Analysis and modeling techniques for ultrasonic tissue characterization

This thesis introduces new processing techniques for computer-aided interpretation of ultrasound images with the purpose of supporting medical diagnostic. In terms of practical application, the goal of this work is the improvement of current prostate biopsy protocols by providing physicians with a visual map overlaid over ultrasound images marking regions potentially affected by disease. As far as analysis techniques are concerned, the main contributions of this work to the state-of-the-art is the introduction of deconvolution as a pre-processing step in the standard ultrasonic tissue characterization procedure to improve the diagnostic significance of ultrasonic features. This thesis also includes some innovations in ultrasound modeling, in particular the employment of a continuous-time autoregressive moving-average (CARMA) model for ultrasound signals, a new maximum-likelihood CARMA estimator based on exponential splines and the definition of CARMA parameters as new ultrasonic features able to capture scatterers concentration. Finally, concerning the clinical usefulness of the developed techniques, the main contribution of this research is showing, through a study based on medical ground truth, that a reduction in the number of sampled cores in standard prostate biopsy is possible, preserving the same diagnostic power of the current clinical protocol.

Sistemi tecnologici innovativi di involucro per il recupero del patrimonio edilizio recente. L'edilizia scolastica nel Comune di Bologna

La ricerca è volta a presentare un nuovo approccio integrato, a supporto di operatori e progettisti, per la gestione dell’intero processo progettuale di interventi di riqualificazione energetica e architettonica del patrimonio edilizio recente, mediante l’impiego di soluzioni tecnologiche innovative di involucro edilizio. Lo studio richiede necessariamente l’acquisizione di un repertorio selezionato di sistemi costruttivi di involucro, come base di partenza per l’elaborazione di soluzioni progettuali di recupero delle scuole appartenenti al secondo dopoguerra, in conglomerato cementizio armato, prevalentemente prefabbricate. Il progetto individua procedimenti costruttivi ecocompatibili per la progettazione di componenti prefabbricati di involucro “attivo”, adattabile ed efficiente, da assemblare a secco, nel rispetto dei requisiti prestazionali richiesti dalle attuali normative. La ricerca è finalizzata alla gestione dell’intero processo, supportato da sistemi di rilevazione geometrica, collegati a software di programmazione parametrica per la modellazione di superfici adattabili alla morfologia dei fabbricati oggetto di intervento. Tali strumenti informatizzati CAD-CAM sono connessi a macchine a controllo numerico CNC per la produzione industrializzata degli elementi costruttivi “su misura”. A titolo esemplificativo dell’approccio innovativo proposto, si formulano due possibili soluzioni di involucro in linea con i paradigmi della ricerca, nel rispetto dei principi di sostenibilità, intesa come modularità, rapidità di posa, reversibilità, recupero e riciclo di materiali. In particolare, le soluzioni innovative sono accomunate dall’applicazione di una tecnica basata sull’assemblaggio di elementi prefabbricati, dall’adozione di una trama esagonale per la tassellazione della nuova superficie di facciata, e dall’utilizzo del medesimo materiale termico isolante, plastico e inorganico, riciclato ed ecosostenibile, a basso impatto ambientale (AAM - Alkali Activated Materials). Le soluzioni progettuali proposte, sviluppate presso le due sedi coinvolte nella cotutela (Università di Bologna, Université Paris-Est) sono affrontate secondo un protocollo scientifico che prevede: progettazione del sistema costruttivo, analisi meccanica e termica, sperimentazione costruttiva, verifica delle tecniche di messa in opera e dei requisiti prestazionali.

Les machines du pouvoir. Technique et politique entre l'Iran sassanide et le califat abbasside

Dans l’Antiquité, la recherche sur la technique permet les premières réalisations de dispositifs ingénieux, tels que des appareils qui accomplissent une série d’actions par le biais de stimulus externes et de mécanismes cachés. Les organismes politiques et religieux saisissent rapidement la puissance communicative de ces machines, en devenant les promoteurs et patrons privilégiés de leur production. L’Empire sassanide (224-650) ne constitue pas une exception. En effet, les souverains perses consacrent, au moins à l’époque tardive, une grande attention à la conception et au déploiement de dispositifs savants. De même, un siècle plus tard, dans le milieu du califat islamique, les Abbassides (750-1258) semblent s’entourer de tels dispositifs. La continuité entre les deux empires dans plusieurs domaines, de la théorie politique à l’administration, est bien connue. Cependant, la question de la réutilisation du patrimoine technique et scientifique ancien, et notamment sassanide, par la cour abbasside, demeure encore largement inexplorée. L’étude d’un corpus de sources, aussi vaste qu’hétérogène, rassemblant des ouvrages historiographiques, géographiques, poétiques et d’adab, ainsi que des traités scientifiques et techniques en plusieurs langues, permet d’analyser différents aspects de la production et de l’usage politique des machines. Au sein de la cour sassanide, comme de la cour abbasside, la machine s’avère constituer un véhicule préférentiel de représentation et de diffusion de l’idéologie politique. À travers sa mise en scène publique, elle contribue de manière substantielle à la définition de l’espace du pouvoir, en participant à la création d’une image de la cour comme un microcosme au cœur duquel le Roi des rois, et plus tard le calife, occupaient le rôle cardinal de maître incontesté du monde. La continuité entre les empires sassanide et abbasside dans le domaine technique ne se limite donc pas à une récupération de savoirs, mais s’opère aussi sous la forme d’une véritable réactivation d’un patrimoine symbolique