AUTORE PRINCIPALE
Paolo Poggi

AFFILIAZIONE
Istituti Clinici Scientifici Maugeri

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GRUPPO DI LAVORO
Paolo Poggi – Istituti Clinici Scientifici Maugeri, Lombardia
Silvia D’Acquisto – LAIFE REPLY, Lombardia
Luca Foti – LAIFE REPLY, Lombardia
Roberto Virgoli – LAIFE REPLY, Lombardia
Nicolas Draghetti – LAIFE REPLY, Lombardia
Roberto Dell’Oro – LAIFE REPLY, Lombardia

AREA TEMATICA
Sviluppo di tecnologie e dispositivi per la salute

ABSTRACT

X-RAIS è uno strumento AI di analisi di immagini medicali basato su reti neurali. Con certificazione medicale di classe IIa (per dispositivi medicali a supporto della diagnosi) in corso di definizione X-RAIS affianca il medico come un assistente cognitivo nella fase di refertazione suggerendo in modo automatico aree sospette e relativa classificazione con l’obiettivo di ridurre il numero di diagnosi errate e migliorare l’efficienza dell’intero processo diagnostico. Ad oggi X-RAIS è specializzato nella lettura clinica di mammografie ed è alla ricerca di nuove aree in cui specializzarsi.

La piattaforma si integra nei diversi PACS e si inserisce nel normale processo operativo del medico radiologo.

A valle di ogni esame mammografico le immagini digitali in formato DICOM vengono inoltrate sul cloud Azure di Microsoft dove X-RAIS opera: determina il livello di densità della mammella così da filtrare i casi troppo densi e consigliare esami ulteriori; in base alla densità determinata declina le proprie reti neurali per evidenziare le aree sospette (localizzazione) e per ogni anomalia presentare un’indicazione che caratterizza la lesione (classificazione) conforme allo standard ACR BI-RADS.

Grazie alla determinazione del livello di densità e all’individuazione di aree positive nel seno X-RAIS può organizzare efficacemente il workflow operativo nella refertazione con particolari benefici nei processi di screening. Inoltre ad ogni nuova richiesta di refertazione su PACS sono mostrati in modo automatico i risultati di elaborazione di X-RAIS; nello specifico una mappa viene sovrapposta all’immagine DICOM visualizzata dai radiologi contenente le anomalie rilevate e la loro caratterizzazione.

Il modello di Deep Learning è stato sottoposto ad un percorso di training attraverso l’analisi reiterata di decine di migliaia di immagini mammografiche processate con tecniche avanzate di Radiomica (nello specifico texture analysis) generando una base di conoscenza su cui si basano gli algoritmi AI utilizzati.

 

 

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AUTORE PRINCIPALE
Luigi Pavone

AFFILIAZIONE
INM IRCCS Neuromed

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GRUPPO DI LAVORO
Luigi Pavone – INM IRCCS Neuromed, Molise
Slavianka Moyanova – INM IRCCS Neuromed, Via Atinense 18 Pozzilli (IS)
Fabio Sebastiano – INM IRCCS Neuromed, Via Atinense 18 Pozzilli (IS)

AREA TEMATICA
Sviluppo di tecnologie e dispositivi per la salute

ABSTRACT

L’utilizzo di dispositivi impiantabili in cronico nel cervello per il monitoraggio il controllo ed il trattamento di malattie neurodegenerative rappresenta una delle sfide più affascinanti nel campo delle neuroscienze. Disporre di dispositivi impiantabili in cronico nel cervello infatti consentirebbe di fornire uno strumento fondamentale per applicazioni di Brain Machine Interface (BMI). Uno dei limiti principali dei sistemi BMI è costituito dai sensori utilizzati per l’acquisizione del segnale cerebrale in quanto essi possono indurre complicanze oppure perdere funzionalità se si utilizzano per periodi di tempo lunghi. Inoltre essi non sono sufficientemente flessibili da adattarsi perfettamente alla conformazione della superficie cerebrale. L’obiettivo del progetto è stato quello di dimostrare la conducibilità e stabilita elettrica di elettrodi in nanotubo di carbonio (CNT) nonché la loro biocompatibilità e la loro flessibilità dando evidenza di come questi possono essere utilizzati per applicazioni BMI. Sono state effettuate registrazioni Elettrocorticografiche (ECoG) in vivo su 5 ratti Wistar e 1 ratto WAG/Rji per un periodo continuativo di 8 settimane e registrazioni elettriche direttamente da cellule neuronali ex vivo presso i laboratori dell’IRCCS Neuromed di Pozzilli (IS). Sono state analizzate le proprietà elettriche e la stabilità del segnale cerebrale anche confrontando gli elettrodi realizzati con quelli comunemente utilizzati nella pratica clinica (elettrodi in Platino).

Al termine delle registrazioni in vivo è stata valutata la biocompatibilità dell’intera matrice di microelettrodi con il tessuto cerebrale mediante analisi istologica del tessuto cerebrale del ratto e analisi della eventuale degenerazione neuronale nell’area sottostante il dispositivo. Abbiamo dimostrato che gli elettrodi presentati rispetto agli elettrodi in Platino presentano caratteristiche elettriche migliori garantiscono una migliore stabilità del segnale nel tempo e producono una degenerazione neuronale decisamente inferiore. Inoltre essi consentono di registrare efficacemente segnali da superfici meno regolari adattandosi meglio alla conformazione cerebrale. Lo studio ha fornito risultati interessanti sulla possibilità di utilizzare gli elettrodi realizzati nella pratica clinica. Ulteriori studi su un campione più significativo e su una finestra temporale più estesa saranno necessari per confermare quanto ottenuto con il nostro studio.

 

 

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AUTORE PRINCIPALE
natalia malara

AFFILIAZIONE
università magna grecia

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GRUPPO DI LAVORO
natalia malara – università magna grecia, Calabria
francesco gentile – università napoli, calabria
marialaura coluccio – università magna grecia, calabria
lorenzo ferrara – Istituto Italiano di Tecnologia, liguria
marco villani – IMEM-CNR Parco Area delle Scienze, emilia romagna
andrea zappetini – IMEM-CNR Parco Area delle Scienze, emilia romagna
enzo difabrizio – King Abdullah University of Science and Technology università magna grecia, calabria
nicola coppede – IMEM-CNR Parco Area delle Scienze, emilia romagna

AREA TEMATICA
Sviluppo di tecnologie e dispositivi per la salute

ABSTRACT

conductive polymer PEDOTSS have been demonstrated in chemical and biological sensing: while accurate in determining the size of individual ions in solution similar devices break down if challenged with complex mixtures due to the lack of spatial resolution. Here we modified a conductive PEDOTSS polymer to include extra non-continuous scales in the device. This comprises super-hydrophobic SU8 pillars positioned on the substrate to form a non-periodic square lattice in which the distance between the pillars smoothly transitions from the center to the periphery of the pattern. The pattern incorporates a finite number of micro-electrodes in a line that represent the active or sensitive spots of the device. The entire system is coated in cascade with a conductive PEDOTSS polymer and by a fluorocarbon polymer which assures the hydrophobicity of the device. A solution on a similar device would maintain a spherical shape as suspended in air. Due to its curvature Marangoni convective flows develop within the volume of a drop of solution. The competition between convection and diffusion will cause a spatial separation of biological species that would depend on the size and charge of the species in a solution. Thus specific species can be clustered on the basis of their physical characteristics. The device was used to measure the protonation state of secretome derived from liquid biopsy. In opposition to classical biopsy liquid biopsy may respond to the need for a personalized no-invasive efficient cancer diagnosis consisting in the detection of circulating DNA and/or tumour cells (CTCs) from peripheral blood. Circulating biomarkers are highly specific but extremely rare and diluted. The secretome was derived from the expansion of no-haematological cells extracted from cohorts of healthy non-healthy and patients suspected of cancer. It contains all products of cells and reflects their metabolism. The protonation state (PS) of the secretome is and indicator of the conductivity state of proteins and cell growth therefore it can be associated to abnormal cell division abnormal cell proliferation and invasion and cancer progression. In analysing secretome the device clustered samples and identified tumour and non-tumour conditions and the transition between the two with high sensitivity high repeatability and 100% specificity. ( Malara et al 2018 Nature Precision Oncology)

 

 

 

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AUTORE PRINCIPALE
Giulia Veltro

AFFILIAZIONE
Università degli studi di Roma Tor Vergata

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GRUPPO DI LAVORO
Camilla Mastrobattista – Università degli studi di Roma Tor Vergata, Lazio
Giulia Veltro – Università degli studi di Roma Tor Vergata, Lazio

AREA TEMATICA
Sviluppo di tecnologie e dispositivi per la salute

ABSTRACT

Nell’ambito dei dispositivi biomeccanici è essenziale disporre di nuove tecnologiche che integrino diverse funzionalità in modo tale che per l’utente la loro applicazione sia quella ottimale. In particolare si propone l’analisi tecnica effettuata in ambiente CAD di una protesi attiva di ginocchio/gamba/caviglia descritta nel brevetto US20090265018A1. Essa è stata modellata per un individuo femminile di massa 63 Kg con lunghezza della gamba pari a 46 cm (misurata dal piano di appoggio del piede al ginocchio). La protesi è di tipo attivo per cui richiede l’impiego di due motori per il movimento della caviglia e del ginocchio. Il materiale scelto per la gamba e per le articolazioni di ginocchio e caviglia è la lega di alluminio 7076 un materiale incrudito tramite un trattamento aged che porta ad una resistenza a trazione di 570 MPa e con un peso specifico molto basso che conferisce alla protesi un peso massimo di 3 kg. Sulla base del noto cinematismo dell’intera protesi (due cinematismi indipendenti tramite un sistema di tre cerniere ognuno) si è cercato di riprodurre il movimento naturale della protesi durante una camminata di durata complessiva di 2 secondi. Essendo noti gli angoli relativi del ginocchio e della caviglia rispetto alla gamba in funzione del tempo durante l’atto del moto si è ricavato lo spostamento lineare dei due motori in base ai quali è stata effettuata la simulazione. La massima forza che il motore caviglia trasmette all’articolazione è tra la prima e la seconda fase del cammino (durante la quale si raggiunge il massimo angolo relativo tra la gamba e la caviglia). Inoltre l’andamento nel tempo degli angoli relativi tra caviglia-gamba e tra ginocchio-gamba coincidono con quelli che si misurerebbero nel caso di un atto di cammino relativo ad un individuo sano. Ciò rende il dispositivo ideale per riprodurre l’intero atto di moto e quindi la sua applicazione. L’analisi delle forze in gioco coinvolte in particolare quelle relative al motore di caviglia e ginocchio permette di analizzare il sistema dal punto di vista energetico in modo da selezionare ed integrare i vari componenti in maniera ottimale per l’abbattimento dei costi.

 

 

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AUTORE PRINCIPALE
Daniele Giansanti

AFFILIAZIONE
ISS

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GRUPPO DI LAVORO
Daniele Giansanti – ISS, Lazio
Alberto Boschetto – Università Sapienza, Lazio
Giovanni Maccioni – ISS, Lazio
Maria Rosaria Giovagnoli – Università Sapienza, Lazio

AREA TEMATICA
Sviluppo di tecnologie e dispositivi per la salute

ABSTRACT

La citologia digitale svolge un ruolo importante nel laboratorio di e-cytology ed ha grandi potenzialità di  modificare i flussi di lavoro e ottimizzare i carichi di lavoro. Tuttavia La citologia digitale mostra alcuni limiti nelle applicazioni sanitarie. L’e-slide occupa ancora troppa memoria [1] alcuni dettagli quali la cromatina necessari in oncologia per la valutazione del cancro non hanno ancora adeguata risoluzione. L’elevata occupazione di memoria è dovuta alla necessità di salvare diversi layer per la funzione fuoco nell’ e-slide. Lo studio ha esplorato in primo luogo  i seguenti miglioramenti realizzabili in questo ambito:

• L’emulazione del fuoco. Potrebbe essere utile; inoltre potrebbe minimizzare l’occupazione della memoria. Infatti la metodologia attualmente utilizzata nella citologia digitale per l’emulazione del fuoco considera l’uso del cosiddetto Z-stack una soluzione molto dispendiosa in termini di memoria in quanto conduce alla generazione di e-slide molto grandi durante la digitalizzazione. La funzione di messa a fuoco di uno zoom attualmente richiede la creazione di 100 layer!
• La simulazione 3D dinamica del nucleo utile per fornire aumentare il contenuto diagnostico.
• L’applicazione di metodologie di feature recognition che potrebbe accelerare e migliorare la classificazione cellulare nella diagnosi del cancro ad esempio per raggruppare rapidamente i nuclei.

Sono state poi sviluppate delle azioni tecnologiche per il raggiungimento degli obiettivi suddivise in tre fasi distinte: (1) miglioramento del contenuto diagnostico (ad esempio la simulazione 3D) (2) emulazione della funzione di messa a fuoco e (3) feature recognition. E’ stata configurata una procedura basata su algoritmi sviluppati con il software Mathematica. Tale procedura è stata testata con successo nelle snap-shots estratte dalle e-slide  cervico-vaginali. La valutazione è stata effettuata coinvolgendo citologi tecnici di laboratorio biomedico e ingegneri ed utilizzando anche tecnologia mobile. La metodologia  potrebbe essere utile:

1.       Nel teleconsulto e nella diagnosi cooperativa perché potrebbe consentire contemporaneamente il miglioramento della potenza diagnostica combinata con una diminuzione dell’occupazione della memoria delle snap-shots.

2.       Nella formazione alleggerendo i  carichi dei laboratori tradizionali.

[1] Giansanti D. et al. Telemed and e-Health J 2013:Vol. 19 p 991-993

[2] Giansanti D. Rapporto Istisan 16/46 Istituto Supeiore di SanitàRoma 2016

 

 

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AUTORE PRINCIPALE
Giuseppe D’Avenio

AFFILIAZIONE
ISS

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GRUPPO DI LAVORO
Giuseppe D’Avenio – ISS, Lazio
Mirko Rossi – Sapienza Università di Roma, Lazio
Sandra Morelli – ISS, Lazio
Mauro Grigioni – ISS, Lazio

AREA TEMATICA
Sviluppo di tecnologie e dispositivi per la salute

ABSTRACT

Il cambiamento del profilo di età della popolazione sta causando un notevole aumento del numero di persone affette da demenza [https://www.alzheimers.net/resources/alzheimers-statistics/]. Con il presente lavoro si propone un intervento di supporto cognitivo basato su tecnologie di Realtà Aumentata (RA).

Diversi studi [Lopez-Martinez A et al. 2011; Serino S et al. Front Aging Neurosci 2017] hanno utilizzato la Realtà Virtuale (RV) per la stimolazione cognitiva con lo scopo di diminuire il tasso di decadimento intellettuale e di invertire potenzialmente il declino cognitivo legato all’età.

Rispetto alla RV la Realtà Aumentata (RA) è più facile da utilizzare in quanto non isola l’utente dal suo ambiente. Per questo motivo abbiamo sviluppato un’applicazione basata su marker RA per assistere i pazienti nelle loro attività quotidiane in casa e all’esterno.

Il destinatario del lavoro è la persona con disabilità cognitive; in linea di principio anche i soggetti con demenze (es. Alzheimer) potrebbero utilizzare tale piattaforma come supporto nello svolgimento delle tipiche attività giornaliere.

 l sistema RA ha lo scopo di mostrare (simbolicamente e/o testualmente) i punti nascosti come gli ambienti dietro le porte o gli oggetti negli armadi oppure di avvertire che il contatto con un oggetto può essere pericoloso come le prese elettriche un forno … Abbiamo apposto dei marcatori specifici sugli oggetti fisici di interesse come suggerito dal National Institute on Aging (USA). Ognuno di questi marcatori è associato ad un particolare oggetto aumentato (OA) (oggetto visibile corredato di informazioni aggiuntive quali testo immagini ….) che può essere programmato in base alle preferenze e alle esigenze del soggetto. L’utente indossa occhiali di tipo commerciale con un display ed una videocamera integrata: quando un marcatore rientra nel campo visivo di quest’ultima il sistema rende l’OA visibile all’utente tramite il display in corrispondenza della posizione del marcatore.

 L’ambiente domestico integrato da RA può risultare utile per i pazienti per un’esplorazione  sicura dell’ambiente domestico stesso. L’empowerment del paziente può aumentare la sicurezza del soggetto durante le tipiche attività domestiche e in prospettiva incrementare il livello di attività fisica che è stata ormai identificata con certezza essere un fattore protettivo nei confronti delle malattie neurodegenerative.

 

 

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AUTORE PRINCIPALE
Viviana Paolini

AFFILIAZIONE
University of Trieste

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GRUPPO DI LAVORO
Viviana Paolini – University of Trieste, Friuli-Venezia Giulia
Sara Renata Francesc Marceglia – University of Trieste, Friuli Venezia Giulia
Vanni Lughi – University of Trieste, Friuli Venezia Giulia
Marco Prenassi – University of Trieste, Friuli Venezia Giulia
Eleonora Cippitelli – Isia Firenze, Toscana
Francesco La Monaca – Isia Firenze, Toscana
Simone Paternich – Isia Firenze, Toscana
Eric Medvet – University of Trieste, Friuli Venezia Giulia

AREA TEMATICA
Sviluppo di tecnologie e dispositivi per la salute

ABSTRACT

L’obiettivo del progetto è quello di creare un dispositivo atto a mantenere il più possibile in attività sociale e lavorativa l’individuo con l’insorgenza dei sintomi della malattia di Parkinson. L’incidenza di questa malattia è elevata (il 3% della popolazione over 80 ha il Parkinson) e attualmente non esistono metodi per debellarla bloccarla o prevenirla. In questo contesto è stato ideato progettato e prototipato un dispositivo indossabile non invasivo e non stigmatizzante in grado di rilevare ed attenuare il tremore dell’arto superiore. Questo sintomo è stato identificato attraverso un articolato processo decisionale multicriterio anche considerando la sua incidenza particolarmente invalidante nella vita del malato.

Il dispositivo monitora il movimento dell’arto superiore e nel caso di evento tremorigeno agisce sul paziente sopprimendo o riducendo il tremore. Per la classificazione del tremore è stato realizzato un algoritmo ad hoc mediante una tecnica di machine learning.

 È stato realizzato un prototipo funzionale costituito da componenti macroscopiche con il solo scopo di mostrare l’efficacia della tecnologia selezionata. Dopo aver definito un protocollo sperimentale il prototipo funzionale è stato testato preliminarmente su un paziente tremorigeno dimostrando sia la funzionalità dell’algoritmo di classificazione (accuratezza pari a 76%) che del meccanismo di soppressione del tremore.  

Parallelamente è stato realizzato un prototipo di design capace di integrare la necessaria componentistica elettronica di scala ridotta. Obiettivo del design è stato quello di realizzare un dispositivo non invasivo ma soprattutto non stigmatizzante caratteristica di fondamentale importanza soprattutto nelle malattie che si manifestano visivamente come il Parkinson. Attualmente la maggior parte dei dispositivi presenti sul mercato posseggono un design tale da far perdere la dignità estetica al paziente che li usa.

In conclusione il prototipo funzionale si è dimostrato potenzialmente applicabile e il prototipo di design si è dimostrato adatto a rispondere ai bisogni del paziente. I prossimi passi consisteranno nell’integrazione dei due e nella validazione su un gruppo più ampio di pazienti.

 

 

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AUTORE PRINCIPALE
Silvia Marchelletta

AFFILIAZIONE
Università degli studi di Roma “La Sapienza” – Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale (DIMA)

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GRUPPO DI LAVORO
Silvia Marchelletta – Università degli studi di Roma “La Sapienza” – Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale (DIMA), Lazio
Fabiano Bini – Università degli studi di Roma “La Sapienza” – Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale (DIMA), Lazio
Simonetta Monini – Università degli studi di Roma “La Sapienza” – Dipartimento di Neuroscienze Salute Mentale e Organi di Senso (NESMOS), Lazio
Alessia Marinelli – Università degli studi di Roma “La Sapienza” – Dipartimento di Neuroscienze Salute Mentale e Organi di Senso (NESMOS), Lazio
Chiara Filippi – Università degli studi di Roma “La Sapienza” – Dipartimento di Neuroscienze Salute Mentale e Organi di Senso (NESMOS), Lazio
Maurizio Barbara – Università degli studi di Roma “La Sapienza” – Dipartimento di Neuroscienze Salute Mentale e Organi di Senso (NESMOS), Lazio
Franco Marinozzi – Università degli studi di Roma “La Sapienza” – Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale (DIMA), Lazio

AREA TEMATICA
Sviluppo di tecnologie e dispositivi per la salute

ABSTRACT

Nella diagnosi della paralisi del facciale periferica unilaterale (UPFP) vengono attualmente impiegati metodi clinici noti come House-Brackmann Grading System e Sunnybrooke Facial Grading System che si basano sull’ispezione visiva caratterizzati pertanto da elevata variabilità e modesta riproducibilità.

L’obiettivo del progetto proposto è stato quello di fornire un metodo oggettivo per la classificazione della paralisi per poter documentare in maniera più accurata l’evoluzione della patologia in fase di riabilitazione.  Il sistema si avvale di un software sviluppato ad hoc che analizza filmati di pazienti affetti da paralisi del facciale sul viso dei quali vengono applicati adesivi circolari di materiale catarifrangente in punti considerati clinicamente significativi dagli Specialisti Medici. In accordo con gli attuali protocolli clinici di valutazione ai pazienti viene chiesto di compiere 6 comuni espressioni facciali e di tornare nella posizione di riposo dopo ognuna di esse. I movimenti interessano la regione della fronte degli occhi del naso e della bocca. Mediante videocamera o un comune smartphone viene acquisito un video del paziente mentre compie i movimenti facciali. Lo Smart Facial System acquisisce le coordinate dei marker adesivi calcola le distanze fra essi confrontando il lato sano con il lato affetto da paralisi. Si ottiene così uno “score” per ogni movimento e dunque un grado di disfunzione associabile al singolo distretto del viso. Sommando poi tutti gli score ottenuti si giunge ad un indice globale con il quale classificare la severità della paralisi. Maggiore è il grado di paralisi maggiore è il valore calcolato dal sistema nella comparazione tra le due emifacce.

Lo Smart Facial System proposto è pertanto in grado di fornire un valore numerico al quale associare il grado di paralisi in modo univoco e oggettivo con buona corrispondenza con gli attuali metodi di valutazione. Inoltre consente una classificazione per distretti utile nei casi in cui siano presenti sincinesie o nella riabilitazione dei soggetti in cui il recupero di una parte del viso avvenga in tempi diversi rispetto alle altre.

 

 

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AUTORE PRINCIPALE
Daniele Cafolla

AFFILIAZIONE
INM IRCCS Neuromed

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GRUPPO DI LAVORO
Daniele Cafolla – INM IRCCS Neuromed, Molise
Fabio Sebastiano – INM IRCCS Neuromed, Via Atinense 18 Pozzilli (IS)

AREA TEMATICA
Sviluppo di tecnologie e dispositivi per la salute

ABSTRACT

La valutazione elettrofisiologica fornisce preziose informazioni sulle caratteristiche fisiologiche e fisiopatologiche. Il sistema proposto nasce dalle necessità di analizzare nuove misure elettrofisiologiche per la valutazione della deglutizione orofaringea. L’analisi del pattern di attivazione dell’attività ElettroMioGrafia (EMG) sottomentrale/sopraelioidea laringeo-faringeo e del segnale proveniente dal meccanogramma durante l’analisi di deglutizione ripetuta è stata automatizzata per avere una buona ripetibilità nel monitoraggio delle condizioni dei pazienti. La ripetibilità e la precisione sono un fattore chiave per comprendere l’efficacia della terapia altrimenti non sarebbe possibile confrontare le misure provenienti da ogni sezione. Per ottimizzare la procedura di misurazione è stato progettato realizzato e programmato un sistema hardware di attivazione in simbiosi con un sistema software di analisi delle acquisizioni. Questo dispositivo di attivazione può essere connesso ad ogni PC e quando l’utente preme il pulsante emette un suono e allo stesso tempo avvia la misurazione in simbiosi con il programma di acquisizione proprietario dell’apparato clinico. Il sistema aiuta il medico ad evitare la perdita di informazioni importanti a causa della precedente asincronia nella procedura. La parte software legge un segnale continuo proveniente da un file registrato dal meccanogramma e dal sensore EMG e lo filtra. Il segnale può essere suddiviso in più parti in base alle esigenze cliniche utilizzando un’interfaccia grazie ad un cursore fornendo il punto di partenza e punto finale di ciascuna sezione del segnale. Il software normalizza e allinea le varie suddivisioni effettuate calcola le velocità di reazione relazionate al meccanogramma e ne fornisce il grafico. Il Similarity Index (SI) e il Root Mean Square Error (RMSE) vengono forniti sia per il meccanogramma che per la parte EMG. Inoltre lo strumento calcola l’area sotto ciascuna porzione selezionata dell’EMG e ne calcola l’indice di somiglianza a un triangolo (T-Shape) che restituisce il grado di efficienza della muscolatura. Attualmente il software è utilizzato per l’analisi di soggetti campioni e mostra la fattibilità del suo uso futuro in campo clinico facilitando il compito dei medici. Infine il sistema risulta economico in quanto l’hardware di attivazione è composto da componenti commerciali facilmente reperibili e di facile utilizzo necessitando solo di un computer con una porta usb.

 

 

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AUTORE PRINCIPALE
Camillo Porcaro

AFFILIAZIONE
Istituto di Scienze e Tecnologie della Cognizione (ISTC) – CNR & Università Politecnica delle Marche

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GRUPPO DI LAVORO
Camillo Porcaro – Istituto di Scienze e Tecnologie della Cognizione (ISTC) – CNR & Università Politecnica delle Marche, Marche

AREA TEMATICA
Sviluppo di tecnologie e dispositivi per la salute

ABSTRACT

Il mal di testa è un sintomo neurologico molto diffuso ed è una esperienza che quasi tutti vivono in qualche momento della propria vita. I medici incontrano molti problemi nel trattare l’emicrania con le terapie disponibili. In primo luogo il tasso medio di efficacia della profilassi medica non supera il 50% ed in secondo luogo quasi tutti i farmaci usati nella profilassi sono associati ad effetti collaterali importanti e talvolta non sono tollerati dai pazienti. L’emicrania episodica inoltre può evolvere in una forma cronica che diventa spesso resistente al trattamento alimentando così l’uso eccessivo di farmaci. Recentemente la stimolazione elettrica transcranica (tES) si è sviluppata come metodo alternativo al trattamento di molte condizioni patologiche tra cui anche l’emicrania. Inoltre ora è possibile combinare la tES con Elettroencefalografia ad alta densità (hdEEG) aumentando così le informazioni che si possono ottenere e la specificità della stimolazione stessa.

Gli obiettivi principali sono:

Obiettivo 1: stabilire marcatori neurofisiologici solidi e personalizzati per comprendere meglio l’emicrania cronica.

L‘hdEEG sia in risposta agli stimoli somatosensoriali (SSEP) sia a riposo (Rest) sarà registrato per: 1.1) indagare se la disfunzione talamica interictale nei pazienti con emicrania episodica sia ancora presente quando l’emicrania diventa cronica; 1.2) individuare marker elettrofisiologici per fornire la lettura delle variazioni neurali indotte dall’itervento di neuromodulazione (Obiettivo 2 di seguito); 1.3) verificare l’impatto dell’intervento di neuromodulazione sulla frequenza e sulla gravità degli attacchi.

Obiettivo 2: sviluppare un nuovo intervento tES non invasivo e personalizzato che sfrutta l’informazione registrata dall’hdEEG:

2.1) la condizione sham sarà utilizzata per testare eventuali effetti placebo; 2.2) la stimolazione transcranica in corrente continua (tDCS) sull’area sensoriale-motoria sarà utilizzata come gold standard visto che è la procedura ad oggi utilizzata; 2.3) l’algoritmo Functional Source Separation (FSS) sarà utilizzato per estrarre le informazioni elettriche necessarie dalla condizione SSEP ed al Rest per essere utilizzata come corrente per la neuromodulazione (hdEEG inform tES).

Impatto potenziale – hdEEG inform tES oltre ad essere libero da effetti collaterali e/o disagio per i pazienti è semplice da somministrare economico e può essere facilmente reso disponibile in qualsiasi centro clinico.

 

 

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