Banca de QUALIFICAÇÃO: MARIANA DE MELO ANTUNES

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : MARIANA DE MELO ANTUNES
DATA : 25/11/2025
HORA: 07:30
LOCAL: meet.google.com/ccd-xoic-uck
TÍTULO:

Desenvolvimento e Validação de Modelos Baseados em Física para a Reconstrução de Campos de Temperatura em Terapias de Ablação Térmica de Tumores Utilizando Termometria por Ressonância Magnética

 

PALAVRAS-CHAVES:

ABLACÃO TÉRMICA. ABLACÃO POR MICRO-ONDAS. ABLACÃO A LASER. ABLACÃO POR RADIOFREQUÊNCIA. MODELAGEM TÉRMICA. SOLUÇÃO HÍBRIDA. MÉTODOS ANALÍTICOS

PÁGINAS: 87
RESUMO:

Este trabalho apresenta o desenvolvimento, a implementação e a validação de modelos térmicos voltados para a reconstrução de campos de temperatura em procedimentos minimamente invasivos de ablação tumoral, incluindo ablação por micro-ondas (MWA), ablação a laser (LITT) e ablação por radiofrequência (RFA). A motivação surge da necessidade clínica de métodos de monitoramento de temperatura que sejam precisos e, ao
mesmo tempo, rápidos o suficiente para integração com a termometria por ressonância magnética (MRI). Embora técnicas experimentais atuais forneçam medições confiáveis, elas sofrem com atrasos na aquisição e ruídos, enquanto modelos computacionais podem complementar essas informações, oferecendo dados detalhados no espaço e no tempo. No entanto, a aplicação desses modelos em tempo real ainda é limitada pela complexidade física do procedimento. A primeira etapa do trabalho se apoia em soluções analíticas e híbridas da equação de bio-transferência de calor no domínio de Laplace, permitindo tratar de forma eficiente os termos dependentes do tempo. Soluções totalmente analíticas foram desenvolvidas para LITT e RFA, enquanto a MWA demandou uma abordagem híbrida, combinando uma fonte de calor analítica com discretização por diferenças finitas para capturar o decaimento não linear da energia das micro-ondas. Os modelos foram implementados em um domínio com resolução isotrópica de 1 mm, garantindo consistência entre as soluções contínuas e as medições experimentais. Para representar as zonas de ablação não esféricas observadas na prática, o modelo esférico foi adaptado para permitir perfis alongados sem comprometer a eficiência computacional. A validação experimental foi realizada ex vivo: MWA em fígado bovino e LITT/RFA em amostras de ágar com propriedades térmicas semelhantes às de tecidos biológicos. Os campos de temperatura simulados em 4D (3D + tempo) foram alinhados voxel a voxel com a termometria por MRI, utilizando a ferramenta Advanced Normalization Tools (ANTs). Os parâmetros das fontes de calor foram ajustados pela minimização do erro quadrático no espaço e no tempo entre simulação e experimento. Os resultados demonstraram alta precisão e eficiência: entre 83% e 98% dos voxels apresentaram erro quadrático médio normalizado inferior a 1°C, e o tempo de cálculo por execução ficou abaixo de 0,3 s, muito menor que o tempo de aquisição por MRI. Esses achados ressaltam o potencial dos modelos analíticos e híbridos como ferramentas complementares à termometria por MRI, permitindo reconstruções rápidas e confiáveis dos campos de temperatura. Embora a validação tenha sido limitada a experimentos ex vivo e amostras homogêneas, este trabalho estabelece uma base sólida para futuras aplicações in vivo, que deverão levar em conta perfusão, heterogeneidade tecidual e respostas fisiológicas dinâmicas. A próxima fase da pesquisa se concentrará no desenvolvimento de modelos mais complexos e realistas do ponto de vista fisiológico, aplicando técnicas de redução de modelo tanto aos modelos quanto aos dados experimentais. Isso permitirá manter a eficiência computacional mesmo em simulações mais detalhadas e em tecidos heterogêneos. Diferentemente da primeira fase, focada na estimação de parâmetros da fonte de calor, essas novas abordagens possibilitarão reconstruir diretamente o calor depositado, permitindo comparações sistemáticas de desempenho. Além de aprimorar o monitoramento intraoperatório e compensar perdas de dados causadas por artefatos de imagem, essa linha de pesquisa abre caminho para estratégias de
controle adaptativo em terapias ablativas.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 1512303 - SANDRO METREVELLE MARCONDES DE LIMA E SILVA
Interno - 2995714 - GUILHERME FERREIRA GOMES
Externo ao Programa - ***.000.000-** - Jean-Luc Battaglia - UBordeaux
Externo ao Programa - ***.000.000-** - Philippe Le Masson - UBS