos elétricos e térmicos, além dos modelos eletrotérmicos e das consequências visuais e térmicas no quinto domínio. Os resultados mostraram que, a criação dos modelos 3D elétrico e térmico para a ARF nos NTB permitiu uma compreensão detalhada da distribuição de calor e energia durante o procedimento. A simulação demonstrou que as temperaturas limite para o modelo de dano tecidual são alcançadas no NTB com diferentes níveis de potência. Enquanto o tecido adjacente, especialmente o lóbulo esquerdo, permanece abaixo da temperatura de dano, o que é crucial para evitar danos colaterais ao tecido saudável. Além disso, a escolha de pulsos de 7, 4 e 2 min para as ablações, com períodos de descanso fixos de 3 min, demonstrou que as potências de 4 e 5 W foram eficazes, com tempos menores para atingir as temperaturas e os danos desejados. Finalmente, o estudo mostrou que a potência de 5 W proporcionou melhores resultados gerais, mas a potência de 4 W ofereceu maior controle sobre os riscos à glândula tireoide, sugerindo um equilíbrio entre eficácia e segurança. | - |
| Descrição: dc.description | The aim of this study was to analyze the thermal injury occurring in benign thyroid nodules as a result of intermittent radiofrequency thermal ablation, by proposing an in-silico model using Pennes’ Bioheat Equation (PBE) and the temperature limit model. The study simulated radiofrequency ablation (RFA) with standard characteristics, including powers of 2, 3, 4, and 5 W; a frequency of 500 kHz; ablation duration times and rest periods between them; and a temperature range for analyzing the thermal damage model. To enhance the model and better approximate real-world conditions, 9 ex-vivo experiments were conducted using porcine thyroids, in conjunction with the Ablação por Radiofrequência com Controles Embarcados e Correção com Uso de Algoritmo Particle Swarm Optimization para uma Ablação Abrangente e Eficiente (ARFACTA) medical assistance equipment. The limiting factors in RFA were roll-off and ablation duration. For continuous RFA, three powers were evaluated: 2, 3, and 5 W. For intermittent RFA, a constant power of 2 W was maintained, while the waiting time between each ablation was varied to 1 and 3 minutes. For the in-silico modeling of RFA, a needle electrode with a monopolar configuration was used. Simulations were conducted using a geometric configuration representing the neck section where the thyroid gland is located. The geometry included four stable domains (skin, adipose tissue, muscle tissue, and thyroid gland) and a fifth affected domain representing the benign thyroid nodule (BTN), whose presence deformed this configuration. The mathematical model employed the finite element method (FEM) in COMSOL Multiphysics 6.1, analyzing the five domains at various study points, including their respective electrical and thermal boundaries, as well as the electothermal models and visual and thermal consequences in the fifth domain. The results indicated that the creation of 3D electrical and thermal models for RFA in BTN allowed for a detailed understanding of heat and energy distribution during the procedure. The simulation showed that the threshold temperatures for the tissue damage model were reached in the BTN at different power levels. Meanwhile, the adjacent tissue, particularly the left lobe, remained below the damage temperature, which is crucial for avoiding collateral damage to healthy tissue. Additionally, using ablation pulses of 7, 4, and 2 minutes with fixed rest periods of 3 minutes demonstrated that power levels of 4 and 5 W were effective, with shorter times required to achieve the desired temperatures and damage. Finally, the study showed that a power level of 5 W provided better overall results, but a power level of 4 W offered greater control over risks to the thyroid gland, suggesting a balance between effectiveness and safety. | - |
| Descrição: dc.description | Faculdade de Tecnologia (FT) | - |
| Descrição: dc.description | Departamento de Engenharia Mecânica (FT ENM) | - |
| Descrição: dc.description | Programa de Pós-Graduação em Sistemas Mecatrônicos | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Idioma: dc.language | pt_BR | - |
| Direitos: dc.rights | Acesso Aberto | - |
| Direitos: dc.rights | A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.unb.br, www.ibict.br, www.ndltd.org sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra supracitada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data. | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Ablação por radiofrequência | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Glândula tireoide | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Nódulos benígnos | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Modelagem in-silico | - |
| Título: dc.title | Modelagem in silico para ablação intermitente por radiofrequência de nódulos tireoidianos benignos | - |
| Tipo de arquivo: dc.type | livro digital | - |
| Aparece nas coleções: | Repositório Institucional – UNB | |
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