Descrizione del modulo "Strumentazione per diagnostica avanzata e applicazioni cliniche (ME.P06.015.001)"

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  • Descrizione del modulo "Strumentazione per diagnostica avanzata e applicazioni cliniche (ME.P06.015.001)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • Strumentazione medicale per diagnostica clinica e chirurgia radioguidata. Sistemi meccanici di allineamento, di movimentazione e rotazione per studi di imaging con alta precisione. Sviluppo di dispositivi dedicati per lo studio di imaging ad alta risoluzione di prostata e mammella. Studi avanzati per la realizzazione di apparati per diagnostica con importante impatto sulla prevenzione e sulla diagnosi precoce di tumori. Studio del segnale biomedici su paziente per il monitoraggio clinico dei parametri funzionali. Analisi dei controlli dell'Azienda SELEX, per la valutazione di metodologie trasferibili sia alle tecnologie utilizzate nei settori industriali e di vita, che prevedono l'impiego di particolari tipologie di sorgenti, sia alle tecnologie i altamente innovative che si utilizzano nel settore medico. Messa a punto di protocolli di misura per valutazione di metodologie di controllo mirate al un efficace programma di garanzia della qualità della Azienda. (literal)
Tematiche di ricerca
  • Le principali tematiche riguardano lo sviluppo di un primo prototipo di mini gamma camera compatta delle dimensioni fisiche di uno smartphone con la possibilità di essere alimentato cin una batteria di un telefono cellulare. E' stato messo a punto un prototipo di una nuova sonda scintigrafica da utilizzare nella chirurgia radioguidata, in grado di guidare il chirurgo nella direzione in cui è posizionata la lesione per procedere alla sua escissione. Sono proseguite inoltre delle fasi di simulazione la messa a punto di alcuni innovativi metodi applicabili all'imaging scintigrafico in indagini PET e SPECT. In particolare è stato completato il primo prototipo utilizzante la tecnica di super risoluzione che è stato sperimentato su piccoli animali da laboratorio.. Sono iniziati studi su nuove tipologie di dispositivi opto-elettronici (fototubi al silicio SiPM) con cui sono stati realizzati dei primi prototipi di gamma camere portatili di basso peso. Sta per essere messo a punto uno studio di PET verticale che potrà contare su alcune innovazioni in grado di rendere le apparecchiature più rapide nella acquisizione delle immagini ad alto contrasto. (literal)
Competenze
  • Studio e progettazione di rivelatori a fototubi sensibili alla posizione, studio cristalli di scintillazione, nuovi metodi sperimentali e metodiche sulla super risoluzione spaziale, test di laboratorio, nuove metodiche di lettura dei cristalli di luce per realizzare gamma camere di larga area, multi imaging realizzato con diversi piani di cristalli di scintillazione. Metodi di simulazione con tecnica MonteCarlo per lo studio di analisi dei risultati sperimentali. Progettazione di nuovi dispositivi avanzati per imaging scintigrafici PET/SPECT, stesura di nuovi brevetti ed assistenza alla progettazione di prototipi sperimentali. Studio dell'imaging scintigrafico su piccoli animali, sviluppo di nuove tecniche di miglioramento per l'analisi dei segnali, nuovo prototipo di macchina a super risoluzione spaziale, sviluppo di nuove metodiche in applicazioni mediche. Sperimentazione dei prototipi su paziente ed analisi dei risultati sperimentali. Assistenza allo svolgimento di Tesi di laurea specialistica in Ingegneria Biomedica, Ingegneria Elettronica. Strumentazione biomedica, analisi segnali biomedici, misure di spettroscopia di impedenza in ambito biomedico. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • Si segnala il rilevante interesse per alcuni brevetti che possono avere importanti ricadute in ambito industriale. Oltre a 5 brevetti già concessi in alla Li-tech SpA, altre 3 brevetti (già concessi in U.S.A.) sono all'attenzione di alcune. Li-tech già produce dispositivi portatili e sta potenziando le sue strategie di marketing. I recenti brevetti depositati nel 2012, riguardanti lo sviluppo di una sonda scintigrafica direzionale per la chirurgia radio-guidata e una mini gamma camera di piccolo campo con nuovi dispositivi opto-elettronici (SiPM), sono attualmente in fase di contrattazione con alcune Aziende interessate all'innovazione di prodotti. Altro elemento di innovazione riguarda lo studio per la misura del prelievo ed analisi di segnali biomedici su paziente, con l'Azienda WHT. E' iniziato uno studio per la valutazione dei risultati che comportano una certificazione di qualità degli apparati radar prodotti e commercializzati dall'azienda partner SELEX, contribuendo così a diffondere la garanzia di qualità del prodotto in Italia ed all'estero. (literal)
Tecnologie
  • Tecniche di simulazione Montecarlo per lo studio previsionale dei dispositivi progettati e degli esperimenti programmati. Simulazione delle tecniche di super risoluzione (metodo brevettato) applicate ai metodi sperimentali su fantocci Derenzo per il calcolo della risoluzione spaziale. Metodi di taratura della strumentazione e verifica dei segnali elettronici. Sviluppo di modelli teorici per la valutazione delle prestazioni delle apparecchiature. Modelli matematici di simulazione della risposta di nuovi fototubi, modelli di previsione della risposta e progettazione di elettronica idonea. Metodo di calcolo su modellazione della distribuzione di radio-farmaci per terapia radio-metabolica. Modelli per progettazione di spettroscopia ad impedenza. (literal)
Obiettivi
  • Studio e realizzazione di prototipi di ricerca utilizzabili in medicina per la diagnostica scintigrafica e nello studio su piccoli animali per la sperimentazione di nuovi radiofarmaci innovativi nella cura e diagnosi di tumori. Aumentare le competenze nell'imaging scintigrafico, in modo da costituire un riferimento per le imprese industriali di settore, in grado di accrescere il proprio ruolo nello sviluppo di dispositivi innovativi. Aumentare la qualità ed il numero dei brevetti da trasferire all'industria, in modo da attrarre risorse nella ricerca e costituire un riferimento nella progettazione di strumentazione scintigrafica nella diagnostica oncologica. Messa a punto metodi di valutazione per la stima preventiva di prove e risultati ottenibili, minimizzando i costi, mediante modelli fisici perfezionati in grado di ricostruire processi di interazione di particelle, processi ottici e processi di valutazione della risposta di segnali elettrici. Sviluppo di simulazioni dei processi. Aumentare la produttività scientifica, aumentare le esperienze di specializzandi e laureandi che frequentano il laboratorio, in grado di essere assorbiti successivamente nell'industria di settore. (literal)
Stato dell'arte
  • Le attività di ricerca nel settore dell'imaging scintigrafico offrono forti ricadute nel settore industriale. Le metodiche già studiate aprono la strada a nuovi interessanti applicazioni da brevettare (almeno 2 nuovi brevetti nel 2014). In particolare è prevista una attività industriale per probe scintigrafici da utilizzare in campo chirurgico. Proseguono le attività di sviluppo per il coinvolgimento industriale di una nuova apparecchiatura SPECT-PET a geometria verticale che potrà sfruttare buona parte delle tecnologie già messe a punto. Sono in corso di definizione gli accordi con alcune importanti Aziende italiane che hanno manifestato interesse al prosieguo della ricerca e messa a punto dei primi prototipi. E' stata completata la fase di ricerca insieme alla WHT (Woman Health Technology ) azienda di spin off del Campus Biomedico di Roma, circa l'integrazione e studio dei segnali biomedici provenienti da diverse tipologie di apparecchiature destinate al controllo dei dati in diagnostica prenatale. Le sinergie col sistema industriale rappresentano un elemento di integrazione nel trasferimento tecnologico, frutto del lavoro sperimentale basato sulle ricerche condotte in Istituto (literal)
Tecniche di indagine
  • Studi su paziente e phantom di laboratorio. Progettazione di particolari fantocci di taratura e messa a punto delle risposte ottenute con metodi di simulazione MonteCarlo (GEANT e GATE code). Sistemi elettronici di misura per nuove tecniche di raccolta della luce di scintillazione di cristalli, tecniche di simulazione di metodologie di ottica applicata ai sistemi di scintillazione. Nuovo sistema di misura per misure di super risoluzione su piccoli animali. Metodi e strumentazione per la misura di spettroscopia ad impedenza in vivo (100-60.000 Hz) - Test antropometrici su HAIFU Si sta svolgendo un lavoro di approfondimento sulla attrezzatura HAIFU fornita dall'Azienda che si occupa di distribuzione. - Test di laboratorio sul sistema Valblock (modulo) (literal)
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