Progettazione ed implementazione di un prototipo per la geolocalizzazione indoor dei device wifi in ambito aeroportuale.

Nel documento vengono trattate le principali tecniche di geolocalizzazione basate sull'elaborazione dei segnali elettromagnetici ricevuti. E' altresì introdotto un sistema di remote positioning basato su test di prossimità rafforzato tramite machine learning tramite un approccio simulativo ed una implementazione reale.

Comunicazione device-to-device attraverso tecnologia WiFi-Direct: una valutazione sperimentale

Tesi di Laurea relativa allo studio della tecnologia Wi-Fi Direct in ambito Android attraverso test specifici.

Design and fluid dynamic analysis of a custom drip chamber in a medical disposable device

Negli ultimi anni, parallelamente allo sviluppo di calcolatori elettronici sempre più performanti, la fluidodinamica computazionale è diventata uno strumento di notevole utilità nell’analisi dei flussi e nello sviluppo di dispositivi medici. Quando impiegate nello studio di flussi di fluidi fisiologici, come il sangue, il vantaggio principale delle analisi CFD è che permettono di caratterizzare il comportamento fluidodinamico senza dover eseguire test in-vivo/in-vitro, consentendo quindi notevoli vantaggi in termini di tempo, denaro e rischio derivante da applicazioni mediche. Inoltre, simulazioni CFD offrono una precisa e dettagliata descrizione di ogni parametro di interesse permettendo, già in fase di progettazione, di prevedere quali modifiche al layout garantiranno maggiori vantaggi in termini di funzionalità. Il presente lavoro di tesi si è posto l’obiettivo di valutare, tramite simulazioni CFD, le performances fluidodinamiche del comparto sangue “camera venosa” di un dispositivo medico monouso Bellco impiegato nella realizzazione di trattamenti di emodialisi. Dopo una panoramica del contesto, è presentata una breve descrizione della disfunzione renale e dei trattamenti sostitutivi. Notevole impegno è stato in seguito rivolto allo studio della letteratura scientifica in modo da definire un modello reologico per il fluido non-Newtoniano preso in considerazione e determinarne i parametri caratteristici. Il terzo capitolo presenta lo stato dell’arte delle apparecchiature Bellco, rivolgendosi con particolare attenzione al componente “cassette” del dispositivo monouso. L’analisi fluidodinamica del compartimento “camera venosa” della cassette, che sarà presa in considerazione nei capitoli quinto e sesto, si inserisce nell’ambito della riprogettazione del dispositivo attualmente in commercio: il quarto capitolo si incentra sul suo nuovo design, ponendo specifico interesse sul layout della camera venosa di nuova generazione. Per lo studio dei flussi che si sviluppano internamente ad essa ci si è avvalsi del modulo CFD del software COMSOL multiphysics® (versione 5.0); la definizione del modello implementato e della tipologia di studio effettuato sono presi in considerazione nel quinto capitolo. Le problematiche di maggior impatto nella realizzazione di un trattamento di emodialisi sono l’emolisi e la coagulazione del sangue. Nell'evenienza che si verifichino massivamente occorre infatti interrompere il trattamento con notevoli disagi per il paziente, per questo devono essere evitate. Nel sesto capitolo i risultati ottenuti sono stati esaminati rivolgendo particolare attenzione alla verifica dell’assenza di fenomeni che possano portare alle problematiche suddette.

Set up of a procedure for correlation analysis between current discharge and dose delivery in a pulsed power plasma device for medical application

This thesis work aims to find a procedure for isolating specific features of the current signal from a plasma focus for medical applications. The structure of the current signal inside a plasma focus is exclusive of this class of machines and a specific analysis procedure has to be developed. The hope is to find one or more features that shows a correlation with the dose erogated. The study of the correlation between the current discharge signal and the dose delivered by a plasma focus could be of some importance not only for the practical application of dose prediction but also for expanding the knowledge anbout the plasma focus physics. Vatious classes of time-frequency analysis tecniques are implemented in order to solve the problem.

Two-dimensional relaxation-diffusion analysis to study water compartmentalization in cells by a single-sided NMR device

In questo lavoro di tesi è presentato un metodo per lo studio della compartimentalizzazione dell’acqua in cellule biologiche, mediante lo studio dell’autodiffusione delle molecole d’acqua tramite uno strumento NMR single-sided. Le misure sono state eseguite nel laboratorio NMR all’interno del DIFA di Bologna. Sono stati misurati i coefficienti di autodiffusione di tre campioni in condizione bulk, ottenendo risultati consistenti con la letteratura. È stato poi analizzato un sistema cellulare modello, Saccharomyces cerevisiae, allo stato solido, ottimizzando le procedure per l’ottenimento di mappe di correlazione 2D, aventi come assi il coefficiente di autodiffusione D e il tempo di rilassamento trasversale T2. In questo sistema l’acqua è confinata e l’autodiffusione è ristretta dalle pareti cellulari, si parla quindi di coefficiente di autodiffusione apparente, Dapp. Mediante le mappe sono state individuate due famiglie di nuclei 1H. Il campione è stato poi analizzato in diluizione in acqua distillata, confermando la separazione del segnale in due distinte famiglie. L’utilizzo di un composto chelato, il CuEDTA, ha permesso di affermare che la famiglia con il Dapp maggiore corrisponde all’acqua esterna alle cellule. L’analisi dei dati ottenuti sulle due famiglie al variare del tempo lasciato alle molecole d’acqua per la diffusione hanno portato alla stima del raggio dei due compartimenti: r=2.3±0.2µm per l’acqua extracellulare, r=0.9±0.1µm per quella intracellulare, che è probabilmente acqua scambiata tra gli organelli e il citoplasma. L’incertezza associata a tali stime tiene conto soltanto dell’errore nel calcolo dei parametri liberi del fit dei dati, è pertanto una sottostima, dovuta alle approssimazioni connesse all’utilizzo di equazioni valide per un sistema poroso costituito da pori sferici connessi non permeabili. Gli ordini di grandezza dei raggi calcolati sono invece consistenti con quelli osservabili dalle immagini ottenute con il microscopio ottico.

Wearable device e User Experience

La tesi tratta in modo approfondito il concetto di wearable device, i suoi utilizzi e l'esperienza d'uso da parte dell'utente soffermando l'attenzione sui principali dispositivi presenti in commercio e non. Nello specifico vengono trattati smart watch, smart glass e visori per la realta virtuale. Nella sezione conclusiva vengono trattati gli standard ISO relativi all'ergonomia degli utenti con i computer, descrivendo nel dettaglio le direttive che sono presentate nello standard ISO 9241:210-2010.

In Vivo Evaluation of the Phenox CRC Mechanical Thrombectomy Device in a Swine Model of Acute Vessel Occlusion

Mechanical thrombectomy in ischemic stroke is of increasing interest as it is a promising strategy for fast and efficient recanalization. Several thrombectomy devices have been introduced to the armentarium of mechanical thrombectomy. Currently, new devices are under development and are continuously added to the neurointerventional tool box. Each device advocated so far has a different design and mechanical properties in terms of thrombus-device interaction. Therefore, a systematic evaluation under standardized conditions in vivo of these new devices is needed. The purpose of this study was to evaluate the efficiency, thrombus-device interaction, and potential complications of the novel Phenox CRC for distal mechanical thrombectomy in vivo. The device was evaluated in an established animal model in the swine. Recanalization rate, thromboembolic events, vasospasm, and complications were assessed. Radiopaque thrombi (2 cm length) were used for the visualization of thrombus-device interaction during retrieval. The Phenox CRC (4 mm diameter) was assessed in 15 vessel occlusions. For every occlusion a maximum of 3 retrieval attempts were performed. Complete recanalization (TICI 3/TIMI 3) was achieved in 86.7% of vessel occlusions. In 66.7% (10/15), the first retrieval attempt was successful, and in 20% (3/15), the second attempt led to complete recanalization of the parent artery. In 2 cases (13.3%) thrombus retrieval was not successful (TICI 0/TIMI 0). In 1 case (6.7%) a minor embolic event occurred in a small side branch. No distal thromboembolic event was observed during the study. Thrombus-device interaction illustrated the entrapment of the thrombus by the microfilaments and the proximal cage of the device. No significant thrombus compression was observed. No vessel perforation, dissection, or fracture of the device occurred. In this small animal study, the Phenox CRC was a safe and effective device for mechanical thrombectomy. The unique design with a combination of microfilaments and proximal cage reduces thrombus compression with a consequently high recanalization and low complication rate.

In vivo performance of a laser fluorescence device for the approximal detection of caries in permanent molars

OBJECTIVES: The aim of this randomised clinical trial was to investigate if a laser fluorescence device is able to discriminate between sound and carious approximal sites and between enamel and dentinal lesions, as well as to find appropriate cut-off values. METHODS: One hundred and seventeen sound or uncavitated carious sites in permanent molars were visually and radiographically examined, then either opened or not, after which their laser fluorescence was measured. Forty-three lesions were opened, the caries removed and the clinically identified caries depths were registered in addition to the radiographical scoring. Seventy-four sites were radiographically deemed sound or had enamel caries and were not opened. Here, the radiographical scorings were registered. RESULTS: Taking the radiographic scoring as gold standard for all investigated approximal sites, sound sites (D(0), n=40) showed significantly lower laser fluorescence measurements than carious sites (D(1-4), n=77) (Mann-Whitney test, P<0.025) suggesting a cut-off at 7 (sensitivity=0.68, specificity=0.7). Comparing measurements of D(0-2) (n=74) and D(3,4) (n=43), the results were also different by a statistically significant amount (P<0.025) and the cut-off calculated to be 16 (sensitivity=0.6, specificity=0.84). A fair positive correlation between laser fluorescence values and radiographical scoring was found (rho=+0.47, P<0.01). Analysing the 43 opened lesions with their clinically found lesion depths as gold standard, there was a fair positive correlation to the laser fluorescence values (rho=+0.34, P=0.03) and a moderately strong correlation to the radiographic scoring (rho=+0.67, P<0.01). CONCLUSION: The device may be an adjunct tool in the approximal detection of caries along with established procedures.

Treatment of peri-implantitis using an Er:YAG laser or an air-abrasive device: a randomized clinical trial

Non-surgical peri-implantitis therapies appear to be ineffective. Limited data suggest that ER:YAG laser therapy improves clinical conditions. The present study aimed at comparing the treatment effects between air-abrasive (AM) and Er:YAG laser (LM) mono-therapy in cases with severe peri-implantitis.

Autotransfusion system or integrated automatic suction device in minimized extracorporeal circulation: influence on coagulation and inflammatory response

To measure surrogate markers of coagulation activation as well as of the systemic inflammatory response in patients undergoing primary elective coronary artery bypass grafting (CABG) using either the so-called Smart suction device or a continuous autotransfusion system (C.A.T.S.®).

Design of a semi-implantable hearing device for direct acoustic cochlear stimulation

A new hearing therapy based on direct acoustic cochlear stimulation was developed for the treatment of severe to profound mixed hearing loss. The device efficacy was validated in an initial clinical trial with four patients. This semi-implantable investigational device consists of an externally worn audio processor, a percutaneous connector, and an implantable microactuator. The actuator is placed in the mastoid bone, right behind the external auditory canal. It generates vibrations that are directly coupled to the inner ear fluids and that, therefore, bypass the external and the middle ear. The system is able to provide an equivalent sound pressure level of 125 dB over the frequency range between 125 and 8000 Hz. The hermetically sealed actuator is designed to provide maximal output power by keeping its dimensions small enough to enable implantation. A network model is used to simulate the dynamic characteristics of the actuator to adjust its transfer function to the characteristics of the middle ear. The geometry of the different actuator components is optimized using finite-element modeling.

Danger assessment of a spring-gun device (muzzleloader) loaded only with black powder

We report a case involving a spring-gun device (muzzleloader) loaded solely with gunpowder, installed next to shoes to prevent the neighbors' puppy from removing them. The booby trap was triggered by the 15-year-old dog-owners son when he tried to put the shoes out of the reach of the puppy. The boy suffered second degree superficial burns located mainly at the dorsal side of the right hand and fingers. To estimate the danger of the used weapon, several tests were undertaken on soap blocks from different distances and with different loads of black powder. The particle density per mm and the depth of black powder tattooing in the soap was compared with the boy's injuries, and found conclusive with the gun-owners statement regarding the loading of the weapon. Furthermore, our experiments indicated that the gunpowder load involved was not able to inflict permanent damage, not even to the eyes, at the here estimated firing distance.