DESENVOLVIMENTO DE FERRAMENTA COMPUTACIONAL PARA ANLISE PARAMTRICA DA

DESENVOLVIMENTO DE FERRAMENTA COMPUTACIONAL PARA ANÁLISE PARAMÉTRICA DA INFLUÊNCIA DA POSIÇÃO E DO TAMANHO DO TUMOR DE MAMA EM PERFIS DE TEMPERATURA Autores : Ladjane Coelho dos Santos Luciete Alves Bezerra Thiago Leite Rolim Paulo Roberto Maciel Lyra Marcus Costa de Araújo Ewerton Diego Castro Silva Aura Conci Rita de Cássia Fernandes de Lima

INTRODUÇÃO n Câncer de Mama n Termografia n Utilização do Fantoma na Medicina n Máquina de Medição de Coordenadas n Ferramentas Computacionais

ESTÁGIOS DO C NCER Iniciação promoção progressão

C NCER DE MAMA Carcinoma Nódulos mamários Cisto Fibroadenoma n Segunda causa de mortalidade de mulheres no Brasil. n Segundo o INCA cerca de 22% dos casos novos de câncer em mulheres é de câncer de mama. n O câncer de mama é relativamente fácil. um câncer de diagnóstico

TERMOGRAFIA Câmera de infravermelho mede a quantidade de calor emitido por um corpo, na faixa do infravermelho. Aplicações em vários setores: - Construção Civil - Medicina Campanário da Igreja do Carmo Olinda

TERMOGRAFIA n Termografia + Exames Tradicionais = Aumento da sensibilidade 95% a 98%. n Indolor e sem contato físico.

TERMOGRAFIA

UTILIZAÇÃO DE FANTOMA NA MEDICINA n Monitoramento das radiações na terapia médica; n Melhorar a qualidade da imagem da mamografia; n Construção de uma geometria tridimensional.

MÁQUINA DE MEDIÇÃO DE COORDENADAS (MMC) n Instrumentos muito versáteis usados para medir características dimensionais de peças mecânicas.

CONSTRUÇÃO DA GEOMETRIA Aquisição dos Pontos GAMBIT

MÁQUINA DE MEDIÇÃO DE COORDENADAS (MMC) Profissionais capacitados. Máquina devidamente calibrada. Condições ambientais adequadas.

MODELAGEM MATEMÁTICA Equação de Condução de Calor

MODELAGEM COMPUTACIONAL FLUENT Pré-processamento Modelo Gerador de malha Pós-processamento Solver Equações Resolvidas

PARAMETRICA Leitura do arquivo journal Leitura do arquivo neutral Definições das variáveis Verificação dos da geometria Leitura do arquivo parametros Parametros. in (Read. Param) Posição ou tamanho não permitidos Fim 1

PARAMETRICA 1 Posição ou tamanho permitidos Criação de Diretório e subdiretório Substituição dos marcadores (Process. File) GAMBIT FLUENT Perfil de temperatura da superfície mama obtidas pelo FLUENT Armazena os arquivos de interesse e apaga os demais Fim

MODELO BIDIMENSIONAL E TRIDIMENSIONAL PROPRIEDADES TERMOFÍSICAS Tecido k (W/m°C) (kg/m³) c (J/kg°C) (s-1) Qm(W/m 3) Normal (Glandular) 0, 480 1080 3000 0, 00018 450 Tumor Maligno 0, 480 1080 3500 0, 009 (c) 5790

ESTUDO DE CONVERGÊNCIA n Bidimensional Malha Nós Temperatura (º C) 1 355 37, 144 2 478 37, 145 3 942 37, 147 n Não-estruturada n Triangular n 478 nós n 868 elementos n 1345 faces

ESTUDO PARAMÉTRICO BIDIMENSIONAL Caso 1 Tamanho Caso 2 Caso Analisado Raio (cm) Temperatura (º C) 1 1 36, 69 2 3 37, 14

BIDIMENSIONAL Posição CASO 1 CASO 2 Caso Analisado Posição Temperatura (º C) 1 (1 cm, 1 cm) 36, 74 2 (2 cm, 2 cm) 36, 77

CONSTRUÇÃO DA GEOMETRIA Aquisição dos Pontos GAMBIT

ESTUDO DE CONVERGÊNCIA n Tridimensional Malha Nós Temperatura (ºC) Tempo de processamento (min) 1 17334 36, 37 8 2 23670 36, 41 11 3 34068 36, 43 16 n Não-estruturada n Tetraédrica n 23670 nós n 277317 elementos n 138023 faces

MODELO TRIDIMENSIONAL Tamanho Caso 1 Caso 2 Caso Analisado Raio Caso 3 Temperatura (º C) 1 2, 0 cm 34, 65 2 1, 5 cm 32, 71 3 1, 0 cm 31, 72

MODELO TRIDIMENSIONAL Posição Caso 1 Caso 2 Caso 3 Caso Analisado Posição Temperatura (º C) 1 (0 cm, -1, 5 cm) 34, 16 2 (0 cm, -2, 0 cm) 32, 99 3 (0 cm, -3, 0 cm) 31, 72

PERFIL DE TEMPERATURA PARA ALGUNS RAIOS ANÁLISE PARAMÉTRICA 34, 5 Raio 17 mm T E M P E R A T U R A (ºC) 34 Raio 14 mm 33, 5 Raio 11 mm Raio 8 mm Raio 5 mm 33 32, 5 32 31, 5 31 30, 5 30 -40 -35 -30 z (mm) -25 -20

Mama de um fantoma dotado de uma fonte de calor PROPRIEDADES TERMOFÍSICAS Material k (W/m°C) (kg/m³) c (J/kg°C) Borracha de Silicone 0, 21 970 65, 68 Tungstênio 132 174 19250 Ar 0, 0242 1006, 43 1, 225

Mama de um fantoma dotado de uma fonte de calor Geometria e Malha n Não-estruturada n Tetraédrica n 7855 nós n 42481 elementos n 85970 faces

TERMOGRAMA X SIMULAÇÃO Temperatura máxima 53, 3 ºC Temperatura máxima 55, 1 ºC Erro = 3, 26%

TERMOGRAMA X SIMULAÇÃO Temperatura máxima 55, 8 ºC Erro = 1, 25% Temperatura máxima 55, 1 ºC

MODELO TRIDIMENSIONAL DE UMA MAMA ( FANTOMA DOTADO DE UMA FONTE DE CALOR) Posição Caso 2 Caso 1 Caso 3 Caso Analisado Posição Temperatura máxima (ºC) 1 (2 cm, 4 cm, -3 cm) 55, 11 2 (2 cm, 4 cm, -4 cm) 45, 26 3 (2 cm, 4 cm, -5 cm) 40, 46

MODELO TRIDIMENSIONAL DE UMA MAMA ( FANTOMA DOTADO DE UMA FONTE DE CALOR) Tamanho Caso 1 Caso 2 Caso Analisado Raio Temperatura (º C) 1 1, 3 cm 45, 26 2 1, 5 cm 43, 4 3 1, 8 cm 43, 0 Caso 3

CONCLUSÕES n O programa PARAMETRICA desenvolvido na plataforma Matlab foi capaz de gerenciar um programa CFD (FLUENT) e seu gerador de malha (GAMBIT), tanto na sua execução quanto na eliminação de arquivos que não eram de interesse. n À medida que o tumor simulado foi diminuindo ou se afastando da superfície da mama, a imagem obtida através da simulação foi desaparecendo na superfície da mama.

AGRADECIMENTOS n CAPES - Projeto PE 021/2008 PROENG. n CNPq