Scheda di controllo JTAG per l'elettronica di readout del pixel detector dell'esperimento ATLAS

Il sistema di acquisizione dati del nuovo layer IBL di ATLAS conta attualmente 15 schede ROD attive sull’esperimento. In ognuna di queste schede sono presenti due catene JTAG per la programmazione e il test. La prima catena è facilmente accessibile da remoto tramite uno standard VME o Ethernet, mentre la seconda è accessibile solo tramite un programmatore JTAG. Accedere alla catena secondaria di tutte 15 le ROD è in primo luogo sconveniente poiché sarebbero necessari 15 programmatori diversi; in secondo luogo potrebbe risultare difficoltoso doverli gestire tutti da un unico computer. Nasce così l’esigenza di sviluppare un’elettronica aggiuntiva con funzione di controllo che riesca, tramite un unico programmatore, a distribuire un segnale JTAG in ingresso a 15 uscite selezionabili in maniera esclusiva. In questa tesi vengono illustrati i vari passaggi che hanno portato alla realizzazione del progetto ponendo attenzione alla scelta, al funzionamento e all’eventuale programmazione dei componenti elettronici che lo costituiscono. Per ogni parte è stato realizzato un ambiente hardware di prototipazione che ne ha garantito il test delle funzionalità. La scheda, basata su un microcontrollore ATmega 328-P, è attualmente in fase di completamento nel laboratorio di progettazione elettronica dell’INFN di Bologna. Il prototipo studiato e realizzato tramite il lavoro di questa tesi verrà anche utilizzato in ambiente CERN una volta che ne sarà convalidata l’affidabilità e potrà anche essere facilmente adattato a tutti gli esperimenti che usano un protocollo JTAG per la programmazione di dispositivi remoti.

Evoluzione legislativa e normativa sui dispositivi medici - analisi e ricadute sul mercato e sulla gestione

Scopo di questo lavoro di tesi è la revisione della legislazione in materia di dispositivi medici nel mercato europeo, facendone un confronto con la normativa extra-europea. In particolare si sono studiate ed analizzate anche le regolamentazioni degli Stati Uniti e del Giappone, che insieme a quella dell’Unione Europea, rappresentano attualmente i tre maggiori mercati mondiali di dispositivi medici. L’obiettivo quindi è stato la ricerca, lo studio e l’analisi critica dei vari sistemi legislativi in vigore, la loro evoluzione e le prospettive future. Considerando il punto di vista del fabbricante di dispositivi medici, si sono illustrati percorsi normativi per poter immettere sul mercato un nuovo dispositivo medico nell’Unione Europea, negli Stati Uniti e in Giappone, evidenziando le procedure da seguire, le modalità di commercializzazione nei tre mercati, le certificazioni richieste, facendone un’analisi comparativa di un mercato rispetto agli altri. Sempre nella stessa ottica, si è inoltre effettuata una sintetica analisi del mercato dei dispositivi medici nei paesi emergenti, in quanto sono già, e lo diventeranno sempre più, una risorsa importante per una azienda con una visione internazionale del mercato. In questo elaborato di tesi sono stati ampiamente descritti ed analizzati i diversi sistemi di regolamentazione dei dispositivi medici e si è effettuata una valutazione comparativa tra i diversi sistemi legislativi e normativi che condizionano il mercato dei dispositivi medici. Un fabbricante con una visione internazionale della propria azienda deve conoscere perfettamente le legislazioni vigenti in materia di dispositivi medici. Per l'impresa, la conoscenza e la pratica della norma è indispensabile ma, ancor più, l'informazione e la consapevolezza dell'evoluzione della norma è determinante per la crescita competitiva. Il business mondiale dei dispositivi medici infatti ha subito profondi cambiamenti, con l'introduzione nei diversi paesi di complesse procedure di certificazione e autorizzazione, che sono in continua evoluzione. Tutto questo richiede una dimestichezza con le norme di settore e un continuo aggiornamento tecnico-normativo: sono indispensabili per le imprese competenze adeguate, in grado di affrontare tematiche tecnico-scientifiche e di adempiere a quanto prevedono le norme nazionali ed internazionali. Comprendere le opportunità, conoscere le regole e le barriere per l'ingresso in un determinato mercato, è sempre più importante per le imprese interessate ai processi di internazionalizzazione. Per meglio comprendere un mercato/paese, occorre la conoscenza dei peculiari aspetti regolatori, ma anche la conoscenza della specifica cultura, tradizione, società. In questo quadro, conoscere e praticare le norme non è sufficiente, sapere come evolvono le norme e le regole è per le imprese un fattore determinante per la competitività.

L’approccio del ciclo di vita applicato a sistemi di gestione ambientale: il caso dell’aeroporto Falcone – Borsellino di Palermo

La tesi tratta l’analisi preliminare dell’Organization Environmental Footprint (OEF) dell’ente gestore dell’aeroporto Falcone - Borsellino di Palermo (GES.A.P.). Viene inoltre sviluppato un nuovo metodo per la classificazione degli aspetti ambientali utilizzabile all’interno del Sistema di Gestione Ambientale (SGA) attualmente utilizzato dall’ente GES.A.P. Dopo un'introduzione sulle ragioni che hanno portato allo sviluppo di questi strumenti, vengono approfondite le fasi necessarie per la loro applicazione, specificate nella guida metodologica sull’OEF e nella norma ISO 14001. I dati raccolti per il calcolo dell’OEF sono stati inseriti in un modello dell’organizzazione creato con il software GaBi7 al fine di stimare gli impatti ambientali dell’organizzazione negli anni analizzati. In questo lavoro viene effettuata un’analisi del metodo EMRG (Environmental Management Research Group) utilizzato per l’individuazione e la classificazione degli aspetti ambientali nell’ambito del SGA (certificato ISO 14001:2004) di GESAP e delle innovazioni introdotte nella versione 2015 della norma ISO 14001. Viene suggerito un metodo alternativo basato sull’integrazione dei risultati di un'analisi Life Cicle Assessment (LCA), svolta tramite l’OEF, con la metodologia EMRG, attualmente impiegata, al fine di avviare il processo di transizione del SGA verso l’aggiornamento-consegna richiesto dalla ISO14001:2015. Dall’applicazione del metodo viene ricavata una nuova gerarchia degli aspetti ambientali di GESAP utilizzabile per l’implementazione del suo SGA.

Analisi dei fenomeni franosi lenti nell'abitato di Gaggio Montano mediante interferometria radar

I movimenti lenti delle colate in terra sono una caratteristica geomorfologica comune nell’Appennino settentrionale e sono uno dei principali agenti di modellazione del paesaggio. Spesso case e piccoli centri abitati sorgono in zone affette da questo tipo di movimento franoso e di conseguenza subiscono danni causati da piccoli spostamenti. In questo lavoro di Tesi vengono presentati i risultati ottenuti dall’interferometria radar ad apertura sintetica (InSAR) mediante elaborazione tramite StaMPS (Stanford Method of Persistent Scatterers), utilizzando la tecnica avanzata Small Baseline Subset (Berardino et al., 2002). Questo metodo informatico è applicato alle acquisizioni rilevate dai satelliti Envisat e COSMO-SkyMed in orbita ascendente e discendente, ottenendo una copertura di dati che va dal 2004 al 2015, oltre ad un rilevamento geologico-geomorfologico in dettaglio eseguito nell’area di studio. Questa tecnica di telerilevamento è estremamente efficace per il monitoraggio dei fenomeni di deformazione millimetrica che persistono sulla superficie terrestre, basata sull'impiego di serie temporali d’immagini radar satellitari (Ferretti et al., 2000). Lo studio è stato realizzato nel paese di Gaggio Montano nell’Appennino bolognese. In questa zona sono stati identificati diversi corpi di frana che si muovono con deformazioni costanti durante il tempo di investigazione e grazie ai risultati ottenuti dai satelliti è possibile confrontare tale risultato. Gli spostamenti misurati con il metodo InSAR sono dello stesso ordine di grandezza dei movimenti registrati dai sondaggi inclinometrici. Le probabili cause dell’instabilità di versante a Gaggio Montano sono di natura antropica, in quanto alti tassi di deformazione sono presenti nelle zone dove sorgono case di recente costruzione e complessi industriali. Un’altra plausibile spiegazione potrebbe essere data dalla ricarica costante d’acqua, proveniente dagli strati dei Flysch verso l’interno del complesso caotico sottostante, tale dinamica causa un aumento della pressione dell’acqua nelle argille e di conseguenza genera condizioni d’instabilità sul versante. Inoltre, i depositi franosi rilevati nell’area di studio non mostrano nessun tipo di variazione dovuta ad influenze idrologiche. Per questo motivo le serie temporali analizzare tendo ad essere abbastanza lineari e costanti nel tempo, non essendo influenzate da cicli stagionali.

Sistemi Brain Computer Interface: dalla macchina al paziente

C’è un crescente interesse nella comunità scientifica per l’applicazione delle tecniche della bioingegneria nel campo delle interfacce fra cervello e computer. Questo interesse nasce dal fatto che in Europa ci sono almeno 300.000 persone con paralisi agli arti inferiori, con una età media piuttosto bassa (31 anni), registrandosi circa 5.000 nuovi casi ogni anno, in maggioranza dovuti ad incidenti automobilistici. Tali lesioni traumatiche spinali inducono delle disfunzioni sensoriali a causa dell’interruzione tra gli arti e i centri sopraspinali. Per far fronte a questi problemi gli scienziati si sono sempre più proiettati verso un nuovo settore: il Brain Computer Interaction, ossia un ambito della ricerca volto alla costruzione di interfacce in grado di collegare direttamente il cervello umano ad un dispositivo elettrico come un computer.

Effects of cardiology review of the electrocardiogram in patients with suspected acute coronary syndromes

Misclassification of the electrocardiogram (ECG) contributes to treatment errors in patients with acute coronary syndrome. We hypothesized that cardiology ECG review could reduce these errors.

Use of intraoperative fourier-domain anterior segment optical coherence tomography during descemet stripping endothelial keratoplasty

To evaluate the intraoperative use of handheld Fourier-domain optical coherence tomography (OCT) during Descemet stripping automated endothelial keratoplasty (DSAEK) to assess the donor-host interface.

Coherent phase contrast imaging of THz phonon-polariton tunneling

We report on coherent spatiotemporal imaging of single-cycle THz waves in frustrated total internal reflection geometry. Our technique yields images of the spatiotemporal electric field distribution before and after tunneling through an air gap in between two LiNbO3 crystals. Measurements of the reflected and the transmitted THz waveforms for different tunnel distances allow for a direct comparison with results from a causal linear dispersion theory and excellent agreement is found.

MaxMAC: a Maximally Traffic-Adaptive MAC Protocol for Wireless Sensor Networks

Energy efficiency is a major concern in the design of Wireless Sensor Networks (WSNs) and their communication protocols. As the radio transceiver typically accounts for a major portion of a WSN node’s power consumption, researchers have proposed Energy-Efficient Medium Access (E2-MAC) protocols that switch the radio transceiver off for a major part of the time. Such protocols typically trade off energy-efficiency versus classical quality of service parameters (throughput, latency, reliability). Today’s E2-MAC protocols are able to deliver little amounts of data with a low energy footprint, but introduce severe restrictions with respect to throughput and latency. Regrettably, they yet fail to adapt to varying traffic load at run-time. This paper presents MaxMAC, an E2-MAC protocol that targets at achieving maximal adaptivity with respect to throughput and latency. By adaptively tuning essential parameters at run-time, the protocol reaches the throughput and latency of energy-unconstrained CSMA in high-traffic phases, while still exhibiting a high energy-efficiency in periods of sparse traffic. The paper compares the protocol against a selection of today’s E2-MAC protocols and evaluates its advantages and drawbacks.

Estrogen Receptor α Signaling in T Lymphocytes Is Required for Estradiol-Mediated Inhibition of Th1 and Th17 Cell Differentiation and Protection against Experimental Autoimmune Encephalomyelitis

Estrogen treatment exerts a protective effect on experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) and is under clinical trial for multiple sclerosis therapy. Estrogens have been suspected to protect from CNS autoimmunity through their capacity to exert anti-inflammatory as well as neuroprotective effects. Despite the obvious impacts of estrogens on the pathophysiology of multiple sclerosis and EAE, the dominant cellular target that orchestrates the anti-inflammatory effect of 17β-estradiol (E2) in EAE is still ill defined. Using conditional estrogen receptor (ER) α-deficient mice and bone marrow chimera experiments, we show that expression of ERα is critical in hematopoietic cells but not in endothelial ones to mediate the E2 inhibitory effect on Th1 and Th17 cell priming, resulting in EAE protection. Furthermore, using newly created cell type-specific ERα-deficient mice, we demonstrate that ERα is required in T lymphocytes, but neither in macrophages nor dendritic cells, for E2-mediated inhibition of Th1/Th17 cell differentiation and protection from EAE. Lastly, in absence of ERα in host nonhematopoietic tissues, we further show that ERα signaling in T cells is necessary and sufficient to mediate the inhibitory effect of E2 on EAE development. These data uncover T lymphocytes as a major and nonredundant cellular target responsible for the anti-inflammatory effects of E2 in Th17 cell-driven CNS autoimmunity.

Antiestrogenic and anticancer activities of peptides derived from the active site of alpha-fetoprotein

Cyclo[EKTOVNOGN] (AFPep), a cyclic 9-amino acid peptide derived from the active site of alpha-fetoprotein, has been shown to prevent carcinogen-induced mammary cancer in rats and inhibit the growth of ER+ human breast cancer xenografts in mice. Recently, studies using replica exchange molecular dynamics predicted that the TOVN region of AFPep might form a dynamically stable putative Type I beta-turn, and thus be biologically active without additional amino acids. The studies presented in this paper were performed to determine whether TOVN and other small analogs of AFPep would inhibit estrogen-stimulated cancer growth and exhibit a broad effective-dose range. These peptides contained nine or fewer amino acids, and were designed to bracket or include the putative pharmacophoric region (TOVN) of AFPep. Biological activities of these peptides were evaluated using an immature mouse uterine growth inhibition assay, a T47D breast cancer cell proliferation assay, and an MCF-7 breast cancer xenograft assay. TOVN had very weak antiestrogenic activity in comparison to AFPep's activity, whereas TOVNO had antiestrogenic and anticancer activities similar to AFPep. OVNO, which does not form a putative Type I beta-turn, had virtually no antiestrogenic and anticancer activities. A putative proteolytic cleavage product of AFPep, TOVNOGNEK, significantly inhibited E2-stimulated growth in vivo and in vitro over a wider dose range than AFPep or TOVNO. We conclude that TOVNO has anticancer potential, that TOVNOGNEK is as effective as AFPep in suppressing growth of human breast cancer cells, and that it does so over a broader effective-dose range.

Risk of target lesion failure in relationship to vessel angiographic geometry and stent conformability using the second generation of drug-eluting stents

Vessel angulation and large changes in vessel geometry after stent implantation have been associated with an increased risk of target lesion failure (TLF) using bare-metal stents. Second-generation drug-eluting stents (DES)offer superior conformability and inhibition of neointima. The aim of the study is to investigate the relationship between pre and post-implant vessel geometry and the occurrence of TLF at 1 year after treatment with second-generation DES; and to compare the conformability of Resolute and Xience stents.

Long-term clinical and angiographic outcomes of diabetic patients after revascularization with early generation drug-eluting stents

Early generation drug-eluting stents (DESs) reduce restenosis and repeat revascularization procedures. However, the long-term safety and efficacy of early generation DES according to diabetic status are poorly established.

Disruption of Notch1 induces vascular remodeling, intussusceptive angiogenesis, and angiosarcomas in livers of mice

Notch signaling mediates embryonic vascular development and normal vascular remodeling; Notch1 knockout mice develop nodular regenerative hyperplasia (NRH). The pathogenesis of NRH is unclear, but has been associated with vascular injury in the liver sinusoids in clinical studies. We investigated the role of Notch1 signaling in liver sinusoidal endothelial cells (LSECs).

Polygonal cracks in the seasonal semi-translucent CO2 ice layer in Martian polar areas

In this paper, we use morphological and numerical methods to test the hypothesis that seasonally formed fracture patterns in the Martian polar regions result from the brittle failure of seasonal CO2 slab ice. The observations by the High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) of polar regions of Mars show very narrow dark elongated linear patterns that are observed during some periods of time in spring, disappear in summer and re-appear again in the following spring. They are repeatedly formed in the same areas but they do not repeat the exact pattern from year to year. This leads to the conclusion that they are cracks formed in the seasonal ice layer. Some of models of seasonal surface processes rely on the existence of a transparent form of CO2 ice, so-called slab ice. For the creation of the observed cracks the ice is required to be a continuous media, not an agglomeration of relatively separate particles like a firn. The best explanation for our observations is a slab ice with relatively high transparency in the visible wavelength range. This transparency allows a solid state green-house effect to act underneath the ice sheet raising the pressure by sublimation from below. The trapped gas creates overpressure and the ice sheet breaks at some point creating the observed cracks. We show that the times when the cracks appear are in agreement with the model calculation, providing one more piece of evidence that CO2 slab ice covers polar areas in spring.