Después de construir el modelo de hipertermia de radiofrecuencia bipolar, proceda a configurar el problema eléctrico. Haga clic con el botón derecho en el nodo de corrientes eléctricas. Para las condiciones de contorno eléctrico en la figura mostrada, seleccione terminal y tierra como límites.
Para terminal, seleccione manualmente el extremo proximal de la parte superior de una de las dos agujas. La aguja identificada proporcionará el voltaje de entrada. A continuación, en terminal, seleccione la alimentación y especifique el valor adecuado.
Para este protocolo, seleccione 0,5 vatios para hipertermia leve, basándose en experimentos preliminares ex vivo. A continuación, seleccione la tierra y seleccione manualmente la superficie proximal de la segunda aguja, que actúa como electrodo de retorno para la trayectoria de la corriente eléctrica de retorno. Aplique aislamiento eléctrico a la superficie externa restante del modelo.
Para configurar el problema térmico, seleccione el nodo de transferencia de calor en sólidos y especifique 33 grados Celsius como valor inicial de la temperatura. Para modelar el efecto del disipador de calor debido al flujo sanguíneo, haga clic con el botón derecho en transferencia de calor en sólidos, agregue el dominio de la fuente de calor y seleccione la geometría donde se deben considerar los efectos del disipador de calor, que son el tumor y el tejido normal. Seleccione fuente general, seguido de definido por el usuario, y escriba la expresión para el disipador de calor.
Para las condiciones de contorno térmico en la figura mostrada, haga clic con el botón derecho en transferencia de calor, agregue el flujo de calor como condición de contorno y especifique las superficies externas a las que se aplica el flujo de calor. Seleccione Flujo de calor convectivo como tipo de flujo. Para el coeficiente de transferencia de calor, use H igual a 215 vatios por metro cuadrado por kelvin para modelar el mecanismo de intercambio de calor natural entre la piel y el aire.
Especifique la temperatura externa. Utilice T igual a 20 grados Celsius para modelar la temperatura ambiente en el entorno de laboratorio. Para configurar el problema de dinámica de fluidos, seleccione el coeficiente del nodo PDE y especifique la presión como variable dependiente.
En esta etapa, la unidad Pascal se asigna automáticamente. Especifique la unidad de conductancia del fluido una por segundo como cantidad de término de origen. Defina el nombre para identificar la variable PI, o presión intersticial del fluido en este estudio.
A continuación, haga clic con el botón derecho en el nodo PDE del formulario de coeficiente y seleccione el dominio del formulario de coeficiente. Especifique la entidad geométrica a la que se refiere la ecuación como tumor. Repita los mismos pasos y seleccione el tejido restante como tejido normal, al que es necesario aplicar un PDE diferente.
Para el modelo tumoral, especifique los coeficientes mostrados en términos para obtener la ecuación de conservación de masa. Para el modelo tumoral, hay que descuidar la contribución del sistema linfático. Establezca todos los demás coeficientes iguales a cero.
De manera similar, para el modelo de tejido normal, especifique los coeficientes mostrados en términos para obtener la ecuación de conservación de masa. Para el tejido normal, considere la contribución del sistema linfático. Establezca todos los demás coeficientes iguales a cero.
A continuación, haga clic con el botón derecho del ratón en el formulario de coeficiente PDE y seleccione los valores iniciales. Seleccione el dominio geométrico como tumor y repita el mismo paso para el modelo de tejido normal. Especifique PI cero para el tumor y el tejido normal, de acuerdo con los valores enumerados en la tabla mostrada.
Para las condiciones de contorno relacionadas con el estudio de dinámica de fluidos que se muestra en la figura mostrada, haga clic con el botón derecho en la forma de coeficiente PDE y seleccione Condiciones de contorno de Dirichlet. Seleccione la superficie externa del dominio de tejido normal y asigne el valor inicial de la presión intersticial, indicado como PI cero, correspondiente al tejido normal. Por último, para ejecutar las simulaciones, seleccione transitorio de frecuencia en el nodo de estudio.
Especifique la unidad de tiempo como segundos y establezca la frecuencia como 500 kilohercios. Después de 15 minutos de calentamiento simulado con 0,5 vatios de potencia aplicada, más del 50% del volumen tumoral alcanzó un estado de hipertermia leve, con la temperatura en la región del tumor más cercana a la aguja superior a los 45 grados centígrados. En comparación con las condiciones iniciales, la presión del líquido intersticial disminuyó gradualmente de nueve milímetros de mercurio en el centro del tumor a cero en el borde.
La velocidad del líquido no superó los 0,2 micras por segundo en todo el dominio tumoral, incluida la periferia. La presión del fluido intersticial a lo largo del tiempo cambió de manera diferente a diferentes distancias radiales de la fuente de calor. A menos de tres milímetros de las agujas, la presión del fluido respondió al rápido aumento de la temperatura, pero finalmente no mostró cambios al final del calentamiento.
Sin embargo, la presión en la parte restante del tumor disminuyó continuamente.
