Valutazione dosimetrica e aspetti tecnici di trattamenti VMAT (Volumetric Modulated Arc Therapy) in radioterapia oncologica

La VMAT (Volumetric Modulated Arc Therapy) è una delle più recenti tecniche radioterapiche, in cui, oltre alla modulazione geometrica della fluenza del campo di radiazione come avviene nell’IMRT (Intensity Modulated Radiotherapy), sono variati durante il trattamento anche la velocità del gantry e il rateo di dose. La radiazione è erogata senza interruzioni lungo uno o più archi continui della testata dell’acceleratore, così da ridurre i tempi di trattamento in modo sostanziale rispetto all’IMRT. Nelle tecniche ad intensità modulata, ed in particolare nella VMAT, il lettino porta paziente modifica la distribuzione di dose durante gli irraggiamenti posteriori, riducendo quella al target e aumentando quella superficiale. Il presente lavoro di tesi, che ha proprio l’obiettivo di valutare questi aspetti dosimetrici in un’ottica pre-clinica, è stato svolto presso il Servizio di Fisica Sanitaria del Policlinico S.Orsola–Malpighi, Azienda Ospedaliero-Universitaria di Bologna. Le misure sono state effettuate presso le U.O. Radioterapia-Morganti e Radioterapia-Frezza f.f. della medesima Azienda Sanitaria, al fine di caratterizzare dal punto di vista dosimetrico il lettino di trattamento iBEAM evo dell’acceleratore lineare Synergy Elekta. L’attenuazione misurata in caso di incidenza perpendicolare del fascio sul lettino, in buon accordo con gli articoli di riferimento, è stata: (2.81±0.06)% per fotoni di energia di 6 MV, (1.81±0.10)% a 10 MV e (1.38±0.05)% a 15 MV. L’attenuazione massima misurata con fotoni di energia di 6 MV si è avvicinata al 4% negli irraggiamenti obliqui. Infine, è stato analizzato il confronto con statistica gamma fra distribuzione di dose pianificata e misurata prima e dopo aver modellizzato le caratteristiche del lettino nel software per l’elaborazione del piano di trattamento. Solo dopo tale operazione, i due casi VMAT analizzati (tumore dell’orofaringe e prostatico) superano i criteri più restrittivi e affidabili utilizzati nella pratica clinica.

Biomechanical modeling of parotid glands morphing in head & neck radiation therapy treatments

Durante i trattamenti radioterapici dei pazienti oncologici testa-collo, le ghiandole parotidee (PGs) possono essere indebitamente irradiate a seguito di modificazioni volumetriche-spaziali inter/intra-frazione causate da fattori quali il dimagrimento, l’esposizione a radiazioni ionizzanti ed il morphing anatomico degli organi coinvolti nelle aree d’irraggiamento. Il presente lavoro svolto presso la struttura di Fisica Medica e di Radioterapia Oncologica dell’A.O.U di Modena, quale parte del progetto di ricerca del Ministero della Salute (MoH2010, GR-2010-2318757) “ Dose warping methods for IGRT and Adaptive RT: dose accumulation based on organ motion and anatomical variations of the patients during radiation therapy treatments ”, sviluppa un modello biomeccanico in grado di rappresentare il processo di deformazione delle PGs, considerandone la geometria, le proprietà elastiche e l'evoluzione durante il ciclo terapeutico. Il modello di deformazione d’organo è stato realizzato attraverso l’utilizzo di un software agli elementi finiti (FEM). Molteplici superfici mesh, rappresentanti la geometria e l’evoluzione delle parotidi durante le sedute di trattamento, sono state create a partire dai contorni dell’organo definiti dal medico radioterapista sull’immagine tomografica di pianificazione e generati automaticamente sulle immagini di setup e re-positioning giornaliere mediante algoritmi di registrazione rigida/deformabile. I constraints anatomici e il campo di forze del modello sono stati definiti sulla base di ipotesi semplificative considerando l’alterazione strutturale (perdita di cellule acinari) e le barriere anatomiche dovute a strutture circostanti. L’analisi delle mesh ha consentito di studiare la dinamica della deformazione e di individuare le regioni maggiormente soggette a cambiamento. Le previsioni di morphing prodotte dal modello proposto potrebbero essere integrate in un treatment planning system per metodiche di Adaptive Radiation Therapy.

Risorse idriche sotterranee del continente africano: disponibilità e prospettive di gestione

L’acqua è uno dei principali fattori per la crescita socio-economica e lo sviluppo del continente africano. Il continente africano dispone di ingenti risorse idriche, ma le complessità naturali caratteristiche di alcune regioni del continente e la frequente assenza di una corretta pianificazione della loro gestione ne riduce ad oggi il potenziale in maniera significativa. L’utilizzo delle risorse idriche in Africa è destinato ad incrementare sensibilmente nel corso dei prossimi decenni, come risultato della crescita demografica e dei fabbisogni nell’agricoltura. Le risorse idriche sotterranee giocano un importante ruolo in tale scenario in quanto molti paesi africani caratterizzati da scarsità d’acqua dispongono di sostanziali riserve idriche sotterranee e l’accesso a tali risorse, ancorché limitate, è largamente diffuso nel continente. Si stima che il totale delle risorse idriche sotterranee sia di 0,66 milioni di km cubi. Le risorse sotterranee sono largamente distribuite: i maggiori volumi sono localizzati nei larghi acquiferi sedimentari nelle regioni del nord Africa. Per molti paesi africani pozzi appropriatamente ubicati sono in grado di sostenere le comunità con l’estrazione manuale mediante pompe con una portata di 0,1-0,3 l/s. Grandi impianti di produzione da acquifero (>5 l/s), che siano adatti per lo sviluppo urbano o produzioni agricole intensive, non sono ancora diffusi e sono limitati ad aree particolari. La disponibilità ed accessibilità delle acque sotterranee in gran parte dell’Africa è favorevole ad uno sviluppo rurale piuttosto che urbano. Il maggiore fattore limitante per una gestione sostenibile delle risorse sotterranee è dato dalla necessità di identificare se le acque sotterranee sono rinnovabili (ed in quale misura) o meno, al fine di programmare le corrette politiche gestionali nel tempo.

L'analisi del costo globale per il retrofit energetico applicata ad un caso di studio di edilizia residenziale.

Nell’ottica della pianificazione di interventi di Retrofit Energetico che possano migliorare l’efficienza energetica del comparto edilizio-residenziale, in relazione agli obiettivi della vigente normativa energetica di ispirazione comunitaria, obiettivo della tesi è la ricerca e validazione di strumenti economici che possano guidare le committenze nella scelta del migliore rapporto tra costi e benefici delle opere. La tesi affronta l’approccio dell’analisi del Costo Globale come previsto dalla normativa comunitaria formato dalla direttiva 2010/31/UE sulla prestazione energetica degli edifici, dal regolamento delegato UE n°244 del 16 gennaio 2012 e dalla norma EN 15459 del 2008. Obiettivo è la comparazione di tre interventi alternativi di retrofit energetico per un edificio ad uso misto sito nel centro di Bologna. Si tratta di interventi mirati all’efficientamento e all’abbattimento del fabbisogno energetico per la climatizzazione invernale dello stabile, con gradi successivi di approfondimento, come definiti dalla attuale normativa (ristrutturazione importante di primo livello, di secondo livello e riqualificazione energetica). Lo studio si sviluppa definendo le criticità dello stato attuale del costruito e i possibili interventi migliorativi necessari. Definiti i pacchetti tecnici delle soluzioni di intervento si è passato alla ricerca dei dati necessari comprendenti dati finanziari su tassi di sconto e di inflazione e sui costi di investimento iniziali, costi di gestione e manutenzione, costi di sostituzione e costi energetici relativi alle varie alternative di progetto. I risultati dell’analisi economica delle alternative progettuali, nel periodo di studio considerato, vengono poi confrontati con i dati relativi all’impatto energetico e delle emissioni di CO2 e con le relative classi energetiche.

Progettazione e Sviluppo di un Sistema di Proactive Alerting all'interno di una piattaforma di Big Data Analytics

Il lavoro presentato in questo elaborato tratterà lo sviluppo di un sistema di alerting che consenta di monitorare proattivamente una o più sorgenti dati aziendali, segnalando le eventuali condizioni di irregolarità rilevate; questo verrà incluso all'interno di sistemi già esistenti dedicati all'analisi dei dati e alla pianificazione, ovvero i cosiddetti Decision Support Systems. Un sistema di supporto alle decisioni è in grado di fornire chiare informazioni per tutta la gestione dell'impresa, misurandone le performance e fornendo proiezioni sugli andamenti futuri. Questi sistemi vengono catalogati all'interno del più ampio ambito della Business Intelligence, che sottintende l'insieme di metodologie in grado di trasformare i dati di business in informazioni utili al processo decisionale. L'intero lavoro di tesi è stato svolto durante un periodo di tirocinio svolto presso Iconsulting S.p.A., IT System Integrator bolognese specializzato principalmente nello sviluppo di progetti di Business Intelligence, Enterprise Data Warehouse e Corporate Performance Management. Il software che verrà illustrato in questo elaborato è stato realizzato per essere collocato all'interno di un contesto più ampio, per rispondere ai requisiti di un cliente multinazionale leader nel settore della telefonia mobile e fissa.

Effects of vessel traffic on relative abundance and behaviour of cetaceans : the case of the bottlenose dolphins in the Archipelago de La Maddalena, north-western Mediterranean sea

Acknowledgements This study was part of the Tursiops Project of the Dolphin Research Centre of Caprera, La Maddalena. Financial and logistical support was provided by the Centro Turistico Studentesco (CTS) and by the National Park of the Archipelago de La Maddalena. We thank the Natural Reserve of Bocche di Bonifacio for the support provided during data collection. The authors thank the numerous volunteers of the Caprera Dolphin Research Centre and especially Marco Ferraro, Mirko Ugo, Angela Pira and Maurizio Piras whose assistance during field observation and skills as a boat driver were invaluable.

Analisi del ruolo del porto di Ravenna nell’import/export di prodotti ortofrutticoli

L'elaborato tratta il ruolo del porto di Ravenna nell'import/export di prodotti ortofrutticoli. Dopo una accurata analisi dei dati, lo studio delle rotte marittime e l'uso di Dbms per gestire un database complesso, si propone un modello di programmazione lineare intera su un problema di ship routing, ship scheduling e full ship-load balancing. L'obiettivo è di massimizzare il profitto derivante da un prezzo di vendita e soggetto ai vari costi della logistica. Il modello sceglie la rotta ottimale da effettuare, in termini di ordine di visita dei vari porti che hanno un import e un export dei prodotti studiati. Inoltre, è in grado di gestire lo scorrere del tempo, fornendo come soluzione il giorno ottimale di visita dei vari porti considerati. Infine, trova la ripartizione ottima del numero di container a bordo della nave per ogni tipologia di prodotto.

Schedulazione delle rotte marittime nel settore ortofrutticolo. Modelli e Metodi

Il trasporto marittimo è una delle modalità più utilizzate soprattutto per la movimentazione di grandi volumi di prodotti tra i continenti in quanto è a basso costo, sicuro e meno inquinante rispetto ad altri mezzi di movimentazione. Ai giorni nostri è responsabile di circa l’80% del commercio globale (in volume di carichi trasportati). Il settore del trasporto marittimo ha avuto una lunga tradizione di pianificazione manuale effettuata da progettisti esperti.
 L’obiettivo principale di questa trattazione è stato quello di implementare un modello matematico lineare (MILP, Mixed-Integer Linear Programming Model) per l’ottimizzazione delle rotte marittime nell’ambito del mercato orto-frutticolo che si sviluppa nel bacino del Mediterraneo (problema di Ship-Scheduling). Il modello fornito in questa trattazione è un valido strumento di supporto alle decisioni che può utilizzare uno spedizioniere nell’ambito della pianificazione delle rotte marittime della flotta di navi in suo possesso. Consente di determinare l’insieme delle rotte ottimali che devono essere svolte da un insieme di vettori al fine di massimizzare il profitto complessivo dello spedizioniere, generato nell’arco di tempo considerato. Inoltre, permette di ottenere, per ogni nave considerata, la ripartizione ottimale della merce (carico ottimale).

Green Infrastructure and climate change adaptation

One of the main challenges urban areas, and more particularly the compact ones, are facing is their adaptation to climate change. In recent years, is had been recognized that a more ecosystem approach to spatial planning can play a critical role in meeting these challenges. Green Infrastructure (GI) and its integration in spatial planning emerges as one of the most appropriate and effective ways to improve microclimate and tackle the impacts of climate change and mainly the Urban Heat Island (UHI) effect. This paper initially attempts to clarify the term GI and portrays its benefits and its role as an important spatial planning tool to fulfill different environmental, social and economic needs of urban areas. Then, the paper proceeds to an empirical evaluation of the role of GI in reducing the vulnerability to UHI effect in a compact urban area of the city of Thessaloniki. For this reason, a simple methodology is developed with a twofold purpose: to recognize the risks posed by climate change and especially UHI and to assess the potential offered by available in a compact area GI assets as well as by their redesign in order to maximize their contribution to climate change adaptation.

"Natural" disasters as (neo-liberal) opportunity? Discussing post-hurricane Katrina urban regeneration in New Orleans

By providing a wide literature review, post-hurricane Katrina uneven urban regeneration in New Orleans is presented here by framing it within a historical perspective in order to underline how environmental threats too often seem to be not so much “natural” but rather man-made as well as to highlight both the reasons and the ways in which, in post-disaster reconstruction, competitive growth has been valued over equity, by directly benefiting those who were already the most advantaged. The aim is to highlight how environmental disasters can be considered as socially constructed phenomena, as they cannot be seen as a single event but rather as a process made by a series of progressive steps occurring within different spheres, which do not necessarily concern the environment only.

Cities at risk: status of Italian planning system in reducing seismic and hydrological risks

Italy and its urban systems are under high seismic and hydrogeological risks. The awareness about the role of human activities in the genesis of disasters is achieved in the scientific debate, as well as the role of urban and regional planning in reducing risks. The paper reviews the state of Italian major cities referred to hydrogeological and seismic risk by: 1) extrapolating data and maps about seismic hazard and landslide risk concerning cities with more than 50.000 inhabitants and metropolitan contexts, and 2) outlining how risk reduction is framed in Italian planning system (at national and regional levels). The analyses of available data and the review of the normative framework highlight the existing gaps in addressing risk reduction: nevertheless a wide knowledge about natural risks afflicting Italian territory and an articulated regulatory framework, the available data about risks are not exhaustive, and risk reduction policies and multidisciplinary pro-active approaches are only partially fostered and applied.

Surface thermal analysis of North Brabant cities and neighbourhoods during heat waves

The urban heat island effect is often associated with large metropolises. However, in the Netherlands even small cities will be affected by the phenomenon in the future (Hove et al., 2011), due to the dispersed or mosaic urbanisation patterns in particularly the southern part of the country: the province of North Brabant. This study analyses the average night time land surface temperature (LST) of 21 North-Brabant urban areas through 22 satellite images retrieved by Modis 11A1 during the 2006 heat wave and uses Landsat 5 Thematic Mapper to map albedo and normalized difference temperature index (NDVI) values. Albedo, NDVI and imperviousness are found to play the most relevant role in the increase of nighttime LST. The surface cover cluster analysis of these three parameters reveals that the 12 “urban living environment” categories used in the region of North Brabant can actually be reduced to 7 categories, which simplifies the design guidelines to improve the surface thermal behaviour of the different neighbourhoods thus reducing the Urban Heat Island (UHI) effect in existing medium size cities and future developments adjacent to those cities.

Aspects of Land Take in the Metropolitan Area of Naples

Land take is a phenomenon of great concern nowadays because of the large number of its negative impacts regarding biological, economic and social balance. In Italy, the development of urban and other artificial land has been irreversibly transforming a nonrenewable resource such as soil, regardless the almost constant population rate, with different speed depending of the region considered. The aim of this paper is to analyze the phenomenon in the metropolitan area of Naples, which is an area highly affected by territorial aggression of human matrix. The data used are both by the Institute for Environmental Protection and Research (ISPRA) Report 2015 on the usage of the land and by ISTAT relating to the resident population up to the 1st of January 2015 and the extension of land for agricultural use (Census 2010). The mathematical combination of this data creates a new indicator that can be referred to as “residual land”; this residual area is of great extension with many different characteristics and it could represent the area where the phenomenon of land take most occurs. The identification, measurement and analysis of “residual land” provide new insights on the evolution of land take and this new indicator can represent a critical element to work on to prevent future land transformation and protect natural and agricultural areas within the Italian context.

Reviews pages: Extreme weather events caused by climate change

Starting from the relationship between urban planning and mobility management, TeMA has gradually expanded the view of the covered topics, always remaining in the groove of rigorous scientific in-depth analysis. During the last two years a particular attention has been paid on the Smart Cities theme and on the different meanings that come with it. The last section of the journal is formed by the Review Pages. They have different aims: to inform on the problems, trends and evolutionary processes; to investigate on the paths by highlighting the advanced relationships among apparently distant disciplinary fields; to explore the interaction’s areas, experiences and potential applications; to underline interactions, disciplinary developments but also, if present, defeats and setbacks. Inside the journal the Review Pages have the task of stimulating as much as possible the circulation of ideas and the discovery of new points of view. For this reason the section is founded on a series of basic’s references, required for the identification of new and more advanced interactions. These references are the research, the planning acts, the actions and the applications, analysed and investigated both for their ability to give a systematic response to questions concerning the urban and territorial planning, and for their attention to aspects such as the environmental sustainability and the innovation in the practices. For this purpose the Review Pages are formed by five sections (Web Resources; Books; Laws; Urban Practices; News and Events), each of which examines a specific aspect of the broader information storage of interest for TeMA.