Dopo aver costruito il modello di ipertermia bipolare a radiofrequenza, procedere con l'impostazione del problema elettrico. Fare clic con il pulsante destro del mouse sul nodo delle correnti elettriche. Per le condizioni al contorno elettriche nella figura visualizzata, selezionate il terminale e la terra come limiti.
Per il terminale, selezionare manualmente l'estremità prossimale della parte superiore di uno dei due aghi. L'ago identificato fornirà la tensione di ingresso. Quindi, in terminale, selezionare l'alimentazione e specificare il valore appropriato.
Per questo protocollo, selezionare 0,5 watt per ipertermia lieve, sulla base di esperimenti preliminari ex vivo. Quindi, selezionare la massa e selezionare manualmente la superficie prossimale del secondo ago, che funge da elettrodo di ritorno per il percorso della corrente elettrica di ritorno. Applicare l'isolamento elettrico alla superficie esterna rimanente del modello.
Per impostare il problema termico, selezionare il nodo Trasferimento di calore nei solidi e specificare 33 gradi Celsius come valore iniziale della temperatura. Per modellare l'effetto del dissipatore di calore dovuto al flusso sanguigno, fare clic con il pulsante destro del mouse sul trasferimento di calore nei solidi, aggiungere il dominio della fonte di calore e selezionare la geometria in cui devono essere considerati gli effetti del dissipatore di calore, che sono il tumore e il tessuto normale. Selezionare origine generale, quindi definita dall'utente e digitare l'espressione per il dissipatore di calore.
Per le condizioni al contorno termiche nella figura visualizzata, fare clic con il pulsante destro del mouse sul trasferimento di calore, aggiungere il flusso di calore come condizione al contorno e specificare le superfici esterne a cui viene applicato il flusso di calore. Selezionare il flusso di calore convettivo come tipo di flusso. Per il coefficiente di scambio termico, utilizzare H equivale a 215 watt per metro quadrato per kelvin per modellare il meccanismo di scambio termico naturale tra la pelle e l'aria.
Specificare la temperatura esterna. L'uso di T equivale a 20 gradi Celsius per modellare la temperatura ambiente nell'ambiente di laboratorio. Per impostare il problema della fluidodinamica, selezionare il nodo PDE a coefficiente e specificare la pressione come variabile dipendente.
In questa fase, l'unità Pascal viene assegnata automaticamente. Specificare l'unità di conduttanza del fluido una al secondo come quantità del termine di origine. Definisci il nome per identificare la variabile PI, o pressione del fluido interstiziale in questo studio.
Quindi, fare clic con il pulsante destro del mouse sul nodo PDE della forma del coefficiente e selezionare il dominio della forma del coefficiente. Specificare l'entità geometrica a cui l'equazione si riferisce come tumore. Ripetere gli stessi passaggi e selezionare il tessuto rimanente come tessuto normale, a cui è necessario applicare una PDE diversa.
Per il modello tumorale, specificare i coefficienti visualizzati in termini per ottenere l'equazione di conservazione della massa. Per il modello tumorale, trascurare il contributo del sistema linfatico. Impostare tutti gli altri coefficienti su zero.
Analogamente, per il modello di tessuto normale, specificare i coefficienti visualizzati in termini per ottenere l'equazione di conservazione della massa. Per il tessuto normale, considerare il contributo del sistema linfatico. Impostare tutti gli altri coefficienti su zero.
Quindi fare clic con il pulsante destro del mouse sulla forma del coefficiente PDE e selezionare i valori iniziali. Selezionare il dominio geometrico come tumore e ripetere lo stesso passaggio per il modello di tessuto normale. Specificare PI zero per il tumore e il tessuto normale, in base ai valori riportati nella tabella visualizzata.
Per le condizioni al contorno relative allo studio fluidodinamico mostrato nella figura visualizzata, fare clic con il pulsante destro del mouse sulla forma del coefficiente PDE e selezionare Condizioni al contorno di Dirichlet. Selezionare la superficie esterna del dominio tissutale normale e assegnare il valore iniziale della pressione interstiziale, indicato come PI zero, corrispondente al tessuto normale. Infine, per eseguire le simulazioni, selezionare il transitorio di frequenza dal nodo di studio.
Specificare l'unità di tempo in secondi e impostare la frequenza in 500 kilohertz. Dopo 15 minuti di riscaldamento simulato con 0,5 watt di potenza applicata, oltre il 50% del volume tumorale ha raggiunto uno stato di lieve ipertermia, con la temperatura nella regione del tumore più vicina all'ago superiore a 45 gradi Celsius. Rispetto alle condizioni iniziali, la pressione del fluido interstiziale è diminuita gradualmente da nove millimetri di mercurio al centro del tumore a zero al bordo.
La velocità del fluido non superava 0,2 micron al secondo all'interno dell'intero dominio tumorale, compresa la periferia. La pressione del fluido interstiziale nel tempo è cambiata in modo diverso a diverse distanze radiali dalla fonte di calore. Entro tre millimetri dagli aghi, la pressione del fluido rispondeva al rapido aumento della temperatura, ma alla fine non mostrava alcun cambiamento alla fine del riscaldamento.
Tuttavia, la pressione nella parte rimanente del tumore diminuiva continuamente.
