NADIAtools: Nano Diagnostics and Automated Tools for Oncology
Analisi di parametri vitali per Multi Device Closed Loop Systems (MDCLS)
Ottimizzazione di protocolli di esame per imaging biomedicale con luce di sincrotrone
Analisi della connettività nei bambini affetti da ADHD
Analisi lineare e non lineare di Segnali Biomedicali nelle 24h
Piattaforma per l’Alimentazione Razionale e l’Integrazione Dati Elettromedicali PARIDE
Studio delle correlazioni tra neuroimaging funzionale, EEG e biomarkers liquorali nelle demenze
Valutazione cinematica e qualitativa della scrittura
Caratterizzazione della ventilazione percussiva ad alta frequenza (HFPV)
Valutazione delle nuove tecnologie impiegate nell’anestesia
aDBS – sviluppo di un sistema innovativo di adaptive Deep Brain Stimulation
Piattaforma eHealth per la medicina molecolare e la cura personalizzata del paziente (eHealth2patient)
OBIETTIVI
L’integrazione dei dati –omici all’interno della cartella clinica elettronica tradizionale presenta diverse sfide, alcune di carattere scientifico (legate alla ricognizione delle informazioni utili dal materiale biologico e soprattutto alla loro affidabilità), altre di carattere clinico (legate agli obiettivi della medicina personalizzata), altre ancora di carattere tecnico/tecnologico (legate alla standardizzazione dei dati, all’estrazione delle informazioni rilevanti e alla loro integrazione efficace nella cartella clinica elettronica). Il progetto si propone di studiare e progettare interface intermodulari che consentano a dati ottenuti mediante tecniche di sequenziamento e di spettrometria di poter essere elaborati da appositi software in modo da condurre alla formulazione di possibili percorsi metabolici e ipotesi diagnostiche da inserire nella cartella clinica del paziente che si sottopone a esami di tipo genomico e/o proteomico.
ATTIVITA’ DI RICERCA
L’attività di ricerca consiste nel progetto e sviluppo di un sistema in grado di integrare nella cartella clinica informatizzata i risultati delle elaborazioni di dati genomici e proteomici inseriti all’interno del sistema.
RISULTATI ATTESI
Realizzazione di una cartella clinica integrata con i dati –omici del paziente da utilizzare nella pratica clinica, direttamente interfacciata con gli strumenti di analisi cellulare e con programmi di analisi genomica e proteomica.
NADIAtools: Nano Diagnostics and Automated Tools for Oncology
OBIETTIVI
In ambito oncologico, la capacità di monitorare il dosaggio farmacologico in tempo reale ed in modo preciso e personalizzato per ogni paziente rappresenta un elemento di particolare criticità dal punto di vista clinico. Infatti, i farmaci utilizzati nella terapia di forme tumorali possono generare effetti tossici molto rilevanti, poiché presentano una finestra di concentrazione terapeutica efficace molto ristretta.
Il progetto si propone lo studio, la progettazione e la realizzazione di un sistema integrato per il monitoraggio in tempo reale della concentrazione farmacologica nel paziente sottoposto a chemioterapia e, attraverso l’elaborazione di tale dato, il calcolo della terapia personalizzata ottimale e la sua preparazione automatizzata.
ATTIVITA’ DI RICERCA
Sviluppo di un sistema di sensing tipo Point of Care capace di individuare e quantificare l’analita farmaco oggetto di studio in campioni di sangue provenienti da pazienti sotto regime di chemioterapia, di un sistema robotizzato per il dosaggio e la preparazione automatica dei farmaci chemioterapici integrato con il sistema PoC e definizione e ottimizzazione della piattaforma informatizzata a supporto del sistema.
RISULTATI ATTESI
Il risultato finale del progetto sarà un sistema integrato per la gestione delle terapie oncologiche, nel quale in contributo del DIA sarà focalizzato sullo sviluppo dello strumento di analisi dotato di biosensori, basati su nanotecnologie avanzate, utilizzabile direttamente al letto del paziente.
Analisi di parametri vitali per Multi Device Closed Loop Systems (MDCLS)
OBIETTIVI
Il progetto, nato in collaborazione col gruppo di ricerca in automazione del DIA, prevede l’impiego in ambito clinico di metodologie di machine learning al fine di realizzare un sistema di controllo, in anello chiuso, del tipo human-in-the-loop. La parte di progetto che insiste sul gruppo di Bioingegneria ha lo scopo di acquisire ed analizzare i dati provenienti da dispositivi medici quali monitor e infusori al fine di fornire informazioni sulle quali costruire un sistema decisionale complesso per coadiuvare i medici nella cura del paziente sottoposto ad infusione di farmaci.
ATTIVITÀ DI RICERCA
L’attività di ricerca è volta primariamente all’individuazione dei parametri più significativi per lo scenario considerato ed alla configurazione di protocolli strutturati e ben definiti in modo che gli operatori sanitari abbiano un controllo dei parametri clinici del paziente.
RISULTATI ATTESI
Sulla base dei valori acquisiti, il sistema di supporto decisionale sarà in grado di fornire suggerimenti agli operatori sanitari sulle azioni da compiere per gestire il paziente durante l’infusione dei farmaci.
Ottimizzazione di protocolli di esame per imaging biomedicale con luce di sincrotrone
OBIETTIVI
Il progetto, nato presso il Sincrotrone Elettra, viene sviluppato in collaborazione con l’Università di Trieste. Si tratta dell’applicazione della tecnica a contrasto di fase (già clinicamente sperimentata su immagini planari) alla tomografia al seno.
ATTIVITA’ DI RICERCA
Il progetto consiste nello studio dei parametri sperimentali e delle fasi di image processing, che influenzano la qualità delle immagini tomografiche, al fine di ottimizzarli così da estrarre quanto più possibile del contenuto diagnostico presente in esse.
RISULTATI ATTESI
Definire degli indici di qualità in grado di approssimare al meglio il giudizio diagnostico del radiologo. Definire, mediante l’uso di questi e di altri indici noti in letteratura, un protocollo di esame che garantisca l’ottenimento del miglior compromesso tra qualità dell’immagine (e quindi contenuto diagnostico) e dose di radiazione rilasciata al paziente.
Analisi della connettività nei bambini affetti da ADHD
OBIETTIVI
Da ricerche recenti è emerso che i fusi del sonno (chiamati anche complessi k) sono correlati al consolidamento della memoria. Essendo l’ADHD una malattia che porta i bambini ad essere iperattivi e disattenti, lo scopo dello studio è la valutazione della connettività cerebrale e della topologia della rete neurologica (seguendo la teria dei grafi) durante i fusi del sonno dei bambini affetti da ADHD rispetto ad un gruppo di controlli.
ATTIVITA’ DI RICERCA
L’attività consiste nell’applicazione di metodi di valutazione della connettività cerebrale durante gli spindle del sonno in bambini affetti da ADHD ricoverati presso l’IRCCS Burlo Garofolo di Trieste, rispetto ad un gruppo di controlli. L’analisi della connettività comprenderà la valutazione della topologia della rete utilizzando la teoria dei grafi.
RISULTATI ATTESI
Ci si aspetta di trovare differenze nella connettività tra i due gruppi dovuta alla patologia. È stato ipotizzato che i fusi abbiano una funzione di consolidamento della memoria, per cui ci si aspetta che durante tale evento la connettività dei controlli sia maggiore rispetto a quella degli ADHD. Inoltre, relativamente alla teoria dei grafi, ci si aspetta che i controlli abbiano una topologia di tipo Small-worldness di livello superiore rispetto agli ADHD indicando una maggiore capacità funzionale.
Analisi lineare e non lineare di Segnali Biomedicali nelle 24h
OBIETTIVI
L’obiettivo della ricerca è l’utilizzo di metodologie di analisi lineare e non lineare, basata sul caos deterministico, applicate a una serie di segnali biomedicali al fine di estrarre parametri caratteristici da utilizzare sia per la diagnostica clinica che per lo studio di base del funzionamento dei sistemi che li generano. Si prevede inoltre lo sviluppo di nuovi algoritmi per l'estrazione di ulteriori parametri. La pressione arteriosa e la variabilità cardiaca rappresentano due segnali rilevanti dal punto di vista clinico in quanto permettono di fornire una visione del quadro di salute del paziente mediante metodologie non invasive, economiche e semplici da utilizzare.
ATTIVITÀ DI RICERCA
Il progetto prevede l’applicazione delle metodologie allo studio dell’andamento circadiano sia della variabilità cardiaca (Hearth Rate Variability), a partire da ECG acquisiti nelle 24h mediante holter cardiaco, che della pressione arteriosa, anch’essa acquisita mediante holter pressorio.
I dati vengono forniti da collaborazioni con strutture ospedaliere di cardiologia e geriatria e con i medici di base.
RISULTATI ATTESI
Comprensione del funzionamento del sistema di controllo cardiovascolare al fine di individuare nuove metodiche diagnostiche di patologie cardiache e del sistema di controllo pressorio al fine di identificare il rischio neurologico connesso all’ipotensione.
Piattaforma per l’Alimentazione Razionale e l’Integrazione Dati Elettromedicali PARIDE
OBIETTIVI
Negli ultimi anni, i progressi nel settore dell’ICT e dell’IoT, hanno aperto nuove frontiere verso lo sviluppo dei servizi innovativi per la tele-assistenza e l’autogestione dei pazienti affetti da malattie croniche. Le tecnologie mobile sono in grado di supportare la riprogettazione dell’assistenza sanitaria sulla base di programmi di gestione delle malattie e dei modelli di cura integrata. L’obiettivo del progetto PARIDE è lo sviluppo della piataforma e-Health per l’alimentazione razionale e l’Integrazione di dati elettromedicali
ATTIVITA’ DI RICERCA
Il programma di ricerca inserito nel progetto PARIDE prevede lo studio e la realizzazione, partendo dall’impiego di tecnologie innovative nel settore dell’ICT e dell’IoT, di un accurato e affidabile sistema per il rilevamento, trasmissione ed elaborazione dei dati e segnali biomedici attraverso piattaforma mobile.
RISULTATI ATTESI
Creare una piattaforma per la tele-assistenza e supporto all’autogestione dei pazienti cronici (BPCO, diabete, ipertensione).
OBIETTIVI
Un accurato monitoraggio insieme ad un efficiente self-management del paziente cronico è importante sia per limitare il progresso della malattia sia per diminuire il rischio di episodi acuti. L’obiettivo del presente progetto è lo sviluppo di un sistema per il supporto del self-management del paziente diabetico. Nello specifico, il progetto si propone di sviluppare un sistema basato su tecnologie mobile e su metodologie e modelli predittivi per il supporto alla decisione, in grado sia di soddisfare la necessità di raccolta di dati biomedici, di dati relativi alla nutrizione e all’attività fisica sia di aiutare il paziente nelle sue scelte.
ATTIVITA’ DI RICERCA
L’attività di ricerca è focalizzata sulla validazione e miglioramento dei modelli predittivi per l’autogestione del paziente diabetico e allo sviluppo delle soluzione mobile per il self-management del paziente, ed in particolare per la prevenzione dell'ipoglicemia da sforzo nel paziente affetto dal diabete di tipo 1.
RISULTATI ATTESI
Sviluppo di un sistema mobile per il supporto del self-management del paziente diabetico.
Studio delle correlazioni tra neuroimaging funzionale, EEG e biomarkers liquorali nelle demenze
OBIETTIVI
La diagnosi precoce della malattia di Alzheimer risulta fondamentale sia per trattare alcuni sintomi della malattia con le strategie terapeutiche attualmente disponibili, sia in prospettiva dell’individuazione di terapie specifiche che solo se attuate in fase precoce potrebbero modificare il decorso della malattia. Obiettivo del progetto, in collaborazione con la Clinica Neurologica di ASUITs, è sviluppare nuovi strumenti ed algoritmi da impiegare al fine di una migliore diagnostica precoce nell’ambito della malattia di Alzheimer.
ATTIVITA’ DI RICERCA
L’attività di ricerca è focalizzata sull’analisi congiunta dei segnali neurofisiologici (EEG), bioimmagini, ottenute mediante le nuove tecniche di neuroimaging funzionale (fMRI, SPECT), e biomarkers liquorali per lo sviluppo di nuovi strumenti e algoritmi da impiegare in ambito clinico al fine di una diagnostica precoce della malattia di Alzheimer.
RISULTATI ATTESI
Sviluppo e validazione degli strumenti non invasivi e accessibili che consentiranno una migliore classificazione delle fasi iniziali di decadimento cognitivo.
Valutazione cinematica e qualitativa della scrittura
OBIETTIVI
La disgrafia, dovuta ad un cattivo apprendimento degli atti motori necessari per scrivere, rappresenta un problema per molti studenti delle scuole primarie e secondarie che sono costretti a ricorrere ai servizi sanitari per effettuare la riabilitazione. D’altra parte lo studio cinematico della scrittura si è rilevato un ottimo strumento per estrarre parametri legati agli atti motori. Pertanto gli obiettivi del progetto riguardano l’Identificazione di parametri cinematici caratterizzanti la scrittura.e come essi si modificano in soggetti disgrafci e durante l’apprendimento della scrittura in corsivo. Ciò permetterà di valutare sia i processi di riabilitazione nei disgrafici che gli effetti legati a differenti tecniche di apprendimento utilizzate nelle scuole consentendo di modellizzare il processo di scrittura .
ATTIVITA’ DI RICERCA
L’attivià, svolta in collaborazione con la Neuropsichiatria dell’IRCCS Burlo Garofolo e con l’ULSS7 di Conegliano, consiste nell’identificazione dei parametri cinematici a partire dalla scrittura su tavoltta grafica, nell’associare tali parametri alla qualità della scrittura e alle caratteristiche degli atti motori al.fine di sviluppare un sistema utilizzabile per la valutazione della qualità della scrittura
RISULTATI ATTESI
Realizzazione di un sistema per l’identificazione precoce della disgrafia e per la valutazione della qualità della scrittura.
FINANZIAMENTO
Autofianziamento.
OBIETTIVI
In Italia l’ictus è la terza causa di morte e rappresenta la prima causa di invalidità. Ogni anno si verificano in Italia circa 196.000 ictus, di cui il 20% sono recidive. L’obiettivo del progetto è lo studio dell’ictus ischemico nella fase iperacuta e lo sviluppo di tools diagnostici, prognostici e di monitoraggio del paziente nella fase acuta.
ATTIVITA’ DI RICERCA
L’attività di ricerca è centrata sull’analisi dei segnali EEG e delle immagini perfusionali (CT perfusion) nella fase iperacuta dell’ictus ischemico per lo studio dell’ictus nella fase iperacuta, durante la terapia di ricanalizzazione e nella fase riabilitativa.
RISULTATI ATTESI
Sviluppo e validazione dli strumenti non invasivi e accessibili che consentiranno un migliore monitoraggio del paziente nella fase acuta dell’ictus.
FINANZIAMENTO
Autofinanziamento
Caratterizzazione della ventilazione percussiva ad alta frequenza (HFPV)
OBIETTIVI
La ventilazione percussiva ad alta frequenza si è dimostrata molto efficace nel trattamento di diverse malattie polmonari e pazienti con grave compromissione dello scambio gassoso. Tuttavia è scarsamente utilizzata a causa dell’assenza di informazioni per il monitoraggio completo del paziente. Obiettivo del progetto, condotto in collaborazione col reparto di Anestesia e Riabilitazione di ASUITs, è lo sviluppo di un sistema per il monitoraggio completo ed un sistema di supporto alle decisioni entrambi basati sulle misure e l’elaborazione dei segnali respiratori, la stima dei parametri visco-elastici polmonari e la stima della caduta della pressione dovuta al tubo endotracheale.
ATTIVITA’ DI RICERCA
L’attività di ricerca è dedicata allo sviluppo di nuovi dispositivi e metodi per il monitoraggio e l’impostazione della ventilazione ad alta frequenza (HFPV).
RISULTATI ATTESI
Sviluppo di dispositivi, sistemi e metodi per ottimizzare il trattamento dei pazienti sottoposti alla ventilazione artificiale, per renderla più efficacie e più sicura.
Valutazione delle nuove tecnologie impiegate nell’anestesia
OBIETTIVI
Valutazione e test di sistemi e dispositivi utilizzati in anestesia per rendere il loro utilizzo più efficacie e più sicuro. In particolare questo progetto è focalizzato sui nuovi ventilatori che erogano anestesia a bassi flussi e sui sistemi per il monitoraggio della profondità di anestesia.
ATTIVITA’ DI RICERCA
L’attività di ricerca, svolta in collaborazione col reparto di Anestesia e Rianimazione di ASUITs, è incentrata sull’analisi dei segnali e dei dati raccolti in vitro, su simulatori polmonari, e in vivo, su soggetti sottoposti a ventilazione o anestesia, per la valutazione delle nuove tecnologie presenti nelle sale operatorie.
RISULTATI ATTESI
Identificazione di parametri caratterizzanti i sistemi di ventilazione e l’andamento della profondità dell’anestesia e proposta di un loro inserimento all’interno degli attuali sistemi utilizzati in sala operatoria al fine di migliorare la fase di ventilazione artificiale ed il monitoraggio dell’anestesia.
OBIETTIVI
La Malattia di Parkinson (MP) con il suo decorso cronico, la sua lunga durata e la sua alta prevalenza grava con alti costi sul Sistema Sanitario Nazionale. La stimolazione cerebrale profonda (DBS) consiste nell’impianto chirurgico di elettrodi stimolanti in strutture cerebrali profonde. Il progetto si propone di creare un sistema tecnologico di telemonitoraggio per il supporto nella cura a casa dei pazienti con impianto di DBS, rivolto ai familiari e ai caregiver, al fine di migliorare la qualità della vita dei pazienti DBS attraverso il supporto dei familiari/caregiver, permettere il monitoraggio continuo dei pazienti, fornire allarmi a specialisti e familiari in caso di peggioramento del paziente e riprogrammare al bisogno i parametri di stimolazione e la terapia.
ATTIVITA’ DI RICERCA
Il progetto consiste nello sviluppo di un sistema integrato che comprende un sensore indossabile, un sistema di cartella clinica informatizzata, un sistema di workflow management e una app per il paziente
RISULTATI ATTESI
Il sistema verrà utilizzato durante una sperimentazione con pazienti per il monitoraggio di pazienti impiantati con un sistema DBS innovativo, in modo da poter essere poi fornito come strumento di supporto nella pratca clinica.
OBIETTIVI
Il progetto, che nasce da una collaborazione dell’Università di Trieste con IBM, nell’ambito del IBM Academy program, si propone di sperimentare le potenzialità della tecnologia IBM Watson, di acquisire le conoscenze necessarie allo sviluppo di sistemi di supporto alla decisione clinica basati su cognitive computing e di costruire un primo prototipo di sistema di supporto alla decisione in grado di interagire in linguaggio naturale per la diagnosi di disordini temporomandibolari.
ATTIVITA’ DI RICERCA
Il progetto consiste in una prima fase di catalogazione e test dei diversi servizi Watson e poi in una fase di addestramento del sistema nell’ambito dei dirìsordini temporomandibolari. Infine, verrà sviluppata e testata una prima versione dell’applicazione per il supporto alla decisione.
RISULTATI ATTESI
Creare un livello di conoscenza adeguato ad utilizzare efficacemente il sistema IBM Watson per lo sviluppo di applicazioni in biomedicina, con particolare attenzione per il supporto alla decisione, soprattutto nei casi in cui l’evidenza scientifica sia molto ampia e difficilmente sintetizzabile
aDBS – sviluppo di un sistema innovativo di adaptive Deep Brain Stimulation
OBIETTIVI
La stimolazione cerebrale profonda (deep brain stimulation, DBS), pur essendo un trattamento consolidato per la malattia di Parkinson, non controlla completamente le fluttuazioni tipiche della patologia, impedendo ai pazienti lo svolgimento delle più semplici attività quotidiane. Questo progetto si propone di sviluppare un sistema innovativo di DBS adattativa in grado di modificare I parametri di stmolazione in base allo stato clinico del paziente, a partire dall’interpretazione dei segnali neuronali registrati dallo stesso elettrodo di stimolazione
ATTIVITA’ DI RICERCA
Il progetto consiste nello sviluppo e sperimentazione di un dispositivo per aDBS, in una prima fase esterno e, in una seconda fase, impiantabile.
RISULTATI ATTESI
Dopo la fase di sperimentazione, il dispositivo verrà certificato e impiantato in alcuni centri specializzati