バイポーラ無線周波数ハイパーサーミアモデルを構築した後、電気問題の設定に進みます。電流ノードを右クリックします。表示されている図の電気的境界条件については、境界として端子と接地を選択します。
ターミナルの場合は、2 本の針のうち 1 本の上部の近位端を手動で選択します。識別された針は入力電圧を提供します。次に、[terminal] で [power] を選択し、適切な値を指定します。
このプロトコルでは、予備的な ex vivo 実験に基づいて、軽度の温熱療法に 0.5 ワットを選択します。次に、グランドを選択し、戻り電流経路の戻り電極として機能する2番目の針の近位面を手動で選択します。モデルの残りの外部サーフェスに電気絶縁を適用します。
熱問題を設定するには、solids 節点の熱伝達を選択し、温度の初期値として摂氏 33 度を指定します。血流によるヒートシンク効果をモデル化するには、ソリッドの熱伝達を右クリックし、熱源ドメインを追加して、ヒートシンク効果を考慮するジオメトリ(腫瘍と正常組織)を選択します。[一般ソース]を選択し、次に[ユーザー定義]を選択し、ヒートシンクの式を入力します。
図の熱境界条件は、Heat Transferを右クリックし、境界条件として熱流束を追加し、熱流束を適用する外部サーフェスを指定します。流束タイプとして対流熱流束を選択します。熱伝達係数には、H を 215 ワット/メートルの 2 乗/ケルビンと等しくして、皮膚と空気の間の自然な熱交換のメカニズムをモデル化します。
外部温度を指定します。T は摂氏 20 度に等しく、ラボ環境の周囲温度をモデル化します。流体力学問題を設定するには、PDE ノードから係数を選択し、従属変数として圧力を指定します。
この段階で、ユニットPascalが自動的に割り当てられます。ソース項量として、流体伝導率の単位を 1 秒あたり 1 個指定します。このスタディで変数PIまたは間質流体圧力を識別する名前を定義します。
次に、coefficient form PDE ノードを右クリックし、coefficient form domain を選択します。方程式が tumor として参照する幾何学的エンティティを指定します。同じ手順を繰り返し、残りの組織を正常組織として選択し、これに別のPDEを適用する必要があります。
腫瘍モデルの場合、質量保存方程式を取得するために、表示される係数を項で指定します。腫瘍モデルでは、リンパ系の寄与を無視します。他のすべての係数をゼロに設定します。
同様に、正常組織モデルの場合、質量保存方程式を取得するために、表示される係数を項で指定します。正常組織については、リンパ系の寄与を考慮してください。他のすべての係数をゼロに設定します。
次に、係数フォームPDEを右クリックし、初期値を選択します。幾何学的ドメインを腫瘍として選択し、正常組織モデルに対して同じ手順を繰り返します。腫瘍組織と正常組織のPIゼロを、表示された表に記載されている値に従って指定します。
表示された図に示されている流体力学スタディに関連する境界条件については、coefficient form PDEを右クリックし、Dirichlet境界条件を選択します。正常組織ドメインの外部表面を選択し、正常組織に対応する間質圧の初期値(PI zero)を割り当てます。最後に、シミュレーションを実行するには、スタディ ノードから周波数過渡値を選択します。
時間単位を秒に指定し、周波数を 500 キロヘルツに設定します。0.5ワットの印加電力で15分間のシミュレーション加熱を行った後、腫瘍体積の50%以上が軽度の温熱状態に達し、針に最も近い腫瘍領域の温度は摂氏45度を超えました。初期状態と比較して、間質液圧は腫瘍の中心にある9ミリメートルの水銀柱から端のゼロまで徐々に減少しました。
体液速度は、末梢を含む腫瘍領域全体で毎秒0.2ミクロンを超えませんでした。時間経過に伴う間質液圧は、熱源からの半径方向の距離によって変化が異なります。針から3mm以内では、急激な温度上昇に対して流体の圧力が反応しましたが、加熱終了時には変化が見られませんでした。
しかし、腫瘍の残りの部分の圧力は継続的に低下しました。
