Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2018.Nesta tese propõe-se uma modelagem para a resposta térmica e elétrica de um sistema de ablação térmica por radiofrequência. O sistema é constituído por um gerador de radiofrequência, um eletrodo tipo guarda-chuva e uma região de tecido hepático submetida a um sinal degrau de potencial elétrico. São considerados modelos preliminares baseados em circuitos elétricos de 1a e 2a ordem e equações de transferência de biocalor. Com base nestes modelos, avalia-se uma correlação entre os atributos caraterísticos da resposta temporal da temperatura e o volume de ablação. Em particular, o fenômeno de roll-off é estudado para propor uma forma de se estimar seu instante de ocorrência e assim o correspondente volume total de tecido queimado. A modelagem sugere um nova técnica cirúrgica, em que é feito um procedimento operatório inicial para avaliação das caraterísticas elétricas individuais do fígado do paciente. Em seguida aplica-se uma sugestão de protocolo, potência do sinal a ser aplicado e duração do procedimento de ablação, dado um volume de queima desejado definido pelas imagens médicas e os parâmetros individuais obtidos na etapa anterior. A técnica cirúrgica proposta contrasta com as técnicas atuais da literatura, as quais usam valores médios estatísticos das características elétricas de uma população, e é embasada em estudo teórico baseado em simulação computacional. Testes preliminares em cenário experimental ex-vivo e in-vivo foram realizados para estudo de viabilidade.This thesis proposes a model for the thermoelectric response of a thermal ablation system by radiofrequency. The system consists of a radiofrequency generator, an umbrella type electrode and a region of hepatic tissue submitted to an electric potential step signal. We considered preliminary models based on electrical circuits of first and second order and bio-heat transfer equations. We avaliated a correlation between the characteristic attributes of the temperature response and the volume of ablation. In particular, we studied the roll-off phenomenon, and we proposed a way of estimating its instant of occurrence and thus the corresponding total volume of a target tissue. The modeling suggests a new surgical technique, where an initial operative procedure is performed for evaluate the individual electrical characteristics of the liver of patient. After, the system proposes a protocol suggestion, power of the signal to be applied and duration of the ablation procedure for a target firing volume, defined by the medical images. The proposed surgical technique contrasted with current literature techniques which use statistical mean values of the electrical characteristics of a population and based on a theoretical study based on computer simulation. Preliminary tests in ex-vivo and in-vivo experimental setting performed for a feasibility study
