1000 resultados para Cardiotossicità, Biomarcatori, Frazione di eiezione, Imaging, Affidabilità
Resumo:
La buona riuscita delle analisi archeozoologiche e antropologiche è molto condizionata dallo stato di conservazione in cui si trova il reperto da analizzare. Soprattutto nei siti paleolitici, l’alto tasso di frammentazione dei resti può ostacolare l’ottenimento delle informazioni, compromettendo la comprensione del contesto preso in esame. Il presente studio ha avuto come scopo quello di sperimentare e proporre un protocollo metodologico che supportasse l’approccio morfologico tradizionale combinandolo con quello proteomico. Diverse sono le problematiche affrontate: la penuria di informazioni tassonomiche ricavabili da contesti paleolitici con ossa particolarmente frammentate, l’impossibilità di ottenere dati sulla stima del sesso in individui non adulti e la limitata attendibilità nell’ottenimento della determinazione del sesso negli individui privi dei distretti scheletrici sessualmente dimorfici. Nel primo caso, lo studio morfologico di resti provenienti da contesti di transizione tra Paleolitico medio e superiore è stato combinato alla ZooMS (Zooarchaeology by mass spectrometry) una tecnica di peptide mass fingerprinting che permette di identificare la specie di un frammento osseo tramite l’analisi della proteina più abbondante all’interno delle ossa, il collagene I. L’analisi dell’amelogenina, una proteina contenuta all’interno dello smalto dentale, è stata proposta come metodo alternativo per la stima del sesso, applicata a diversi casi studio per avvalorare la sua affidabilità. Il metodo qui proposto ha permesso di rendere informativi dei frammenti ossei e dentari indeterminati che normalmente non avrebbero contribuito, se non marginalmente, alle analisi archeozoologiche e antropologiche.
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Il carcinoma epatocellulare (HCC) rappresenta il tumore epatico primitivo più comune con una incidenza fino all’85%. È uno dei tumori più frequenti al mondo ed è noto per l’elevata letalità soprattutto in stadio avanzato. La diagnosi precoce attraverso la sorveglianza ecografica è necessaria per migliorare la sopravvivenza dei pazienti a rischio. Il mezzo di contrasto ecografico migliora la sensibilità e la specificità diagnostica dell’ecografia convenzionale. L’ecografia con mezzo di contrasto (contrast-enhanced ultrasound, CEUS) è pertanto considerata una metodica valida per la diagnosi di HCC a livello globale per la sua ottima specificità anche a fronte di una sensibilità subottimale. L’aspetto contrastografico delle lesioni focali epatiche ha portato un team di esperti allo sviluppo del sistema Liver Imaging Reporting and Data System (LI-RADS) con l’obiettivo di standardizzare la raccolta dati e la refertazione delle metodiche di imaging per la diagnosi di HCC. La CEUS è una metodica operatore-dipendente e le discordanze diagnostiche con gli imaging panoramici lasciano spazio a nuove tecniche (Dynamic Contrast Enhanced UltraSound, DCE-US) volte a migliorare l’accuratezza diagnostica della metodica e in particolare la sensibilità. Un software di quantificazione della perfusione tissutale potrebbe essere di aiuto nella pratica clinica per individuare il wash-out non visibile anche all’occhio dell’operatore più esperto. Il nostro studio ha due obiettivi: 1) validare il sistema CEUS LI-RADS nella diagnosi di carcinoma epatocellulare in pazienti ad alto rischio di HCC usando come gold-standard l’istologia quando disponibile oppure metodiche di imaging radiologico accettate da tutte le linee guida (tomografia computerizzata o risonanza magnetica con aspetto tipico) eseguite entro quattro settimane dalla CEUS; 2) valutare l’efficacia di un software di quantificazione della perfusione tissutale nel riscontro di wash-out per la diagnosi di HCC in CEUS.
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In the agri-food sector, measurement and monitoring activities contribute to high quality end products. In particular, considering food of plant origin, several product quality attributes can be monitored. Among the non-destructive measurement techniques, a large variety of optical techniques are available, including hyperspectral imaging (HSI) in the visible/near-infrared (Vis/NIR) range, which, due to the capacity to integrate image analysis and spectroscopy, proved particularly useful in agronomy and food science. Many published studies regarding HSI systems were carried out under controlled laboratory conditions. In contrast, few studies describe the application of HSI technology directly in the field, in particular for high-resolution proximal measurements carried out on the ground. Based on this background, the activities of the present PhD project were aimed at exploring and deepening knowledge in the application of optical techniques for the estimation of quality attributes of agri-food plant products. First, research activities on laboratory trials carried out on apricots and kiwis for the estimation of soluble solids content (SSC) and flesh firmness (FF) through HSI were reported; subsequently, FF was estimated on kiwis using a NIR-sensitive device; finally, the procyanidin content of red wine was estimated through a device based on the pulsed spectral sensitive photometry technique. In the second part, trials were carried out directly in the field to assess the degree of ripeness of red wine grapes by estimating SSC through HSI, and finally a method for the automatic selection of regions of interest in hyperspectral images of the vineyard was developed. The activities described above have revealed the potential of the optical techniques for sorting-line application; moreover, the application of the HSI technique directly in the field has proved particularly interesting, suggesting further investigations to solve a variety of problems arising from the many environmental variables that may affect the results of the analyses.
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The introduction of molecular criteria into the classification of diffuse gliomas has added interesting practical implications to glioma management. This has created a new clinical need for correlating imaging characteristics with glioma genotypes, also known as radiogenomics or imaging genomics. Whilst many studies have primarily focused on the use of advanced magnetic resonance imaging (MRI) techniques for radiogenomics purposes, conventional MRI sequences still remain the reference point in the study and characterization of brain tumours. Moreover, a different approach may rely on diffusion-weighted imaging (DWI) usage, which is considered a “conventional” sequence in line with recently published directions on glioma imaging. In a non-invasive way, it can provide direct insight into the microscopic physical properties of tissues. Considering that Isocitrate-Dehydrogenase gene mutations may reflect alterations in metabolism, cellularity, and angiogenesis, which may manifest characteristic features on an MRI, the identification of specific MRI biomarkers could be of great interest in managing patients with brain gliomas. My study aimed to evaluate the presence of specific MRI-derived biomarkers of IDH molecular status through conventional MRI and DWI sequences.
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Introduzione: La malattia policistica autosomica dominante (ADPKD) è una causa comune di malattia renale terminale (ESKD). È caratterizzata dallo sviluppo di cisti renali bilaterali che aumentano progressivamente di volume. Il Tolvaptan viene prescritto in base a 3 criteri: volume renale totale (HtTKV) e Mayo Clinic Imaging Class (MCIC), tasso di declino dell'eGFR e al Predicting Renal Outcome in Polycystic Kidney Disease (PROPKD), che combina variabili cliniche e genetiche. In questa coorte multicentrica retrospettiva, l'obiettivo era di valutare e migliorare la concordanza di sensibilità e specificità predittive di MCIC e PROPKD. Metodi: I dati di pazienti adulti affetti da ADPKD sono stati ottenuti da 2 centri di Bologna (B) e Dublino (D). Abbiamo definito RP un calo dell'eGFR ≥3 mL/min/1,73m2/anno su 4 anni (Clinical Score), o classi MCIC 1C-D-E, o punteggio PROPKD da 7 a 9. Per i parametri clinici sono state utilizzate statistiche descrittive. La concordanza tra i punteggi è stata valutata tramite la statistica Kappa. Nelle varianti missenso di PKD1, il punteggio REVEL è stato trattato come una variabile continua; (>0,65 patogeno'). Risultati: Abbiamo valutato 201 pazienti con ADPKD. Il Propkd e il MCIC erano rispettivamente: 90% specifico e 31,3% sensibile; 89,6% sensibile e 28,6% specifico per identificare il calo dell'eGFR. Kappa di Cohen era di 0,025. Il 47,9% (n=143) è risultato concorde. Il punteggio Revel applicato alle mutazioni PKD1NT identifica da 15 a 19 pazienti che potrebbero avere una RP. L'analisi multivariata mostra dati statisticamente significativi per HB (p:0,016), eventi urologici (p: 0,005) e MCIC (p: 0,074). Conclusioni: La concordanza tra i punteggi risulta bassa. Il PROPKD è più selettivo rispetto al Mayo. Tuttavia, il PROPKD permette di identificare alcune RP escluse dall'uso del solo MCIC. L'uso combinato dei punteggi può aumentare la capacità di identificare le RP. Il punteggio REVEL potrebbe migliorare questa concordanza
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Il Mieloma Multiplo (MM) è una patologia neoplastica delle cellule B caratterizzata dalla proliferazione di più cloni di plasmacellule portatrici di diverse anomalie genomiche. Il MM presenta tipicamente un’eterogeneità genomica spaziale e intraclonale, che rende l’aspirato midollare "a singolo sito", attualmente utilizzato per la valutazione della malattia residua (MRD) dopo trattamento, non realmente informativo sulla taglia di malattia e sul panorama genomico della malattia. In considerazione della crescente importanza che sta assumendo la valutazione della MRD, i test per monitorarla dovrebbero essere non invasivi, affidabili e in grado di rappresentare le eterogeneità che caratterizzano il MM. Il presente studio ha permesso di dimostrare la possibilità di utilizzare la biopsia liquida, una metodica innovativa e non invasiva, per caratterizzare i pazienti con MM attivo o con MM smoldering ad alto rischio di evoluzione (HR-SMM) e per determinale l’MRD nei pazienti sottoposti a terapia di prima linea, integrando le metodiche attualmente validate. Nei pazienti arruolati nel presente studio è stato possibile identificare la frazione tumorale di DNA libero circolante (cfDNA-TF) nel sangue periferico, ed è stato possibile caratterizzare la malattia da un punto di vista qualitativo, dimostrando un’elevata concordanza del profilo genomico tra DNA libero circolante e DNA midollare (100% nei pazienti con HR-SMM e 86% nei pazienti con MM attivo). L’esecuzione seriata di biopsie liquide in corso di terapia, con un follow-up mediano di 24 mesi, ha mostrato una rapida e netta riduzione della cfDNA-TF xdalle prime fasi di terapia, con una tendenza a mantenersi mediamente sotto la soglia di sensibilità della metodica anche nelle fasi successive, indipendentemente dall’eventuale persistenza di MRD individuabile a livello midollare o mediante PET-CT. Con un follow-up più lungo probabilmente sarà possibile valutare meglio la capacità di questa metodica di affiancare o eventualmente sostituire l’aspirato midollare.
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La malattia di Parkinson è una malattia neurodegenerativa caratterizzata da una progressiva disfunzione motoria e cognitiva. È noto che l'età avanzata è il principale fattore di rischio per la malattia di Parkinson e alcuni studi hanno dimostrato un'accelerazione dell'età biologica nelle fasi più avanzate della malattia. Questo studio si propone di valutare se l'accelerazione dell'invecchiamento biologico descritta nelle fasi avanzate della malattia di Parkinson caratterizzi anche le prime fasi della malattia. A tal fine sono stati utilizzati due tipi di marcatori biologici di età, basati sull'analisi della metilazione del DNA del sangue (l'orologio epigenetico e sue varianti) e dei profili degli N-glicani nel plasma (GlycoAge Test). I biomarcatori sono stati valutati in campioni ottenuti da pazienti con malattia di Parkinson de novo, con diagnosi recente e non ancora in trattamento farmacologico, nonché da pazienti con stadi più avanzati della malattia e da controlli sani. I risultati ottenuti nelle prime fasi della malattia non mostrano segni di invecchiamento accelerato, che trovano conferma nelle fasi più avanzate. Dai dati di metilazione è possibile prevedere le proporzioni delle diverse popolazioni di leucociti. Questa analisi nelle prime fasi della malattia ha già evidenziato significative alterazioni che seguono in parte quelle caratteristiche dell'invecchiamento del sistema immunitario, suggerendo un'immunosenescenza accelerata nella malattia di Parkinson. Infine, i dati sulla metilazione del DNA sono stati analizzati per identificare le differenze nelle regioni metilate del genoma tra pazienti con malattia di Parkinson e controlli. I risultati suggeriscono l'esistenza di piccole ma significative alterazioni nella metilazione del DNA che caratterizzano lo stadio precoce e/o avanzato della malattia. In conclusione, questo studio suggerisce che le prime fasi della malattia di Parkinson sono caratterizzate da specifiche alterazioni epigenetiche e invecchiamento precoce del sistema immunitario, che tuttavia non si traducono in un'alterazione dei biomarcatori di invecchiamento epigenetici e glicomici.
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The Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) is a long-baseline accelerator experiment designed to make a significant contribution to the study of neutrino oscillations with unprecedented sensitivity. The main goal of DUNE is the determination of the neutrino mass ordering and the leptonic CP violation phase, key parameters of the three-neutrino flavor mixing that have yet to be determined. An important component of the DUNE Near Detector complex is the System for on-Axis Neutrino Detection (SAND) apparatus, which will include GRAIN (GRanular Argon for Interactions of Neutrinos), a novel liquid Argon detector aimed at imaging neutrino interactions using only scintillation light. For this purpose, an innovative optical readout system based on Coded Aperture Masks is investigated. This dissertation aims to demonstrate the feasibility of reconstructing particle tracks and the topology of CCQE (Charged Current Quasi Elastic) neutrino events in GRAIN with such a technique. To this end, the development and implementation of a reconstruction algorithm based on Maximum Likelihood Expectation Maximization was carried out to directly obtain a three-dimensional distribution proportional to the energy deposited by charged particles crossing the LAr volume. This study includes the evaluation of the design of several camera configurations and the simulation of a multi-camera optical system in GRAIN.
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Imaging technologies are widely used in application fields such as natural sciences, engineering, medicine, and life sciences. A broad class of imaging problems reduces to solve ill-posed inverse problems (IPs). Traditional strategies to solve these ill-posed IPs rely on variational regularization methods, which are based on minimization of suitable energies, and make use of knowledge about the image formation model (forward operator) and prior knowledge on the solution, but lack in incorporating knowledge directly from data. On the other hand, the more recent learned approaches can easily learn the intricate statistics of images depending on a large set of data, but do not have a systematic method for incorporating prior knowledge about the image formation model. The main purpose of this thesis is to discuss data-driven image reconstruction methods which combine the benefits of these two different reconstruction strategies for the solution of highly nonlinear ill-posed inverse problems. Mathematical formulation and numerical approaches for image IPs, including linear as well as strongly nonlinear problems are described. More specifically we address the Electrical impedance Tomography (EIT) reconstruction problem by unrolling the regularized Gauss-Newton method and integrating the regularization learned by a data-adaptive neural network. Furthermore we investigate the solution of non-linear ill-posed IPs introducing a deep-PnP framework that integrates the graph convolutional denoiser into the proximal Gauss-Newton method with a practical application to the EIT, a recently introduced promising imaging technique. Efficient algorithms are then applied to the solution of the limited electrods problem in EIT, combining compressive sensing techniques and deep learning strategies. Finally, a transformer-based neural network architecture is adapted to restore the noisy solution of the Computed Tomography problem recovered using the filtered back-projection method.
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DUNE is a next-generation long-baseline neutrino oscillation experiment. It aims to measure the still unknown $ \delta_{CP} $ violation phase and the sign of $ \Delta m_{13}^2 $, which defines the neutrino mass ordering. DUNE will exploit a Far Detector composed of four multi-kiloton LArTPCs, and a Near Detector (ND) complex located close to the neutrino source at Fermilab. The SAND detector at the ND complex is designed to perform on-axis beam monitoring, constrain uncertainties in the oscillation analysis and perform precision neutrino physics measurements. SAND includes a 0.6 T super-conductive magnet, an electromagnetic calorimeter, a 1-ton liquid Argon detector - GRAIN - and a modular, low-density straw tube target tracker system. GRAIN is an innovative LAr detector where neutrino interactions can be reconstructed using only the LAr scintillation light imaged by an optical system based on Coded Aperture masks and lenses - a novel approach never used before in particle physics applications. In this thesis, a first evaluation of GRAIN track reconstruction and calorimetric capabilities was obtained with an optical system based on Coded Aperture cameras. A simulation of $\nu_\mu + Ar$ interactions with the energy spectrum expected at the future Fermilab Long Baseline Neutrino Facility (LBNF) was performed. The performance of SAND was evaluated, combining the information provided by all its sub-detectors, on the selection of $ \nu_\mu + Ar \to \mu^- + p + X $ sample and on the neutrino energy reconstruction.
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The treatment of metastatic castration-resistant prostate cancer (mCRPC) is currently characterized by several drugs with different mechanisms of action, such as new generation hormonal agents (abiraterone, enzalutamide), chemotherapy (docetaxel, cabazitaxel), PARP inhibitors (olaparib) and radiometabolic therapies (radium-223, LuPSMA). There is an urgent need to identify biomarkers to guide personalized therapy in mCRPC. In recent years, the status of androgen receptor (AR) gene detected in liquid biopsy has been associated with outcomes in patients treated with abiraterone or enzalutamide. More recently, plasma tumor DNA (ptDNA) and its changes during treatment have been identified as early indicators of response to anticancer treatments. Recent works also suggested a potential role of tumor-related metabolic parameters of 18Fluoro-Choline Positron Emission Tomography (F18CH-PET)-computed tomography (CT) as a prognostic tool in mCRCP. Other clinical features, such as the presence of visceral metastases, have been correlated with outcome in mCRPC patients. Recent studies conducted by our research group have designed and validated a prognostic model based on the combination of molecular characteristics (ptDNA levels), metabolic features found in basal FCH PET scans (metabolic tumor volume values, MTV), clinical parameters (absence or presence of visceral metastases), and laboratory tests (serum lactate dehydrogenase levels, LDH). Within this PhD project, 30 patients affected by mCRPC, pre-treated with abiraterone or enzalutamide, candidate for taxane-based treatments (docetaxel or cabazitaxel), have been prospectively evaluated. The prognostic model previously described was applied to this population, to interrogate its prognostic power in a more advanced cohort of patients, resulting in a further external validation of the tool.
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The main contribution of this thesis is the proposal of novel strategies for the selection of parameters arising in variational models employed for the solution of inverse problems with data corrupted by Poisson noise. In light of the importance of using a significantly small dose of X-rays in Computed Tomography (CT), and its need of using advanced techniques to reconstruct the objects due to the high level of noise in the data, we will focus on parameter selection principles especially for low photon-counts, i.e. low dose Computed Tomography. For completeness, since such strategies can be adopted for various scenarios where the noise in the data typically follows a Poisson distribution, we will show their performance for other applications such as photography, astronomical and microscopy imaging. More specifically, in the first part of the thesis we will focus on low dose CT data corrupted only by Poisson noise by extending automatic selection strategies designed for Gaussian noise and improving the few existing ones for Poisson. The new approaches will show to outperform the state-of-the-art competitors especially in the low-counting regime. Moreover, we will propose to extend the best performing strategy to the hard task of multi-parameter selection showing promising results. Finally, in the last part of the thesis, we will introduce the problem of material decomposition for hyperspectral CT, which data encodes information of how different materials in the target attenuate X-rays in different ways according to the specific energy. We will conduct a preliminary comparative study to obtain accurate material decomposition starting from few noisy projection data.
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Objectives: To investigate the use of intravascular optical coherence tomography (IVOCT) for carotid artery stenting (CAS) procedures in patients with atherosclerotic stenosis. Examine possible markers that might identify the onset of new cerebral ischemic lesions on MRI. Specifically, attention was drawn to the morphological features of the used dual layer stent, which could be underestimated during traditional CAS procedures. Secondary goals are to compare the safety and efficacy of different CAS techniques and the accuracy of the vessel analysis software’s on pre-operative CTA examination used to quantify ICA stenosis with the gold standard IVOCT. Material and Methods: Ten patients underwent CAS procedure with flow-arrest technique and IVOCT evaluations prior to and following stent deployment, while five matched patients underwent CAS procedure with distal embolic protection device (EPD) technique. All patients underwent 24-hours 3T MRI examination to check for ischemic lesions; all patients were treated with the same dual-layer stent. Results: Patients with new ischemic lesions demonstrated peculiar stent configuration in the distal end, and a strong Spearman’s rank order correlation was found among the volume of new DWI lesions and the stent configuration in its distal end (Rs: 0.81; p <0.001). No statistically significant differences were observed in the total burden of new ischemic lesions for each technique. The vessel analysis software's on CTA comparison demonstrated a higher diagnostic accuracy in the degree of ICA stenosis compared to the gold standard of IVOCT of the specialized software (ROC curve = 0.63; p = 0.06) compared to the general software (ROC curve = 0.57, p = 0.31). Conclusions: Study’s results support the use of IVOCT to allow recognition of potential features that can predict the onset of new cerebral ischemic lesions. Additionally, IVOCT made it possible to evaluate specialized software's increased accuracy in the pre-operative evaluation of ICA atherosclerotic stenosis.
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Lo scopo del progetto è valorizzare lo scarto rappresentato da bucce e semi (o sansa di pomodoro) che si produce per la trasformazione industriale dei pomodori. In questa sperimentazione la sansa di pomodoro è stata essiccata con un prototipo funzionante con un flusso di aria non riscaldat,a valutandone l’efficacia nell’allungare la shelf life del sottoprodotto, limitando la degradazione termica del licopene. Sono state effettuate determinazioni dell’attività dell'acqua, della concentrazione di licopene e del profilo in composti volatili (mediante tecnica SPME-GC-MS) sia sul sottoprodotto fresco che su quello essiccato e poi conservato sottovuoto e al buio per diversi tempi: 0, 60, 80, 110 giorni. L'estrazione del licopene è avvenuta mediante l’utilizzo di DES (Deep Eutectic Solvents) con miscela di etil acetato/etil lattato 30/70 v/v: un approccio più sostenibile in linea con i principi della “Green Chemistry”. Grazie alla collaborazione con il gruppo di ricerca del Dipartimento di Nutrizione, Scienze degli Alimenti e Gastronomia dell’Università di Barcellona, si è proceduto anche ad un’analisi cromatografica (HPLC-DAD) per la determinazione qualitativa e quantitativa del beta-carotene, del licopene e dei suoi cis isomeri. L’alta deperibilità di questo sottoprodotto ne causa una rapidissima degradazione microbica. Una migliorata conservabilità permetterebbe il suo uso differito nel tempo, poiché la campagna del pomodoro avviene durante i pochi mesi estivi. Questo ne impedisce l’immediato uso durante le campagne di lavorazione di altri prodotti alimentari, che potrebbero così essere arricchiti degli antiossidanti e i pigmenti naturalmente presenti nelle bucce del pomodoro. L’orizzonte temporale di questo studio è stato scelto per comprendere se la stabilità del semilavorato essiccato potesse essere compatibile con la campagna olivicola (ottobre-novembre) per la produzione di oli co-franti arricchiti della frazione antiossidante liposolubile presente nel sottoprodotto.
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La maggior parte della rete viaria nazionale ha superato i 50 anni di vita, essendo stata progettata tra il dopo guerra e i primi anni ’70. Di conseguenza, le infrastrutture come ad esempio ponti e viadotti sono caratterizzate da un generalizzato stato di degrado. Nell’ottica delle verifiche di sicurezza delle opere in C.A.P. esistenti, quindi, conoscere la precompressione residua di un determinato elemento, con un certo grado di affidabilità, permette di valutare la necessità di intervento o meno sullo stesso. Tra le tecniche diagnostiche in maggior diffusione vi è quella del rilascio tensionale, che consiste nello stimare l’attuale stato di precompressione agente su specifiche sezioni di elementi precompressi a partire dal rilascio di deformazione di precompressione, agente sul calcestruzzo, isolandone una porzione tramite una serie di tagli fino al raggiungimento del completo rilascio. Esistono varie tecniche di rilascio tensionale ma nella letteratura scientifica non esiste ancora una robusta validazione di questi metodi dal punto di vista dell’affidabilità e dell’accuratezza. In questo lavoro di tesi sono state affrontate due tecniche, riconducibili a due macrogruppi di metodi di misura: metodo tramite la realizzazione di tagli inclinati o perpendicolari rispetto alla superficie del manufatto in calcestruzzo, al fine di estrarre un provino tronco piramidale; metodo tramite l’estrazione di una carota perpendicolare alla superficie del manufatto in calcestruzzo. L’obiettivo prefissato era la valutazione delle prove in termini di attendibilità dei risultati con, inoltre, una particolare attenzione all’invasività nei confronti della struttura e alla ripetibilità in situ. Per il lavoro di tesi sono state realizzate 10 colonne in cemento armato (C.A.) a cui, al fine di simulare uno stato di precompressione, è stata applicata una tensione nota di compressione per poi procedere con le prove di rilascio tensionale tramite i metodi considerati.