Après avoir construit le modèle d’hyperthermie bipolaire à radiofréquence, procédez à la configuration du problème électrique. Faites un clic droit sur le nœud courants électriques. Pour les conditions aux limites électriques de la figure affichée, sélectionnez borne et masse comme limites.
Pour le terminal, sélectionnez manuellement l’extrémité proximale du haut de l’une des deux aiguilles. L’aiguille identifiée fournira la tension d’entrée. Ensuite, sous Terminal, sélectionnez Alimentation et spécifiez la valeur appropriée.
Pour ce protocole, sélectionnez 0,5 watt pour une hyperthermie légère, sur la base d’expériences préliminaires ex vivo. Ensuite, sélectionnez la masse et sélectionnez manuellement la surface proximale de la deuxième aiguille, agissant comme une électrode de retour pour le chemin du courant électrique de retour. Appliquez une isolation électrique sur la surface externe restante du modèle.
Pour configurer le problème thermique, sélectionnez le transfert de chaleur dans le nœud solides et spécifiez 33 degrés Celsius comme valeur initiale de la température. Pour modéliser l’effet du dissipateur thermique dû au flux sanguin, faites un clic droit sur le transfert de chaleur dans les solides, ajoutez le domaine de la source de chaleur et sélectionnez la géométrie où les effets du dissipateur thermique doivent être pris en compte, qui sont la tumeur et le tissu normal. Sélectionnez source générale, suivie de définie par l’utilisateur, et tapez l’expression du dissipateur de chaleur.
Pour les conditions aux limites thermiques de la figure affichée, cliquez avec le bouton droit de la souris sur le transfert de chaleur, ajoutez le flux de chaleur en tant que condition aux limites et spécifiez les surfaces externes auxquelles le flux de chaleur est appliqué. Sélectionnez le flux de chaleur convectif comme type de flux. Pour le coefficient de transfert de chaleur, utilisez H est égal à 215 watts par mètre carré par kelvin pour modéliser le mécanisme d’échange de chaleur naturel entre la peau et l’air.
Spécifiez la température extérieure. Utilisez T égale 20 degrés Celsius pour modéliser la température ambiante dans l’environnement du laboratoire. Pour configurer le problème de dynamique des fluides, sélectionnez le coefficient du nœud PDE et spécifiez la pression comme variable dépendante.
À ce stade, l’unité Pascal est automatiquement attribuée. Spécifiez l’unité de conductance du fluide une par seconde comme quantité du terme source. Définissez le nom permettant d’identifier la variable PI, ou pression du fluide interstitiel dans cette étude.
Ensuite, faites un clic droit sur le nœud PDE du formulaire de coefficient et sélectionnez le domaine de forme de coefficient. Spécifiez l’entité géométrique à laquelle l’équation fait référence en tant que tumeur. Répétez les mêmes étapes et sélectionnez le tissu restant comme tissu normal, sur lequel une EDP différente doit être appliquée.
Pour le modèle tumoral, spécifiez les coefficients affichés en termes pour obtenir l’équation de conservation de la masse. Pour le modèle tumoral, négligez l’apport du système lymphatique. Définissez tous les autres coefficients égaux à zéro.
De même, pour le modèle de tissu normal, spécifiez les coefficients affichés en termes pour obtenir l’équation de conservation de la masse. Pour les tissus normaux, tenez compte de la contribution du système lymphatique. Définissez tous les autres coefficients égaux à zéro.
Faites ensuite un clic droit sur le coefficient de forme PDE et sélectionnez les valeurs initiales. Sélectionnez le domaine géométrique comme tumeur et répétez la même étape pour le modèle de tissu normal. Spécifiez PI zéro pour la tumeur et le tissu normal, selon les valeurs répertoriées dans le tableau affiché.
Pour les conditions aux limites liées à l’étude de dynamique des fluides illustrée dans la figure affichée, cliquez avec le bouton droit de la souris sur le coefficient PDE et sélectionnez Conditions aux limites de Dirichlet. Sélectionnez la surface externe du domaine tissulaire normal et attribuez la valeur initiale de la pression interstitielle, indiquée par PI zéro, correspondant au tissu normal. Enfin, pour exécuter les simulations, sélectionnez Fréquence transitoire dans le nœud d’étude.
Spécifiez l’unité de temps en secondes et définissez la fréquence sur 500 kilohertz. Après 15 minutes de chauffage simulé avec une puissance appliquée de 0,5 watt, plus de 50% du volume de la tumeur a atteint un état d’hyperthermie légère, avec une température dans la région de la tumeur la plus proche de l’aiguille dépassant 45 degrés Celsius. Par rapport aux conditions initiales, la pression du liquide interstitiel a progressivement diminué, passant de neuf millimètres de mercure au centre de la tumeur à zéro sur le bord.
La vitesse du fluide n’a pas dépassé 0,2 micron par seconde dans l’ensemble du domaine tumoral, y compris la périphérie. La pression du fluide interstitiel au fil du temps a changé différemment à différentes distances radiales de la source de chaleur. À moins de trois millimètres des aiguilles, la pression du fluide a réagi à l’augmentation rapide de la température, mais n’a finalement montré aucun changement à la fin du chauffage.
Cependant, la pression dans la partie restante de la tumeur diminuait continuellement.
