Eye-trauma: Event driven control software for gesture recognition in medical simulation

Il progetto Eye-Trauma si colloca all'interno dello sviluppo di un simulatore chirurgico per traumi alla zona oculare, sviluppato in collaborazione con Simulation Group in Boston, Harvard Medical School e Massachusetts General Hospital. Il simulatore presenta un busto in silicone fornito di moduli intercambiabili della zona oculare, per simulare diversi tipi di trauma. L'utilizzatore è chiamato ad eseguire la procedura medica di saturazione tramite degli strumenti chirurgici su cui sono installati dei sensori di forza e di apertura. I dati collezionati vengono utilizzati all'interno del software per il riconoscimento dei gesti e il controllo real-time della performance. L'algoritmo di gesture recognition, da me sviluppato, si basa sul concetto di macchine a stati; la transizione tra gli stati avviene in base agli eventi rilevati dal simulatore.

Profili di espressione genetica ed epigenetica ad impatto prognostico e predittivo nel carcinoma squamoso e nelle lesioni potenzialmente maligne del cavo orale

Il carcinoma squamoso orale (CSO) è spesso preceduto da lesioni definite potenzialmente maligne tra cui la leucoplachia e il lichen ma una diagnosi precoce avviene ancora oggi in meno della metà dei casi. Inoltre spesso un paziente trattato per CSO svilupperà secondi tumori. Scopo del lavoro di ricerca è stato: 1) Studiare, mediante metodica di next generation sequencing, lo stato di metilazione di un gruppo di geni a partire da prelievi brushing del cavo orale al fine di identificare CSO o lesioni ad alto rischio di trasformazione maligna. 2) Valurare la relazione esistente tra sovraespressione di p16INK4A e presenza di HPV in 35 pazienti affetti da lichen 3) Valutare la presenza di marker istopatologici predittivi di comparsa di seconde manifestazioni tumorali 4) valutare la relazione clonale tra tumore primitivo e metastasi linfonodale in 8 pazienti mediante 2 metodiche di clonalità differenti: l’analisi di mtDNA e delle mutazioni del gene TP53. I risultati hanno mostrato: 1) i geni ZAP70 e GP1BB hanno presentato un alterato stato di metilazione rispettivamente nel 100% e nel 90,9% di CSO e lesioni ad alto rischio, mentre non sono risultati metilati nei controlli sani; ipotizzando un ruolo come potenziali marcatori per la diagnosi precoce nel CSO. 2)Una sovraespressione di p16INK4A è risultata in 26/35 pazienti affetti da lichen ma HPV-DNA è stato identificato in soli 4 campioni. Nessuna relazione sembra essere tra sovraespressione di p16INK4A e virus HPV. 3)L’invasione perineurale è risultato un marker predittivo della comparsa di recidiva locale e metastasi linfonodale, mentre lo stato dei margini chirurgici si è rilevato un fattore predittivo per la comparsa di secondi tumori primitivi 4) Un totale accordo nei risultati c’è stato tra analisi di mtDNA e analisi di TP53 e le due metodiche hanno identificato la presenza di 4 metastasi linfonodali non clonalmente correlate al tumore primitivo.

Gestione Efficiente di Eventi Complessi su Piattaforma IoT ThingWorx

Nella prima parte di questa tesi viene introdotto il concetto di Internet of Things. Vengono discussi gli elementi costituitivi fondamentali di tale tecnologia, le differenti architetture proposte nel corso degli anni e le sfide che devono ancora essere affrontate per vedere realizzato l’IoT. Questa prima parte si conclude inoltre con due esempi di applicazione dell’IoT. Questi due esempi, Smart City e Smart Healthcare, hanno l’obbiettivo di evidenziare quali sono i vantaggi ed i servizi che possono essere offerti all’utente finale una volta applicato l’IoT. Nel secondo capitolo invece, vengono presentate le funzionalità della piattaforma IoT ThingWorx, la quale mette a disposizione un ambiente di sviluppo per applicazioni IoT con l’obbiettivo di ridurre i tempi e quindi anche i costi di sviluppo delle stesse. Questa piattaforma cerca di ridurre al minimo la necessità di scrivere codice, utilizzando un sistema di sviluppo di tipo “Drag and Drop”. ThingWorx mette anche a disposizione degli SDK per facilitare la programmazione dei device, gestendo soprattutto la parte di comunicazione nodo – piattaforma. Questo argomento viene trattato ampiamente nella parte finale di questo capitolo dopo aver visto quali sono i concetti fondamentali di modellazione e rappresentazione dei dati sui quali si basa la piattaforma. Nel terzo e ultimo capitolo di questa tesi viene presentato innanzitutto il tutorial Android di ThingWorx. Svolgere e successivamente estendere il tutorial ha evidenziato alcune limitazioni del modello iniziale e questo ci ha portato a progettare e sviluppare il componente Aggregated & Complex Event Manager per la gestione di eventi complessi e che permette di sgravare parzialmente la piattaforma da tale compito. La tesi si conclude evidenziando, tramite dei test, alcune differenze fra la situazione iniziale nella quale il componente non viene utilizzato e la situazione finale, nella quale invece viene usato.

Is adjuvant chemotherapy of benefit for postmenopausal women who receive endocrine treatment for highly endocrine-responsive, node-positive breast cancer? International Breast Cancer Study Group Trials VII and 12-93

To compare the efficacy of chemoendocrine treatment with that of endocrine treatment (ET) alone for postmenopausal women with highly endocrine responsive breast cancer. In the International Breast Cancer Study Group (IBCSG) Trials VII and 12-93, postmenopausal women with node-positive, estrogen receptor (ER)-positive or ER-negative, operable breast cancer were randomized to receive either chemotherapy or endocrine therapy or combined chemoendocrine treatment. Results were analyzed overall in the cohort of 893 patients with endocrine-responsive disease, and according to prospectively defined categories of ER, age and nodal status. STEPP analyses assessed chemotherapy effect. The median follow-up was 13 years. Adding chemotherapy reduced the relative risk of a disease-free survival event by 19% (P = 0.02) compared with ET alone. STEPP analyses showed little effect of chemotherapy for tumors with high levels of ER expression (P = 0.07), or for the cohort with one positive node (P = 0.03). Chemotherapy significantly improves disease-free survival for postmenopausal women with endocrine-responsive breast cancer, but the magnitude of the effect is substantially attenuated if ER levels are high.

Application of a dynamic event tree methodolgy to steam generator tube rupture sequences

The Integrated Safety Assessment (ISA) methodology, developed by the Spanish Nuclear Safety Council (CSN), has been applied to a thermo-hydraulical analysis of a Westinghouse 3-loop PWR plant by means of the dynamic event trees (DET) for Steam Generator Tube Rupture (SGTR) sequences. The ISA methodology allows obtaining the SGTR Dynamic Event Tree taking into account the operator actuation times. Simulations are performed with SCAIS (Simulation Code system for Integrated Safety Assessment), which includes a dynamic coupling with MAAP thermal hydraulic code. The results show the capability of the ISA methodology and SCAIS platform to obtain the DET of complex sequences.

Solution structure of the A loop of 23S ribosomal RNA

The A loop is an essential RNA component of the ribosome peptidyltransferase center that directly interacts with aminoacyl (A)-site tRNA. The A loop is highly conserved and contains a ubiquitous 2′-O-methyl ribose modification at position U2552. Here, we present the solution structure of a modified and unmodified A-loop RNA to define both the A-loop fold and the structural impact of the U2552 modification. Solution data reveal that the A-loop RNA has a compact structure that includes a noncanonical base pair between C2556 and U2552. NMR evidence is presented that the N3 position of C2556 has a shifted pKa and that protonation at C2556-N3 changes the C-U pair geometry. Our data indicate that U2552 methylation modifies the A-loop fold, in particular the dynamics and position of residues C2556 and U2555. We compare our structural data with the structure of the A loop observed in a recent 50S crystal structure [Ban, N., Nissen, P., Hansen, J., Moore, P. B. & Steitz, T. A. (2000) Science 289, 905–920; Nissen, P., Hansen, J., Ban, N., Moore, P. B. & Steitz, T. A. (2000) Science 289, 920–930]. The solution and crystal structures of the A loop are dramatically different, suggesting that a structural rearrangement of the A loop must occur on docking into the peptidyltransferase center. Possible roles of this docking event, the shifted pKa of C2556 and the U2552 2′-O-methylation in the mechanism of translation, are discussed.

Stepwise Photoinhibition of Photosystem II1 : Studies with Synechocystis Species PCC 6803 Mutants with a Modified D-E Loop of the Reaction Center Polypeptide D1

Several mutant strains of Synechocystis sp. PCC 6803 with large deletions in the D-E loop of the photosystem II (PSII) reaction center polypeptide D1 were subjected to high light to investigate the role of this hydrophilic loop in the photoinhibition cascade of PSII. The tolerance of PSII to photoinhibition in the autotrophic mutant ΔR225-F239 (PD), when oxygen evolution was monitored with 2,6-dichloro-p-benzoquinone and the equal susceptibility compared with control when monitored with bicarbonate, suggested an inactivation of the QB-binding niche as the first event in the photoinhibition cascade in vivo. This step in PD was largely reversible at low light without the need for protein synthesis. Only the next event, inactivation of QA reduction, was irreversible and gave a signal for D1 polypeptide degradation. The heterotrophic deletion mutants ΔG240-V249 and ΔR225-V249 had severely modified QB pockets, yet exhibited high rates of 2,6-dichloro-p-benzoquinone-mediated oxygen evolution and less tolerance to photoinhibition than PD. Moreover, the protein-synthesis-dependent recovery of PSII from photoinhibition was impaired in the ΔG240-V249 and ΔR225-V249 mutants because of the effects of the mutations on the expression of the psbA-2 gene. No specific sequences in the D-E loop were found to be essential for high rates of D1 polypeptide degradation.

A loop-loop "kissing" complex is the essential part of the dimer linkage of genomic HIV-1 RNA.

RNA-RNA interactions govern a number of biological processes. Several RNAs, including natural sense and antisense RNAs, interact by means of a two-step mechanism: recognition is mediated by a loop-loop complex, which is then stabilized by formation of an extended intermolecular duplex. It was proposed that the same mechanism holds for dimerization of the genomic RNA of human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1), an event thought to control crucial steps of HIV-1 replication. However, whereas interaction between the partially self-complementary loop of the dimerization initiation site (DIS) of each monomer is well established, formation of the extended duplex remained speculative. Here we first show that in vitro dimerization of HIV-1 RNA is a specific process, not resulting from simple annealing of denatured molecules. Next we used mutants of the DIS to test the formation of the extended duplex. Four pairs of transcomplementary mutants were designed in such a way that all pairs can form the loop-loop "kissing" complex, but only two of them can potentially form the extended duplex. All pairs of mutants form heterodimers whose thermal stability, dissociation constant, and dynamics were analyzed. Taken together, our results indicate that, in contrast with the interactions between natural sense and antisense RNAs, no extended duplex is formed during dimerization of HIV-1 RNA. We also showed that 55-mer sense RNAs containing the DIS are able to interfere with the preformed HIV-1 RNA dimer.

Event-based visual servoing with features’ prediction

Event-based visual servoing is a recently presented approach that performs the positioning of a robot using visual information only when it is required. From the basis of the classical image-based visual servoing control law, the scheme proposed in this paper can reduce the processing time at each loop iteration in some specific conditions. The proposed control method enters in action when an event deactivates the classical image-based controller (i.e. when there is no image available to perform the tracking of the visual features). A virtual camera is then moved through a straight line path towards the desired position. The virtual path used to guide the robot improves the behavior of the previous event-based visual servoing proposal.

Business Process Management and Process Mining within a Real Business Environment: An Empirical Analysis of Event Logs Data in a Consulting Project

Il presente elaborato esplora l’attitudine delle organizzazioni nei confronti dei processi di business che le sostengono: dalla semi-assenza di struttura, all’organizzazione funzionale, fino all’avvento del Business Process Reengineering e del Business Process Management, nato come superamento dei limiti e delle problematiche del modello precedente. All’interno del ciclo di vita del BPM, trova spazio la metodologia del process mining, che permette un livello di analisi dei processi a partire dagli event data log, ossia dai dati di registrazione degli eventi, che fanno riferimento a tutte quelle attività supportate da un sistema informativo aziendale. Il process mining può essere visto come naturale ponte che collega le discipline del management basate sui processi (ma non data-driven) e i nuovi sviluppi della business intelligence, capaci di gestire e manipolare l’enorme mole di dati a disposizione delle aziende (ma che non sono process-driven). Nella tesi, i requisiti e le tecnologie che abilitano l’utilizzo della disciplina sono descritti, cosi come le tre tecniche che questa abilita: process discovery, conformance checking e process enhancement. Il process mining è stato utilizzato come strumento principale in un progetto di consulenza da HSPI S.p.A. per conto di un importante cliente italiano, fornitore di piattaforme e di soluzioni IT. Il progetto a cui ho preso parte, descritto all’interno dell’elaborato, ha come scopo quello di sostenere l’organizzazione nel suo piano di improvement delle prestazioni interne e ha permesso di verificare l’applicabilità e i limiti delle tecniche di process mining. Infine, nell’appendice finale, è presente un paper da me realizzato, che raccoglie tutte le applicazioni della disciplina in un contesto di business reale, traendo dati e informazioni da working papers, casi aziendali e da canali diretti. Per la sua validità e completezza, questo documento è stata pubblicato nel sito dell'IEEE Task Force on Process Mining.