Modelagem in silico para ablação intermitente por radiofrequência de nódulos tireoidianos benignos

Abstract

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.