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Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.unb.br/handle/10482/36914
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Title: Módulo para medição e controle da temperatura no esôfago durante o procedimento de ablação cardíaca
Other Titles: Module for measurement and temperature control of esophagus during the heart ablation procedure
Authors: Faria, Sylvia de Sousa
Orientador(es):: Rocha, Adson Ferreira da
Coorientador(es):: Rosa, Suélia de Siqueira Rodrigues Fleury
Assunto:: Fistula átrio-esofágica
Ablação cardíaca
Ablação por radiofrequência
Esôfago
Issue Date: 14-Feb-2020
Citation: FARIA, Sylvia de Sousa. Módulo para medição e controle da temperatura no esôfago durante o procedimento de ablação cardíaca. 2018. xiv, 68 f., il. Dissertação (Mestrado em Engenharia Biomédica)—Brasília, 2018.
Abstract: A técnica mais utilizada atualmente para o tratamento da Fibrilação Atrial (FA) é a ablação cardíaca com cateter em radiofrequência (ACRF). Um dos possíveis efeitos indesejados que podem ocorrer após esse procedimento é a formação de fístula átrio-esofágica (FAE), que ocorre quando há perfuração por aquecimento da parede do átrio esquerdo, levando, em alguns casos, à formação do que pode vir a se tornar um tubo comunicante entre o átrio e o esôfago. Esse tubo pode vir a causar grave sangramento seguido por morte do paciente. Neste trabalho, foi proposta a arquitetura de um módulo esofágico que permite o monitoramento da temperatura, bem como o resfriamento da parede esofágica durante o ACRF. Termistores embutidos no módulo esofágico permitem a medição da temperatura, e dispositivos Peltier embutidos permitem o resfriamento da parede esofágica. Uma simulação numérica do processo de ablação foi desenvolvida para permitir uma avaliação preliminar da eficácia do módulo. A simulação utilizou o método das diferenças finitas em duas dimensões, com base na equação de biotransferência de calor de Pennes. Os resultados dessa simulação sugerem que o uso do dispositivo Peltier pode permitir a criação de uma barreira térmica (condição de contorno favorável ao aquecimento) que gera uma distribuição de temperatura que pode reduzir a formação de FAE. Para se testar o método de resfriamento proposto, foi desenvolvido um sistema físico simulado para o processo de ablação, utilizando um gel de ágar-ágar para simular o tecido biológico. O sistema também utilizou um eletrodo de ablação comercial que foi adaptado a um gerador de RF; utilizou também termistores e os respectivos circuitos de condicionamento para permitir a medida do campo de temperatura gerado. Para a realização de uma avaliação preliminar do uso do dispositivo Peltier, foi desenvolvido um tubo que permitiu convecção do lado quente do dispositivo, com o resfriamento do outro lado. O experimento desenvolvido demonstrou que o campo de temperatura gerado apresenta temperaturas de até 70oC em regiões próximas ao eletrodo, e que as temperaturas caem de forma efetiva à medida que o calor propagado avança em direção ao dispositivo Peltier. Em posições correspondentes à região ocupada pela parede do esôfago, observaram-se temperaturas iguais ou inferiores a 36oC. Esses resultados sugerem que o método proposto tem bom potencial para ser efetivo na geração de um perfil mais adequado de temperatura. Primeiras versões do protótipo do módulo foram construídas usando Látex, mas os sistemas de monitoração de temperatura e de resfriamento não foram ainda embarcados no módulo. Propõe-se, como continuação deste trabalho, a continuação do desenvolvimento do módulo, e a posterior realização de testes do sistema incluindo teste em cobaias e testes clínicos.
Abstract: The most commonly used technique for the treatment of Atrial Fibrillation (AF) is cardiac ablation with a radiofrequency catheter (ACRF). One of the possible undesirable effects that may occur after this procedure is the formation of an atrial-esophageal fistula (AEF), which occurs when there is perforation of the wall of the left atrium, caused by heating, leading, in some cases, to the formation of what may become a communicating tube between the atrium and the esophagus. This tube can cause severe bleeding followed by the death of the patient. In this work, we proposed the architecture of an esophageal module that allows the monitoring of temperature as well as cooling of the esophageal wall during the ACRF. Thermistors embedded in the esophageal module allow for the measurement of temperature, and embedded Peltier devices allow for cooling the esophageal wall. A numerical simulation of the ablation process was developed to allow a preliminary evaluation of the effectiveness of the module. The simulation used the finite difference method in two dimensions, based on the Penne’s bioheat transfer biotransference equation. The results of this simulation suggest that the use of the Peltier device can allow the creation of a thermal barrier that generates a temperature distribution that may reduce AEF. To test the proposed method, we developed a mock system for the ablation process using an agar-agar gel to simulate the biological tissue. The system also used a commercial ablation electrode, adapted to an RF generator; we also used thermistors and the respective conditioning circuits to allow the measurement of the generated temperature field. For a preliminary evaluation of the use of the Peltier device, we developed an acrylic tube that allowed for convection of the hot side of the device, and the cooling of the cold face. The results demonstrated that the generated temperature field has temperatures up to 70oC in regions near the electrode and that temperatures fall effectively as the propagated heat advances towards the Peltier device. In positions corresponding to the area occupied by the esophagus wall, temperatures equal to or lower than 36oC were observed. These results suggest that the proposed method has good potential to be useful in generating an adequate temperature profile. First versions of the module prototype were constructed using Latex, but we have not embedded the temperature measurement and cooling systems in the module. We proposed, as future work, the continuation of the development of the cooling system, and its subsequent testing.
Description: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, 2018.
Licença:: A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
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