Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10923/12294
Type: masterThesis
Title: Desenvolvimento e validação de aplicativo para otimização do posicionamento de eletrodos na técnica de eletroquimioterapia
Author(s): Silva, Luísa Endres Ribeiro da
Advisor: Silva, Ana Maria Marques da
Azevedo, Dario Francisco Guimarães de
Publisher: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
Graduate Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Issue Date: 2018
Keywords: MEDICINA - APARELHOS E INSTRUMENTOS - COMPUTADORES
ENGENHARIA DE SOFTWARE
ENGENHARIA BIOMÉDICA
ENGENHARIA ELÉTRICA
Abstract: A eletroquimioterapia é uma técnica para o tratamento local de tumores, baseada na aplicação de pulsos elétricos curtos e intensos em um tecido alvo, em conjunto com fármacos, de forma a potencializar seu efeito. Entretanto, o sucesso desta terapia está intimamente ligado à distribuição do campo elétrico, que por sua vez, depende de características tais como o tipo de eletrodos utilizados, a quantidade, o arranjo e a distância entre os mesmos, bem como pela resistividade elétrica dos tecidos envolvidos. Este trabalho teve como objetivo desenvolver um software de aplicação para a otimização do posicionamento dos principais tipos de configuração de eletrodos de agulha mais comuns para a aplicação da eletroquimioterapia. Na construção do software de aplicação, foram utilizados os recursos fornecidos pelo software MATLAB®. Os modelos matemáticos e cálculos analíticos, utilizados em Čorovič (2010) foram incorporados no programa para o cálculo da distribuição do campo elétrico entre os eletrodos, bem como na região de interesse. De acordo com esta metodologia, a intensidade e distribuição do campo elétrico gerado através das diversas disposições dos eletrodos são estimadas pela resolução da Equação de Laplace, considerando o potencial elétrico como uma soma dos multipolos de todos os eletrodos, em um meio homogêneo. Foi criada uma função de otimização para orientar a aplicação da eletroquimioterapia, que determina a melhor opção disponível entre todas as configurações geradas pela variação das distâncias entre os eletrodos e orientações.Para avaliação do aplicativo, denominado ApOtEl, utilizaram-se o roteiro da ABNT NBR ISO/IEC 14598-6 (2004) e o modelo de qualidade descrito na norma ISO/IEC 25010 (2010). A validação foi realizada por 10 profissionais da área da saúde (2 veterinários, 3 enfermeiros e 5 médicos). Na avaliação dos profissionais, as características adequação funcional, confiabilidade e eficiência de desempenho obtiveram 100% das respostas de acordo. A usabilidade foi aprovada por 98,18% dos participantes, a compatibilidade por 85,71% e a segurança por 60%. O ApOtEl foi aprovado em mais de 80% das respostas em todas as categorias avaliadas, com exceção da segurança. Entretanto, tal resultado já era esperado, visto que o aplicativo não apresenta nenhum tipo de dado sigiloso e, portanto, não foi projetado com senha de acesso ou qualquer tipo de bloqueio. O presente estudo comprovou que o aplicativo ApOtEl atende as necessidades de um software de aplicação para eletroquimioterapia de tumores cutâneos superficiais, proporcionando uma ferramenta de auxílio prática e acessível, podendo ser utilizada tanto para o planejamento de aplicações da técnica, como para o treinamento de pessoal.
Electrochemotherapy is a technique for the local treatment of tumors, based on the application of short and intense electrical pulses in a target tissue, along with chemotherapeutics, in order to potentiate its effect. However, the success of this therapy is closely linked to the electric field distribution, which in turn depends on characteristics such as type, number, arrangement and distance between electrodes, as well as the tissues electrical resistivity. This study has the aim to develop a software application for the positioning optimization of the main types of needle electrodes configurations for the application of electrochemotherapy. In the construction of the software application, the resources provided by MATLAB® were used. The mathematical models and analytical calculations used in Čorovič (2010) were incorporated in the program to calculate the electric field distribution between electrodes, as well as in the region of interest. According to this methodology, the intensity and electric field distribution generated by the various electrode arrangements are estimated by the Laplace Equation, considering the electric potential as a sum of the multipole of all the electrodes in a homogeneous medium. An optimization function was created to orientate the electrochemotherapy application, and the best option available in all configurations generated by the distance variations between electrodes and positioning orientations was determined.For its evaluation, the ABNT NBR ISO/IEC 14598-6 (2004) roadmap and the quality model described in ISO/IEC 25010 (2010) were used. The validation of the software application, named ApOtEl, was performed by 10 health professionals (2 veterinarians, 3 nurses and 5 physicians). In the evaluation of the professionals, the characteristics functional adequacy, reliability and performance efficiency obtained 100% of positive answers. Usability was approved by 98.18% of the participants, compatibility by 85.71%, and security by 60%. ApOtEl was approved with more than 80% in all categories, except safety. However, such outcome was already expected, since the application does not present any kind of sensitive data and therefore was not designed with a password or any type of security lock. The present study proved that ApOtEl meets the needs of electrochemotherapy application for superficial cutaneous tumors, providing a practical and accessible assistance tool that can be used both for the planning of applications with this technique and for personnel training.
URI: http://hdl.handle.net/10923/12294
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